זרחן נכרה. קבלת חומצה זרחתית

מים, ולא עם אניוני פוספט אחרים. בתמיסות של חומצה זרחתית יש חילוף של אטומי חמצן בין קבוצות PO 4 ומים.

H 3 PO 4 - חומצה חזקה, K 1 7.1 10 -3 (pK a 2.12), K 2 6.2 10 -8 (pK a 7.20), K 3 5.0 10 -13 (pK a 12.32); הערכים של K 1 ו- K 2 תלויים ב-t-ry. הדיסוציאציה בשלב הראשון היא אקסותרמית, בשני והשלישי - אנדותרמי. דיאגרמת הפאזות של מערכת H 3 PO 4 - H 2 O מוצגת באיור. 2. המקסימום של עקומת ההתגבשות הוא ב-t-re 302.4 K ותכולת H 3 PO 4 91.6% (שלב מוצק - המיהידראט). בשולחן. ניתנות תמיסות של איי סיינט של חומצה זרחתית.

מאפיינים של פתרונות מימיים H 3 PO 4

			תריס T. 0 C	ט.ב., 0 C	kJ/(ק"ג K)	Pa s (25 0 C)	עוד. חשמלי מוליכות, S/m (25 0 C)
	H3PO4	P2O5
	5	3,62	0,8	100,10	4,0737	0,0010	10,0	3129,1
	10	7,24	2,10	100,20	3,9314	0,0011	18,5	3087,7
	20	14,49	6,00	100,80	3,6467	0,0016	18,3	2986,4
	30	21,73	11,80	101,80	3,3411	0,0023	14,3	2835,7
	40	28,96	21,90	103,90	3,0271	0,0035	11,0	2553,1
	50	36,22	41,90	104,00	2,7465	0,0051	8,0	2223,8
	60	43,47	76,9	114,90	2,4995	0,0092	7,2	1737,1
	70	50,72	43,00	127,10	2,3278	0,0154	6,3	1122,6
	75	54,32	17,55	135,00	2,2692	0,0200	5,8	805,2

ו חומצה אוספורית בתנאים רגילים אינה פעילה ומגיבה רק עם קרבונטים, הידרוקסידים ומתכות מסוימות. במקרה זה נוצרים פוספטים בעלי תחליפים אחד, שניים ושלושה (ראה פוספטים אנאורגניים). בעת טעינה מעל 80 0 C מגיב אפילו עם תחמוצות לא פעילות, סיליקה וסיליקטים. בטמפרטורות גבוהות, חומצה זרחתית היא חומר מחמצן חלש למתכות. כאשר פועלים על מתכת תמיסת משטח של חומצה זרחתית עם תוספות של Zn או Mn יוצרת סרט מגן (פוספטינג). חומצה זרחתית בחימום. מאבד מים עם היווצרות של חומצות פירו ומטאפוספוריות ברציפות:

פוספולאום (אנהידריד זרחן נוזלי, חומצה סופר-זרחתית) כולל טו-ך המכילה בין 72.4 ל-88.6% P 2 O 5, והיא מערכת שיווי משקל המורכבת מאורתו-, פירו-, טריפולי-, טטראפולי- ו-to-t זרחן אחר (ראה פוספטים מעובה). כשהוא מדולל במי סופר זרחן, הוא בולט. כמות חום, ופולי-פוספורי אליך הופכים במהירות לאורתו-פוספורית.

בין זרחתי אחר ל-t H 3 PO 4 ניתן להבחין על ידי p-tion עם AgNO 3 - משקע צהוב Ag 3 PO 4 נופל. החומצות הזרחתיות הנותרות יוצרות משקעים לבנים.

קַבָּלָה.חומצה זרחתית במעבדה. בתנאים, קל להשיג אותו על ידי חמצון של זרחן עם תמיסה של 32% של חומצה חנקתית:

בתעשייה חומצה זרחתית מתקבלת בשיטות תרמיות ומיצוי.

תֶרמִי השיטה (מאפשרת לייצר את החומצה הזרחתית הטהורה ביותר) כוללת DOS. שלבים: בעירה (חמצון) של זרחן יסודי בעודפי אוויר, הידרציה וספיגת ה-P 4 O 10 שנוצר (ראה תחמוצות זרחן), עיבוי חומצה זרחתית ולכידת ערפל משלב הגז. ישנן שתי דרכים להשיג P 4 O 10: חמצון של אדי P (בשימוש נדיר בתעשייה) וחמצון P נוזלי בצורה של טיפות או סרטים. דרגת החמצון P בנשף. התנאים נקבעים על ידי נחיל t באזור החמצון, דיפוזיה של רכיבים וגורמים אחרים. השלב השני של קבלת תרמית. חומצה זרחתית - הידרציה P 4 O 10 - מתבצעת על ידי ספיגה לזה (מים) או מוד הדדי. אדי P 4 O 10 עם אדי מים. הידרציה (P 4 O 10 + 6H 2 O4H 3 PO 4) עובר את שלבי היווצרות חומצות פולי-פוספוריות. ההרכב והריכוז של המוצרים המתקבלים תלויים בטמפרטורה ובלחץ החלקי של אדי מים.

כל שלבי התהליך יכולים להיות. בשילוב במכשיר אחד, למעט לכידת ערפל, חתך מיוצר תמיד במכשיר נפרד. בתעשייה משתמשים בדרך כלל בתוכניות של שתיים או שלוש רשתות עיקריות. מכשירים. בהתאם לעיקרון של קירור גז, ישנן שלוש דרכים לייצר תרמית. חומצה זרחתית: אידוי, מחזור-אידה, חילופי חום- אידוי. לְהִתְאַדוֹת מערכות המבוססות על סילוק חום במהלך אידוי מים או דיל. חומצה זרחתית, מקסימום. פשוט בעיצוב החומרה. עם זאת, בשל נפח גדול יחסית של גזי פליטה, השימוש במערכות כאלה מומלץ רק במתקנים בעלי קיבולת יחידה קטנה.

במחזור-התאדות. מערכות מאפשרות לשלב במנגנון אחד את שלבי שריפת P, קירור שלב הגז של המחזור לאחד והידרציה P 4 O 10 . החיסרון של המעגל הוא הצורך לקרר נפחים גדולים של k-you. חילופי חום-תאדות. מערכות משלבות שתי שיטות להסרת חום: דרך דופן מגדלי הבעירה והקירור, וכן על ידי אידוי מים משלב הגז; יתרון משמעותי של המערכת הוא היעדר מעגלי זרימה אליך עם ציוד שאיבה וקירור.

על ארצות המולדת. ארגונים מפעילים טכנולוגיה. תוכניות עם מחזור-התאדות. שיטת קירור (מערכת שני מגדלים). לְהַבחִין. תכונות של התוכנית: נוכחות של נוספיםטוּמטוּם. מגדלי קירור גז, שימוש במחלפי חום צלחות יעילים במעגלי מחזור; יישום בעל ביצועים גבוהים. חרירים לשריפת P, המספקים אטומיזציה עדינה אחידה של סילון הנוזל P ושריפתו המלאה ללא היווצרות תחמוצות נמוכות יותר.

טכנול. איור 1 מציג תרשים של מפעל בעל קיבולת של 60,000 טון בשנה של 100% H 3 PO 4 . 3. זרחן צהוב מותך מפורק באוויר מחומם בלחץ של עד 700 kPa דרך זרבובית במגדל בעירה מושקה על ידי מסנן במחזור. מחומם במגדל אל-זה מקורר על ידי מחזור מים במחלפי חום צלחות. טו-טא פרודוקטיבי, המכיל 73-75% H 3 PO 4 משוחרר ממעגל המחזור למחסן. כמו כן, במגדל הקירור (הידרציה) מתבצע קירור גזים ממגדל הבעירה וספיגה אליך, מה שמפחית את הלידה לאחר הלידה, עומס הטמפרטורה על המשקע האלקטרוסטטי ותורם לטיהור גזים יעיל. סילוק החום במגדל ההידרציה מתבצע על ידי מחזור 50% H 3 PO 4 מקורר במחלפי חום צלחות. גזים ממגדל ההידרציה לאחר ניקוי מערפל H 3 PO 4 במשקע אלקטרוסטטי צלחת משתחררים לאטמוספירה. עבור 1 טון של 100% H 3 PO 4, 320 ק"ג של P נצרכים.

אורז. 3. ערכת מחזור כפול מגדל לייצור תרמי. H 3 PO 4: 1 - אספן מים חמוצים; 2 - אחסון של זרחן; 3.9 - אספנים במחזור; 4.10 - משאבות טבולות; 5.11 - מחליפי חום צלחות; 6 - מגדל בעירה; 7 - זרבובית זרחן; 8 - מגדל הידרציה; 12 - משקע אלקטרוסטטי; 13 - מאוורר.

שיטת מיצוי חסכונית יותר להשגת חומצה זרחתית מבוססת על פירוק הטבע. פוספטים טו-טמי (בעיקר גופרתי, במידה פחותה חנקתי ומעט הידרוכלורי). תמיסות חומצה זרחתית המתקבלות על ידי פירוק חומצה חנקתית מעובדות לדשנים מורכבים, על ידי פירוק חומצה הידרוכלורית - למשקעים.

פירוק חומצה גופרתית של חומרי גלם פוספט [במדינות חבר העמים Ch. arr. תרכיז אפטות Khibiny (ראה אפטות) ו-Kratau phosphorites] - עיקרי. שיטה להשגת מיצוי חומצה זרחתית, המשמשת לייצור קונצרן. פוספט ודשנים מורכבים. המהות של השיטה היא מיצוי (מיצוי) של P 4 O 10 (בדרך כלל משתמשים ב-f-lu P 2 O 5) בצורה של H 3 PO 4 . לפי שיטה זו, פוספטים מטופלים עם H 2 SO 4 ואחריו סינון של העיסה המתקבלת כדי להפריד חומצה זרחתית מהמשקע Ca sulfate. חלק מהגרעין שהוקצה. התסנין, כמו גם כל התסנין המתקבל על ידי שטיפת המשקעים על המסנן, מוחזרים לתהליך המיצוי (תמיסת דילול) כדי להבטיח ניידות מספקת של העיסה במהלך הערבוב והשינוע שלה. יחס מסה בין שלב נוזלי למוצק מ-1.7:1 ל-3.0:1.

טִבעִי פוספטים מתפרקים בהתאם לתכנית:

זיהומים נלווים נתונים גם לפירוק ל-tami: קלציט, דולומיט, סידריט, נפלין, גלאוקוניט, קאולין ומינרלים אחרים. זה מוביל לעלייה בצריכת המשומש לך, וגם מפחית את המיצוי של P 2 O 5 במוצר היעד עקב היווצרות של פוספטי ברזל בלתי מסיסים FeH 3 (PO 4) 2 2.5H 2 O ב-P 2 ריכוזי O 5 מעל 40% (תכולת P 4 O 10 ניתנת בדרך כלל במונחים של P 2 O 5) ו- FePO 4 · 2H 2 O - בריכוזים נמוכים יותר. אני בודקתCO 2, המשתחרר במהלך פירוק הקרבונטים, יוצר קצף יציב במחלצים; פוספטים p-rime של Mg, Fe ו-Al מפחיתים את הפעילות של חומצה זרחתית, וגם מפחיתים את התוכן של צורות הניתנות להטמעה של P 2 O 5 בדשנים עם האחרון. עיבוד של חומצה זרחתית.

בהתחשב בהשפעה של זיהומים, הדרישות לחומרי גלם פוספט נקבעות, על פי חצי האי קרים. פוספטים בעלי תכולה גבוהה Comm. Fe, Al, Mg, קרבונטים ו-org. in-in לא מתאים לייצור חומצה זרחתית.

בהתאם לטמפרטורה ולריכוז של חומצה זרחתית במערכת CaSO 4 -H 3 PO 4 -H 2 O, Ca סולפט משקע כדיהידראט (גבס), המיהידראט או אנהידריט. בתנאים אמיתיים, המשקע מזוהם בזיהומים P 2 O 5 בצורה של טבע לא מפורק. פוספטים, H 3 PO 4 שטופים מתחת, פוספטים מגובשים יחד מתפרקים. מתכות וכו', כך נקראו ה-Ca סולפטים שנוצרו. בהתאמה פוספוגיפס, פוספוהמיהידראט ופוספו-אנהידריט. בהתאם לסוג הגופרית המושקעת, קיימות שלוש שיטות ישירות לייצור חומצה זרחתית למיצוי: דיהידראט, המיהידראט (המיהידראט) ואנהידריט, וכן משולבות: המיהידראט-דיהידראט ודיהידראט-המיהידראט.

בחבר העמים, נאיב. שיטת הדיהידראט כבר עובדה בתעשייה, אך היא נבדלת על ידי תשואה גבוהה של P 2 O 5 (93-96.5%) בייצור לכך; עם זאת נמוך יחסיתאיזה ריכוז של חומצה זרחתית דורש את האחרון שלה. אידוי. רָאשִׁי שלבי תהליך: חילוץ עם הרחבה. או int. סירקולציה ואקום או קירור אוויר של עיסת המיצוי, הבשלת העיסה לאחר המחלץ, הפרדת חומצה זרחתית על מסנני ואקום בתפזורת. יעילות התהליך נקבעת בעיקרה.

חומצה מטפוספורית- חומצה מונו-בסיסית, שהנוסחה הפשוטה ביותר שלה היא HPO 3; ההרכב האמיתי של המולקולות שלה מתבטא בנוסחה (HPO 3) n, שבו n \u003d 3.4.5, וכו 'בצורתו הטהורה, זה מסה זגוגית, מסיס בקלות במים.

מתקבל על ידי אינטראקציה של תחמוצת זרחן (V) עם מים:

תכונות פיזיוכימיות

חומצה מטפוספורית היא חומר לבן מזכוכית, מסיס מאוד במים, ועל ידי הצמדתה הופך בהדרגה לחומצה אורתופוספורית:

חומר רעיל מאוד.

ח 3 ת.ז 4

חומצה אורתופוספורית (חומצה זרחתית)- חומצה אנאורגנית בעלת חוזק בינוני, עם הנוסחה הכימית H 3 PO 4, אשר בתנאים סטנדרטיים היא גבישים היגרוסקופיים חסרי צבע.

בטמפרטורות מעל 213 מעלות צלזיוס, הוא הופך לחומצה פירו-פוספורית H 4 P 2 O 7. מסיס היטב במים. חומצה אורתופוספורית (או פשוט זרחתית) נקראת בדרך כלל תמיסה מימית 85% (נוזל סירופ חסר צבע וריח). מסיס גם באתנול ובממיסים אחרים.

חומצה זרחתית מתקבלת מפוספט:

ניתן להשיג על ידי הידרוליזה של זרחן פנטכלוריד:

או על ידי אינטראקציה עם מים של תחמוצת זרחן (V), המתקבלת על ידי שריפת זרחן בחמצן:

התגובה עם מים היא אלימה מאוד, ולכן תחמוצת זרחן (V) מטופלת בתמיסה מרוכזת של חומצה זרחתית מחוממת ל-200 מעלות צלזיוס.

לחומצה זרחתית מותכת ותמיסותיה המרוכזות יש צמיגות גבוהה, הנובעת מהיווצרות של קשרי מימן בין מולקולריים.

H 3 PO 4 היא חומצה טרי-בסיסית בעלת חוזק בינוני. באינטראקציה עם חומצה חזקה מאוד, למשל, עם HClO 4 פרכלורית, חומצה זרחתית מראה סימנים של אמפוטריות - נוצרים מלחי זרחן, למשל [P (OH) 4 ]ClO 4 .

תגובה ייחודית של חומצה זרחתית מחומצות זרחתיות אחרות היא התגובה עם חנקתי כסף - נוצר משקע צהוב:

תגובה איכותית ליון PO 4 3- היא היווצרות של משקע צהוב בהיר של אמוניום מוליבדן פוספט:

מלחים של חומצה זרחתית נקראים פוספטים. חומצה זרחתית יוצרת מלחים בעלי תחליפים אחד, שניים ושלושה.

(נתרן דימימן פוספט)

(נתרן מימן פוספט)

(נתרן פוספט)

דיהידרופוספטים (פוספטים חד-מוחלפים) הם חומציים, הידרופוספטים (פוספטים לא-מוחלפים) הם מעט בסיסיים, בינוניים (פוספטים משולבים, או פשוט פוספטים) הם בסיסיים.

דיהידרופוספטים בדרך כלל מסיסים מאוד במים, כמעט כל ההידרופוספטים והפוספטים מסיסים מעט. סילוק מלחים מוביל לתמורות הבאות:

פוספטים אינם מתפרקים כאשר הם מדודים, למעט אמוניום פוספט (NH 4) 3 PO 4 .

לפוספטים אורגניים תפקיד חשוב מאוד בתהליכים ביולוגיים. פוספטים של סוכרים מעורבים בפוטוסינתזה. חומצות גרעין מכילות גם שאריות חומצה זרחתית.

יישום:

הוא משמש בהלחמה כשטף (על נחושת מחומצנת, על מתכת ברזלית, על נירוסטה), למחקר בתחום הביולוגיה המולקולרית. הוא משמש גם להסרת חלודה ממשטחי מתכת. יוצר סרט מגן על המשטח המטופל, מונע קורוזיה נוספת. הוא משמש גם כחלק מפריאונים, במקפיאים תעשייתיים כחומר קלסר.

כחלק מנוזלים הידראוליים NGZH-5U והאנלוגים הזרים שלו.

חומצה זרחתית רשומה כתוסף מזון E338. הוא משמש כמווסת חומציות במשקאות מוגזים.

בחקלאות פרוות (במיוחד, בעת גידול מינקים), משתמשים בתמיסה של חומצה אורתופוספורית לשתייה כדי למנוע עלייה ב-pH של הקיבה ואורוליתיאזיס.

חומצה אורתופוספורית משמשת לחריטה (הסרת השכבה המרוחה) של אמייל ודנטין לפני מילוי שיניים. בשימוש בחומרי דבק מדור 2 ו-3 נדרשת תחריט של אמייל השן בחומצה ולאחר מכן שטיפה וייבוש. בנוסף לעלויות זמן נוספות לביצוע שלבים אלו, הם טומנים בחובם סיכון לטעויות וסיבוכים שונים.

בעת מריחת חומצה זרחתית, קשה לשלוט במידת ועומק הדה-מינרליזציה של הדנטין והאמייל. זה מוביל לעובדה שהדבק המיושם אינו ממלא לחלוטין (על כל העומק) את צינוריות השיניים הפתוחות, וזה, בתורו, אינו מבטיח היווצרות של שכבה היברידית מלאה.

בנוסף, לא תמיד ניתן להסיר לחלוטין חומצה זרחתית לאחר מריחת הדנטין. זה תלוי איך החומצה הזרחתית מעובה. שאריות של חומצה זרחתית פוגעות בחוזק הקשר, ומובילות גם להיווצרות של מה שנקרא "מכרה חומצי".

עם הופעת חומרי הדבקה, הדור הרביעי והחמישי החל להשתמש בטכניקת תחריט מוחלט (דנטין - אמייל). במערכות דבק מהדור ה-6 וה-7, אין שלב תחריט חומצה נפרד. אז הדבקים חורטים בעצמם. למרות שחלק מהיצרנים עדיין ממליצים על תחריט לטווח קצר של האמייל כדי לשפר את ההדבקה גם כאשר משתמשים בדבקים חורטים.

ח 4 פ 2 O 7

חומצה דיפוספורית- תרכובת אנאורגנית, חומצה המכילה חמצן טטר-בסיסית עם הנוסחה H 4 P 2 O 7, גבישים חסרי צבע, מסיסים במים, יוצרת הידרטים גבישיים.

קַבָּלָה:

פירוק תחמוצת זרחן במים:

חימום חומצה זרחתית:

התגובה של חומצה זרחתית עם תחמוצת זרחן:

תכונות גשמיות:

חומצה דיפוספורית היא חומר אמורפי או גבישי לבן, מאוד היגרוסקופי. הוא קיים בשני שינויים גבישיים עם נקודות התכה של 54.3 ו-71.5 מעלות צלזיוס; התערובת נמסה ב-61 מעלות צלזיוס.

זה מתמוסס היטב במים, אתנול, אתר.

זוהי חומצה טטרבסית עם קבועי דיסוציאציה p K 1 = 1, p K 2 = 2, p K 3 = 6.6, p K 4 = 9.6.

יוצר הידרטים גבישיים בצורת H 4 P 2 O 7 n H 2 O, כאשר n = 1, 5 ו-6

תכונות כימיות:

כאשר מחומם בוואקום, הוא מתפרק:

כאשר מרתיחים תמיסות מימיות, זה הופך לחומצה זרחתית:

מגיב עם אלקליות ליצירת מלחים נורמליים או חומציים:

נכנס לתגובות חליפין.

חומצה זרחתית מתקבלת מפוספט:

ניתן להשיג על ידי הידרוליזה של זרחן פנטכלוריד:

או על ידי אינטראקציה עם מים של תחמוצת זרחן (V), המתקבלת על ידי שריפת זרחן בחמצן:

התגובה עם מים היא אלימה מאוד, ולכן תחמוצת זרחן (V) מטופלת בתמיסה מרוכזת של חומצה זרחתית מחוממת ל-200 מעלות צלזיוס.

לחומצה זרחתית מותכת ותמיסותיה המרוכזות יש צמיגות גבוהה, הנובעת מהיווצרות של קשרי מימן בין מולקולריים.

חומצה אורתופוספורית בתמיסות מימיותהרבה יותר חלש מחומצות גופרית וחנקתיות. זוהי חומצה טרי-בסיסית. הפירוק האלקטרוליטי של החומצה, כמו חומצות רב-בסיסיות אחרות, מתבצע בשלבים:

H3PO4 H+ + H2RO4- (שלב I)

H2PO4- H+ + HPO42- (שלב II)

HPO42- H+ + RO43- (שלב III)

H3PO4 3H+ + PO43- (הפחתה כוללת)

מאפיינים כלליים של רכיבי p של תת-קבוצת VIA. מבנה האטומים. תכונות של מבנה אטום החמצן. תפוצה וצורות מציאת בטבע. ערכיות ומצבי חמצון בתרכובות. קַבָּלָה. הידידים של הרכב H2E. המבנה של מולקולות. יציבות תרמית. תכונות פיזיקליות וכימיות. מקבל. תכונות מפחיתות וחומציות.

האלמנטים של קבוצה VI של תת-הקבוצה הראשית כוללים: חמצן, גופרית, סלניום, טלוריום ופולוניום (רדיואקטיבי). הטבלה שלהלן מסכמת את הנתונים על המבנה האלקטרוני של האטומים של יסודות אלה ונקודות ההיתוך והרתיחה (oC)

2s22p4 3s23p4 4s24p4 5s25p4

218.8 119.3 217 449.8

183 444.6 685 990

מאפיינים כלליים.תת-קבוצת החמצן כוללת חמישה יסודות: חמצן, גופרית, סלניום, טלוריום ופולוניום (מתכת רדיואקטיבית). אלו הם רכיבי p של קבוצה VI מערכת תקופתית של D.I. Mendeleev. יש להם שם קבוצה - כלקוגנים, שפירושו "יוצרים עפרות".

לאטומי כלקוגן יש מבנה זהה לרמת האנרגיה החיצונית - ns 2 np 4. זה מסביר את הדמיון בין התכונות הכימיות שלהם. כל הקלוגנים בתרכובות עם מימן ומתכות מציגים מצב חמצון של -2, ובתרכובות עם חמצן ולא מתכות פעילות אחרות, בדרך כלל +4 ו-+6. עבור חמצן, כמו גם עבור פלואור, מצב חמצון שווה למספר הקבוצה אינו אופייני. הוא מציג מצב חמצון של בדרך כלל -2 ובשילוב עם פלואור +2. ערכים כאלה של מצבי חמצון נובעים מהמבנה האלקטרוני של כולקוגנים.

באטום החמצןלרמת המשנה 2p יש שני אלקטרונים לא מזווגים. לא ניתן להפריד את האלקטרונים שלו, מכיוון שאין תת-רמה d ברמה החיצונית (השנייה), כלומר, אין אורביטלים חופשיים. לכן, ערכיות החמצן תמיד שווה לשניים, ומצב החמצון הוא -2 ו-+2 (לדוגמה, ב- H 2 O ו- OF 2). ערכיות ומצבי החמצון של אטום הגופרית במצב לא נרגש זהים. עם המעבר למצב נרגש (המתרחש כאשר אנרגיה מסופקת, למשל, בעת חימום), האלקטרונים 3p ולאחר מכן 3s מופרדים תחילה מאטום הגופרית (מוצג בחצים). מספר האלקטרונים הבלתי מזווגים, וכתוצאה מכך הערכיות במקרה הראשון הוא ארבעה (לדוגמה, ב-SO 2), ובשני - שישה (לדוגמה, ב-SO 3). ברור שאפילו ערכיות 2, 4, 6 אופייניות לאנלוגים של גופרית - סלניום, טלוריום ופולוניום, ומצבי החמצון שלהם יכולים להיות שווים ל-2, +2, +4 ו-+6.

תרכובות מימן של יסודות מתת-קבוצת החמצן מתאימות לנוסחה H 2 R (R הוא הסמל של היסוד): H 2 O, H 2 S, H 2 Se, H 2 Te. הם נקראים מימן כלצידי. בהמסה במים נוצרות חומצות. חוזקן של חומצות אלו עולה עם עלייה במספר האטומי של היסוד, אשר מוסבר בירידה באנרגיית הקישור בסדרת תרכובות H 2 R. מים, המתפרקים ליונים H+ ו-OH - הם אמפוטריים. אלקטרוליט.

זרחן, ייצור ושימוש

(טֶכנִי). חומר המוצא לייצור המפעל של F. הוא מלח סידן פוספט הממוצע Ca 3 (PO 4) 2, המופץ באופן נרחב בטבע. במפעלי זרחן, הוא הופך בדרך כלל למלח חומצי Ca (H 2 PO 4) 2, אשר לאחר מכן מעורבב עם פחם ומסייד; בעוד Ca (H 2 RO 4) 2 משחרר לראשונה מים ועובר למלח המטפוספורי:

Ca (H 2 PO 4) 2 \u003d Ca (PO 3) 2 + 2H 2 O,

וזה האחרון כבר מופחת בפחם:

3Ca (RO 3) 2 + 10C \u003d P 4 + Ca 3 (RO 4) 2 + 10CO.

המרה ראשונית כזו של מלח זרחן-סידן ממוצע לחומצה מבוססת על העובדה שאת המלח הממוצע עצמו קשה הרבה יותר להפחית עם פחם. כפי שניתן לראות ממשוואת הפירוק לעיל, בדרך זו ניתן לבודד לכל היותר 2/3 מסך ה-F. הזמין, ו-1/3 ממנו נשאר בפסולת. כדי לבטל את החיסרון הזה, לפי הצעתו של Wöhler, סיליקה מוכנסת לתגובה:

2Ca(PO 3) 2 + 2SiO 2 + 10C = P 4 + 2CaSiO 3 + 10CO,

אבל אז הפעולה דורשת טמפרטורה כל כך גבוהה, שניתן להשיג כלכלית רק בתנורים חשמליים, שבתקופה האחרונה תופסים מקום יותר ויותר בטכנולוגיה. השימוש בחשמל לייצור F. הוא בעל חשיבות רבה במובן זה שאפשר להשתמש להפחתה לא במלח החומצה Ca (H 2 PO 4) 2, אלא ישירות בממוצע מלח זרחן-סידן Ca 3 ( RO 4) 2; לפיכך, בנוסף לשלמות הבידוד של זרחן, השימוש בתנורים חשמליים מבטל את הפעולה המורכבת של המרת Ca 3 (PO 4) 3 ל-Ca (H 2 PO 4) 2, אשר תופסת מקום רב ב- ציוד רגיל של צמחי זרחן. במאמר זה נבחן תחילה את השיטות הנפוצות לייצור F., ולאחר מכן נציין את השיטות המבוססות על שימוש בחשמל. מכל החומרים מהם ניתן להכין מלח זרחן-סידן חומצי (ראה דשני זרחן), עצמות עדיפות בצמחי זרחן. ככל שהעצם צפופה יותר, לאחר מכן, היא עשירה יותר במלחי פוספט, כך היא מוערכת יותר; לְמָשָׁל עצמות סוסים, שוורים וכבשים מבוקשות מאוד. ככלל, הם אינם עוברים פעולות מקדימות (למשל, מיצוי שומן וכו'), אלא נורים ישירות עד שהם הופכים לחלוטין לאפר. שריפת העצמות מתבצעת לרוב בתנורים כאלה, המאפשרים לבצע את הפעולה באופן רציף, וכל תהליך הבעירה מתבצע על חשבון החומרים האורגניים המצויים בעצמות. במהלך הירי, ננקטים אמצעים על מנת להבטיח שלא ישוחררו גזים לא שרופים וריחניים לאטמוספירה שמסביב. לפי Fleck, הסידור המוצג באיור מעשי למדי הוא. אחד.

אתנור פיר עמוס בעצמות דרך חור סגור במכסה אבל. כדי להפעיל את התנור, משתמשים בחורים ב, שדרכו מכניסים עצי הסקה ומעלות באש. לפתחים אלו יש תריסים, המאפשרים לווסת את כמות האוויר הנכנסת לכבשן, ובנוסף, דרכם נגרף מהכבשן חומר שכבר נשרף לחלוטין. הגזים הנוצרים במהלך הבעירה עולים לראש הכבשן מוהנה הם עוברים על תיבת האש ד, שם הם נשרפים במלואם ולאחר מכן מעל החזיר INהחוצה לתוך צינור הפליטה מ.מעל החזיר INיש שורה של בורות אידוי עם תמיסות שהוקצו לעיבוי. לדברי פלק, עבור 100 חלקים של עצמות טריות שנלקחו, מתקבלים 55 חלקים של אפר שרוף לחלוטין (לבן), המכיל 80-84% סידן פוספט, 2-3% מגנזיום פוספט, 10-14% סידן פחמתי וסידן פלואוריד. עצמות שרופות נטחנות ומטופלות בחומצה גופרתית כדי להמיר את מלח הזרחן-סידן הממוצע לחומצי; במקרה זה, גבס CaSO 4 מתקבל גם על פי המשוואה:

Ca s (PO 4) 2 + 2H 2 SO 4 \u003d Ca (H 2 PO 4) + 2CaSO 4.

מכיוון שה-Ca (H 2 PO 4) 2 המתקבל מסיס במים, והגבס מסיס בצורה גרועה, ניתן להפריד אותם בקלות. הפעולה מתבצעת בבורות עץ גדולים (עד 1.3 מ' קוטר), מרופדים בעופרת ומצוידים במערבל. עבור 100 שעות של אפר עצמות, לפי מקורות שונים, נלקחת בין 66 ל-90 שעות של חומצה גופרתית חזקה. לאחר העמסת אפר לבור (עד 140 ק"ג), שופכים כאן כל כך הרבה מים רותחים עד שהם מכסים את האפר, ואז מוסיפים חומצה גופרתית בהדרגה תוך ערבוב מתמיד. במקביל, המסה קצף חזק מפירוק סידן פחמתי. הפירוק מסתיים בעוד יומיים עם ערבוב; לאחר מכן מוסיפים מים לבור ומשאירים לעמוד במקום במשך 12 שעות. הנוזל המשוקע מרוקן על ידי סיפון לתוך מחבתות עופרת לאידוי; המסה הבלתי מומסת נשטפת מספר פעמים במים כדי אולי להפיק לחלוטין את מלח הזרחן-סידן החומצי, ומי הכביסה מתווספים לתמיסה הראשונה, למעט המים האחרונים, שנועדו להרטיב חלק חדש של אפר עצמות, שהוא מתפרק עם חומצה גופרתית. על מנת להשתמש בכמה שפחות מים לכביסה כזו (שכן יש לאדות אותם), השטיפה מתבצעת במכשירי סינון מיוחדים; מבין אלה, הפשוטות ביותר הן קופסאות עץ מרופדות בפנים עופרת עם תחתית מחוררת, עליהן מניחים חול, תחילה גס, ואחר כך עדין יותר ויותר, וכן קש ופשתן גס. קופסאות כאלה מונחות לעתים אחת מעל השנייה בצורה דמוית טרסה, מה שמאפשר לבצע שטיפה שיטתית של המסה השטופה. כדי לאדות תמיסה של מלח זרחן-סידן חומצי, משתמשים בחום האבוד של שריפת עצם ואחרים, או בקיטור, והנוזל מעורבב כל הזמן. זה נעשה מהסיבה שכאשר התמיסה מתעבה, משתחרר גבס שנמצא בתמיסה בכמות קטנה, מה שכאשר הנוזל במצב רגוע נותן קליפה חזקה על דפנות המחבת, אשר אינו מוליך חום היטב; זה לא קורה בעת ערבוב. עיבוי התמיסה נמשך עד ל-ud. המשקל לא יגיע ל-1.4-1.5 (המתאים לתוכן של 62% P 2 O 5). הגבס מופרד על ידי סינון, ומתווספים לתמיסה כ-25% של קוק גס או אבקת פחם. את התערובת מייבשים בקומקום ברזל (לפי פלק, כך שנשארים כ-5.5% מים) ולאחר מכן עוברים להסתיידות ברטורטים. הרטורטים עשויים מחימר עקשן וצורתם אגס או גלילי ומיועדים להעמיס 6-15 ק"ג מהתערובת. תלוי בתפוקה של המפעל, סוג הדלק וכו'. , העיצוב של תנורים עבור חימום retorts הוא די מגוון. בדרך כלל הרטורטים ממוקמים בכבשן לא לבד, אלא בקבוצות, לפעמים בכמה שורות, אחת מעל השנייה. באיור. 2 מציג חתך של אחד מהתנורים הללו.

הוא מסודר ל-36 רטורטים ואורכו 6.6-7 מ', רוחבו 1.32 מ' וגובהו 1.61 מ'; יש לה שתי קופסאות אש, המופרדות זו מזו על ידי קיר נמוך (0.286 מטר מעל תיבת האש) הפועל לאורך כל התנור. רשת אש אבל(אורך 0.55 מ') יש סורגים רק בחלקו הקדמי, אך לכל שאר אורכו הוא עשוי מלבנים. הרטורטים שוכבים אופקית משני צידי הקיר האורכי הנשען עליה עם הגב. גזי הפליטה החובקים את הרטורטים יוצאים לתוך החריצים ד(גובה 0.175 מ' ורוחב 0.695 מ') דרך החורים בגג ונשלח לארובה ז; במקביל, מאחורי התנור, הם עוברים מתחת לתבניות, שם מתאדות התמיסות של מלח זרחן-סידן. הצוואר של כל רטורט יוצא מהכבשן כלפי חוץ (דרך קיר הניתן לפירוק עבור כל זוג רטורטים) ומחובר למקלט לעיבוי ph.; האחרון מורכב משני כובעים מזוגגים מחימר עם צינורות, בעזרתם הם מחוברים זה לזה ולצוואר הרטורט. לכל כובע גובה של 0.18 מ', קוטר. 0.154 מ' ועומד על בסיס עגול בגובה 0.01 מ'. ו-0.24 מ' קוטר, מלא במים. באיור. 3 מציג תנור עבור רטורטים גליליים; יש לה גם 2 קופסאות אש.

התגובות מונחות בצד אחד ובצד השני של הקיר האמצעי משלוש שורות, כאשר השורה התחתונה מונחת עם הגב על הקיר עצמו, בעוד השורות העליונות נתמכות על ידי מרווחים איקס. גזי הפליטה עולים לגג נודרך חורים לללכת לחזיר INואז לתוך הצינור Ζ . גרון רכל שלוש רטורטים מחוברים למקלט אחד משותף אופ(איור 4 בנפרד לשני רטורטים) עשוי ברזל מצופה אמייל.

הוא מורכב מצינור אנכי על אודותעם צינורות צד, הכוללים טיפים מותקנים על גרון הרטורטים, ומהחלק הגלילי עממחולק לשלושה חלקים. זוגות ו' בצינור על אודות הם נכנסים לתא העליון המלא במים, שם לרוב הם מתעבים, וה-F. נאסף מתחת למים. אדים וגזים לא מעובים, כפי שמוצג באיור. חץ, הולכים לתא האמצעי, גם הוא מלא במים, ואז דרך הצינור שנמצא כאן באמצע הם הולכים לתא התחתון (עם מים) ויוצאים, עולים באש. F. נאסף מתחת למים בכל שלושת התאים. ישנם סוגים אחרים של מכשירים, כמו תנורים, ותמרים ומקלטים. הפעולה עצמה מתבצעת באופן הבא: הרטורטים מועמסים ונמרחים לתוך הכבשן; גרונותיהם מוכנסים לקולטים ומורחים בחימר או במרק אחר כדי שלא יהיו סדקים שדרכם יברח אדים; ואז הם מתחילים לחמם את התנור בהדרגה (עם חימום מהיר, הרטורטים עלולים להיסדק). הטמפרטורה עולה בהדרגה, ו-F. מתחיל לזקק; יחד עם זה משתחררים מהמקלטים ריח לא נעים וגזים לא בריאים (מימן זרחן, פחמן חד חמצני וכו'; לכן, מקלטים מנסים לבודד ולאוורר את החדרים שבהם הם ממוקמים. במהלך הזיקוק של פ' שמים לב שאין סתימה בקולטים, ומנקים אותם מדי פעם במוט ברזל. לאחר יממה, המירוץ נחלש מאוד, מה שמבחינים בו בלהבת הגזים היוצאת מהקולטים; לאחר 1 1/2 - יומיים זה מפסיק לחלוטין, ואז החום בתנור מופחת בהדרגה. כאשר התנור התקרר, המקלטים מופרדים מהרטורטים ומצמידים אליהם את קצה הגרון של הרטורט, שם נמצא בדרך כלל ה-f.; מפרקים את קיר התנור, מוציאים את הרטורט החוצה ובדרך כלל זורקים אותו הצידה, לאחר שמוודאים שאין בו תערובת לא מפורקת. במקומם נלחצים רטורטים טעונים חדשים לתוך הכבשן. F. נבחר מתוך מקלטים ושברי רטורטים מתחת למים בעזרת מרית מיוחדת. ל-F Raw יש מראה אדמדם או חום; לפי פלק, מסתבר ש-15.4%, בחישוב אפר עצמות. בנוסף לתערובת של F. אדום, הוא מכיל תרכובות שונות של F. עם פחמן, סיליקון וכו'. כדי לטהר F. גלם, הוא מסונן בחלק מהמפעלים ומזקק באחרים. עבור סינון, F. ממוקם בשקית זמש, אשר מונח במים מחוממים ל 50-60 °; פ' מומסת נסחטת מהשקית במכבש מיוחד. במפעלים צרפתיים מערבבים את F. המותך באבקת פחם ומניחים אותו בגליל ברזל עם מחיצה עשויה חימר נקבובי; על ידי הכנסת אדים לצילינדר בלחץ ידוע, המסנן נדחף דרך נקבוביות המחיצה, בעוד שרוב הזיהומים נשארים עם הפחם ובכך אינם מזהמים את הצלחת הנקבוביה; את הפחם הנותר מערבבים עם מנה חדשה של F. F. הזיקוק מתבצע ברטורטים מברזל יצוק, אשר מונחים בשניים או שלושה בתנור אחד (איור 5).

F. נמס בקלחת נחושת מתחת למים ומערבבים בחול (1/8 ממשקלו). כאשר המסה מתמצקת עם הקירור, היא מועמסת לרטורטים, אשר הופכים תחילה כך שאם אפשר, כל המים הם זכוכית, ולאחר מכן מכניסים לתנור. גרון הרטורט טובל 1.5-2 ס"מ לתוך גיגית מים, שם יש כוס עופרת עם ידית ברזל לאיסוף ה-F המזוקק. 5-6 קילו של F גולמי מועמסים לתוך הרטורט. החימום מתבצע לאט ומתעצם באופן שווה; הם מנסים להסיר את המים בצורה מלאה ככל האפשר לפני תחילת המירוץ, מכיוון שהם משמשים כחומר להיווצרות מימן פוספיד, הנפלט כל הזמן מהרטורט. כאשר הזיקוק מסתיים, התנור מתקרר, הרטורטים נשלפים ומנקים. החלקים הראשונים שנאספו של F. דומים בצבע שעווה מולבנת, לאחר מכן יש מראה צהבהב-אדום, והאחרונים מורכבים מ-F אדום. ככל שהמרוץ מתבצע בזהירות רבה יותר, כך מתקבל יותר F. לבן וגדל יותר תשואה באופן כללי. ההפסד במהלך הזיקוק מגיע ל-10-15%. נקה F. ובדרך הכימית. לשם כך, לדברי רידמן, ממיסים אותו בכלי עופרת מתחת למים עם קיטור; ניקוז המים ככל האפשר, הוסף 4% מלח אשלגן דיכרום, ערבב היטב במשך 1/2 שעה ולאחר מכן הוסף את אותה כמות של חומצה גופרתית; התחמוצות התחתונות של F. מתחמצנות, והוא הופך לבן לחלוטין. אם החמצון לא עוזר, F. נתון לזיקוק. מטוהר F. מתברר 8-11% עבור אפר עצמות שנלקח. F. בדרך כלל יוצא למכירה בצורת מקלות. כדי לעצב אותו בצרפת בצע את הפעולות הבאות. F. נמס מתחת למים; אחר כך נוטל העובד צינור זכוכית עם קצה ברזל, מצויד בברז, ולאחר שטבל אותו בפ', שואב אותו עם פיו אל הברז, שנסגר לאחר מכן; הברז משמש כדי למנוע מה-F. המותך להיכנס לפה. לעובד יש עד 20 צינורות כאלה. הצינורות מקוררים, ו-פ' נדחף מהם דרך פתח הברז בעזרת מוט ברזל. עובד אחד יכול להכין בצורה זו עד 100 ק"ג F. במפעלים באנגלית פעולה זו מתבצעת בצורה בטוחה יותר עבור העובדים. מנגנון היציקה מורכב מקופסת נחושת מלבנית המונחת בקלחת ברזל מלאה במים; הוא מכיל F., אשר נמס כאשר מים מחוממים בקלחת. שני צינורות פליז אופקיים מוכנסים לתחתית הקופסה, מלוטשים מבפנים. צינורות אלו, לאחר שעברו את קירות הדוד, נכנסים עם קצהם (עד 3 ס"מ) לתוך קופסה ארוכה (2-3 מטרים), שדרכה עובר זרם מים קרים. F. קופא בצינור, אך נשאר רך וצמיג למדי. לפני תחילת העבודה מוחדר לצינורות אלו קצה כפוף של חוט ברזל העוטף את ה-F הקפוא. על ידי משיכה בחוט ניתן לשלוף בהדרגה מקל כה ארוך של F. מהצינור עד לגודל של התיבה מאפשרת (עד 2-3 מטר). כשכבר אי אפשר למשוך אותו יותר החוצה, ה-F. נחתך כמעט בצינור הפליז עצמו, אולם נותרת ממנו חתיכה קטנה, שעבורה ממשיכים למשוך את מקל ה-F. החדש; העבודה נמשכת כך ללא הפרעה. אפשר לעצור אותו בלילה ואז להמשיך באותו סדר. לפעמים F. עשוי בצורה של אריחים או עיגולים, אשר מורכבים לרוב מחתיכות נפרדות. אריזות ו' מחייבות אמצעי זהירות רבים, שבהעדרם היא עלולה להתלקח במהלך ההובלה והאחסון. מקלות F. מונחים בקופסאות פח במשקל 2.5-3 קילוגרם, ממולאים במים ואוטמים בזהירות כך שלא ניתן לשאוב את המים פנימה לשום מקום, שכן הם משתכנעים בהחזקת הפחית למשך זמן מה על נייר פס לבן. בהובלת משלוח גדול של F., למשל. עד 300 קילו, המספר המתאים של הפחים מונח בקופסת עץ מרופדת בפח; לאחר מכן הם מתמלאים במים. לפעמים מובלים פחים עם פ' בחביות יין קטנות; במקביל הם מתמלאים במים המכילים מעט אלכוהול כדי למנוע מהמים לקפוא בחורף. החביות משופעות, עטופות בחציר ומרופדות בקנבס.

מאת חבר. שיטות ייצור F. יכול להצביע על השיטה שהציע פלק, שחשב להשתמש במרכיבים האורגניים של העצמות להכנת דבק. עצמות טריות נמחצות לחתיכות בגודל של אגוז ונשמרות זמן מה במים חמים בטמפרטורה של 50-60 מעלות כדי להפריד את השומן; לאחר מכן הם מונחים בסלים וטובלים בחומצה הידרוכלורית. פעימות ב. 1.05 למשך שבוע עד שהם הופכים מעט שקופים וגמישים; ואז הם מונחים בחומצה הידרוכלורית. פעימות ב. 1.02 עד שהם רכים לגמרי. השאריות שאינן מתמוססות בחומצה עוברות עיבוד לדבק; התמיסה מתאדה בכוסות חרס, תוך ניצול החום האבוד של תנורי הרטורט, עד שהחומצה סידן פוספט מתחילה להתגבש; לאחר מכן מקררים את הנוזל במיכלי עץ, המלח המשוחרר מופרד משק האם, סוחט החוצה, מיובש ב-100 מעלות ומערבב עם אבקת פחם. משקה האם, ראשית, עם אידוי נוסף, מופרד מלח זרחן-סידן חומצי לא טהור, ולאחר מכן, על ידי הוספת סיד, מבודדים ממנו את החומצה הזרחתית הנותרת בצורה של מלח סידן ממוצע. בעתיד, הוא שוב מעובד למלח חומצי יחד עם שאר התגובות. כמות נכבדת של אידוי, המוכנסת בשיטה זו, משלמת בדרך כלל מעט עבור מכשיר ייצור ההדבקה, והיא לא יכלה להחליף את השיטה הישנה של ייצור F. בעזרת חומצה גופרתית. לשיטה האחרונה הזו יש גם חסרונות רבים. קודם כל, איתה נדרש להחזיק מפעל חומצה גופרתית בקרבת מקום כדי לא לשלם יותר מדי עבור ההובלה שלו; אז יש צורך בסדנה לייצור רטורטים, שאינם מחזיקים מעמד זמן רב ומניבים עד 1/2-1 ק"ג F.; אי נוחות משמעותית היא אחסון נוזלים חומציים, אידוי וסינון תמיסות, פינוי גבס וכו'. רידלין הציע לערוך מיצוי F. בתנור חשמלי.חומר המוצא הוא פוספט טבעי; הוא טחון, מעורבב בחול ופחם, ונכבה בזרם חשמלי. ו' נעלמת תוך כדי היווצרותו ונאספת במקלט מיוחד; השאר נותן סיגים נוזליים, הזורמים מהכבשן, ובמקומו מגיע חלק חדש מתערובת הפוספוריט עם פחם וחול וכו'. הייצור נמשך ברציפות. לכבשן המשרת למטרה זו במפעל אנגלי אחד (ב-Wednesfield "e) יש את ההתקן הבא (איור 6).

ו' - תנור פיר, שעליו יש משפך להעמסת חומר אבלעם בולמים אבלובורג INלהכניס אותו לתנור. זרם חשמלי מוכנס לתנור באמצעות אלקטרודות פחמן מ", מחוזקים בשרוולי מתכת מ. אלקטרודות דקות משמשות כדי להתחיל היווצרות של קשת וולטאית. C2(פחמן או מתכת) שנמצאים ליד האלקטרודות מ",או לעבור דרכם. האדים והגזים המתקבלים יוצאים לתוך החור ז, והסיגים זורם לתוך ח.החורים משמשים למעקב אחר התקדמות הפעולה. איקס;דרכם מפזרים על האלקטרודות אבקת פחם על מנת להגן עליהן פחות או יותר מפני שריפה. לפי קולרדו, קח תערובת של 310 שעות של מלח זרחן-סידן ממוצע, 260 שעות של סיד ו-160 שעות של פחם (הכל באבקה) ומסולסל בכבשן חשמלי. בכפוף ליחס זה של המגיבים, מתקבלת תערובת של סידן פחמתי (קרביד) וסידן זרחן; רק חלק לא משמעותי של F. משתחרר באדים יחד עם פחמן חד חמצני. כדי לא לעבות מכאן את הזרחן, האדים מועברים דרך סיד לוהט שסופח את הזרחן, תערובת הקרביד עם סידן זרחן מתפרקת ע"י מים, ומתקבלים אצטילן ומימן פוספיד. גזים אלו מועברים תחילה דרך רטורט מחומם או צינור פחמן מלא בפחם, שם מימן פוספיד מתפרק ל-F. ולמימן, לאחר מכן הם עוברים דרך סדרה של מכשירי שטיפה שבהם F. שוקע ואצטילן מופרד מימן (על ידי ספיגה, למשל, עם אצטון). מימן משמש לחימום. יש פטנט מסובך למדי של Billaudot, שבו F. וקרביד מתקבלים בו זמנית. הרעיון המרכזי של הפטנט הוא בניית מעבים מיוחדים לאדי F., שבהם מתרחש עיבוי ללא מגע של F. במצב מחומם עם מים, כפי שנהוג בדרך כלל, מה שמאפשר למנוע הפסדי F. אינטראקציה עם מים) ומבטלת את הצורך בטיהור נוסף. F. (על ידי סינון וכו') במקביל ל-F. מתקבל גם סידן קרביד. דיהל (שמיר) הציע לפרק תערובת של חומצה זרחתית עם אבקת פחם באמצעות זרם. לפתרון מרוכז של חומצה זרחתית פעימות. משקל 50-60° הוסף 1/4 - 1/5 במשקל של פחם ותערובת זו מועמסת לתוך גליל חימר דרך משפך מיוחד. הגליל עומד על תומך עשוי מוליך חשמל, דרכו נכנס חשמל חיובי לאלקטרודת הפחמן. האלקטרודה השנייה נכנסת לצילינדר דרך התקע בחלק העליון; ניתן להעלות ולהוריד אותו באמצעות מתקן בורג. הזוגות של פ' יוצאים דרך צינור יציאה במעבה; פועלים בזרם של 80-150 אמפר עם מתח של 120 וולט. כשרוב ה-F. השתחרר, הזרם מופרע לזמן מה, מעמיסים חלק חדש מהתערובת ואז ממשיכים שוב בעבודה. משיטות אחרות להשגת F., אנו מצביעים על הצעתם של פרנק ורוסל לבצע את הפחתת החומצה. f-no-calc. מלחי אלומיניום בנוכחות סיליקה:

3Ca(PO 3) 2 + 10Al + 3SiO 2 = 6P + 5Al 2 O 3 + 3CaSiO 3.

לפי הצעתם של שירר וקלאפ, לוקחים אלומיניום פוספט טבעי Al 2 O 3 P 2 O 5, מעורבב עם מלח רגיל ופחם, ומסייד בזרם של מימן כלורי HCl; במקרה זה, נוצר מלח כפול של אלומיניום כלוריד עם נתרן כלורי Al 2 Cl 6 4NaCl ו-F., פחמן חד חמצני CO ומימן משתחררים. ניתן לייצג את התגובה באמצעות המשוואה הבאה:

Al 2 O 3 P 2 O 5 + 4NaCl + 6HCl + 8C \u003d Al 2 Cl 6 NaCl + 8CO + 3Η 2 + 2P.

החומרים שנלקחו חייבים להיות טחונים היטב. ההצתה מתבצעת תחילה כ-10 שעות בחום אדום כהה עד שמפסיקים להשתחרר פחמן חד חמצני ומימן, לאחר מכן מעלים את הטמפרטורה לחום לבן, ורק אז מתחילים לזקק את F. המירוץ נמשך עד 30 שעות, בהתאם לכמות של F. אלפרד קראוס הציע לסייד תערובת של פוספטים עם עפרות ברזל, למשל. המטיט, ובכך להכין זרחן ברזל; זה האחרון מסויג אז עם פיריט; F. במקביל מתאדה ומתעבה, ונשאר ברזל גופרתי. הוא נשאר להתבגר באוויר הפתוח ומתחמצן בהדרגה לסולפט ברזל וכו' לבן F. בדרך כלל מכיל תערובת של ארסן (0.5-3.5 מעלות); נמצאים בו גופרית, פחמן, סידן וכו'. להשיג בגדלים גדולים אָדוֹםזרחן משמש לעתים קרובות בשיטה שהוצעה בשנת 1845 על ידי שרטר. בתנור ו(איור 7) שני דוודים ממוקמים אחד בתוך השני, המרווח ביניהם מלא בסגסוגת של פח ועופרת נ(בכמויות שוות).

על הדוד הפנימי Mיש מכסה Gנָעוּל HHלקצוות הדוד החיצוני. בדוד Mיש חול ב, שבו ממוקם הדוד הנייד השלישי מעם מקלט זכוכית או פורצלן ר. במכסה של זה הקצוות צינור מעוקלים מברזל או נחושת ישעובר דרך המכסה Gובקצהו השני טובל במים או בכספית בכלי ק; יש לה ברז איקס.מתחת לצינור ייש מנורת אלכוהול כדי לחמם אותו במקרה של סתימה F. מכסה המוחזקים על ידי קפיץ ס, אשר, עם לחץ גבוה פתאומי בתוך הדוד ממסופק וניתן להרים את המכסה. הפעולה של הפיכת F. לבן לאדום היא פשוטה מאוד עם מנגנון זה. חתיכות יבשות של F. מונחות בקלחת מלהחזיר את המכסה למקומו Ε ו Gולהתחיל להתחמם בהדרגה. אוויר מהדוד מהחוצה דרך הצינור י. הטמפרטורה מוגברת ל-260 מעלות (היא נקבעת על ידי מדחום שהוריד למתכת המותכת נ),ולשמור אותו מספר ימים (עד 10), לאחר מכן התנור מתקרר על ידי סגירת הברז מראש איקס,ולפרוץ את התוצאה האדומה המנגנון של פ. שרוטר היה נתון לשינויים רבים. Coignet בליון מבצע את אותה פעולה בסיר ברזל אחד. F. אדום המתקבל בשיטה המתוארת מכיל בדרך כלל עקבות של F לבן. בדגימה אחת של F. Fresenius ו-Luk אדום גלם נמצאו F. לבן 0.56%, חומצה זרחתית. 1.302%, חומצה זרחתית. 0.880%, מים וזיהומים אחרים 4.622% ו-F אדום 92.63%. משתמשים באמצעים שונים להסרת F לבן. F. אדום גולמי מטופל בפחמן דיסולפיד, הממיס F. לבן מבלי לגעת באדום. F. מבודד מתמיסה זו על ידי זיקוק של פחמן דיסולפיד, שבו נעשה שימוש שוב. הפוספט נאלץ לפעמים להתחמצן באוויר לאט לחומצה זרחתית וזרחתית, ואז הוא נשטף במים. לפי הצעתו של ניקלס, מערבבים את F. בתמיסה של פעימות סידן כלורי. משקל 1.95; F. לבן, בהיותו בהיר יותר, צף אל פני השטח, ואדום מתאסף בתחתית. לאחר מכן הוא נשטף במים ומייבש. המסה העיקרית של F. שנכרה בטכניקה משמשת לייצור גפרורים; כמות מסוימת ממנו הולכת להשגת אנהידריד זרחן, להכנת חומרי נפץ וכו'.

ש וקולוב. Δ.

זַרחָן(רפואי) - מבין שני השינויים של F. אָדוֹם,או אמורפי, בלתי מסיס בנוזלי רקמות ולכן מבחינה פיזיולוגית אדישים לחלוטין, גם בשימוש במינונים גדולים; צהוב לבן גבישי, או רשמי, F. מתמוסס, אם כי בכמויות קטנות מאוד, במים, אלכוהול, שומנים ומרה ויש לו תכונות רעילות בולטות. ב-100 חלקים של מים חמים, 0.00027 F מומס; המסיסות בשומנים במעיים ובמרה היא 0.01-0.026 ל-100. נראה שההשפעה של F. הרשמי על הגוף שונה לחלוטין, תלוי בעיקר בגודל המינון ומשך השימוש. עם הכנסת מינונים קטנים מאוד לזמן ממושך, F. מפגין השפעה מגרה כמעט אך ורק על חומרים יוצרי עצם, וגירוי זה אינו מוביל לניוון של הרקמות הנגועות, אלא להתרבותן. וגנר, שנותן במשך שבועות לבעלי חיים צעירים שגדלים כמויות קטנות כל כך של F., שאינן מסוגלות לגרום להפרעות במצב הכללי, נמצאו בדם של השינויים המדהימים ביותר שנבדקו. התברר כי בכל אותם מקומות שבהם בתנאים רגילים מתפתח מסחוס חומר עצם ספוג רחב לולאות עם תכולה עשירה של רקמת מוח אדומה, בהשפעת F., מתקבלת רקמה צפופה וחזקה אחידה לחלוטין, ב. המראה, המבנה המיקרוסקופי וההרכב הכימי שלו (לפי היחס בין חומרים אורגניים לא-אורגניים, מבחינת תכולת מלחי הפוספט) אינו שונה מרקמת העצם הקומפקטית של שכבת קליפת המוח של עצמות צינוריות. חומר העצם הספוג שנוצר קודם לכן, לפני האכלה של F., נשאר בו זמנית ללא שינוי לחלוטין. רקמת העצם הנוצרת מהצד של הפריוסטאום, כלומר זו הגורמת לצמיחת העצם בעובי, עוברת תהליך דומה של עיבוי, אם כי פחות בולט. עם זאת, אם כמויות קטנות של F. ניתנות לבעל החיים במשך זמן רב מדי, אז החומר הספוגי שנותר ללא שינוי נספג תחילה, ולאחר מכן חומר העצם שנוצר באופן מלאכותי נתון לאותו תהליך של ריפוד, עם היווצרות רקמת מוח אדומה בשני המקרים. כאלה הן התופעות במתן חוזר של מינונים קטנים מאוד של זרחן. תצפיות של חוקרים שונים קבעו עוד שאם זרחן ניתן במינונים מתונים אך גדלים בהדרגה, או אם אדי זרחן נשאפים לעתים קרובות, כפי שקורה במפעלי גפרורים, אז כתוצאה מכך שינויים דלקתיים בולטים מאוד בעצמות, המובילים לנמק שלהם. נצפה בקרב עובדים במפעלי גפרורים, מה שנקרא. נמק זרחן של הלסתות מגיע בדרך כלל משיניים עששות או חניכיים כיבים (ראה. ). הנתונים שהגיעו על ידי Wegner, שאושרו על ידי חוקרים אחרים, שימשו כנקודת מוצא לשימוש טיפולי במינונים קטנים מאוד של F. במצבים פתולוגיים מסוימים של מערכת השלד, במיוחד עם עיכוב או התפתחות לא מספקת של שלד העצם בילדות ( עם רככת), עם osteomalacia, עם התאבנות לא מספקות של יבלות, לאחר שברים; למבוגרים נותנים 0.0003 גרם עד 0.001 גרם למנה 1-3 פעמים ביום (המינון הגדול ביותר ליום הוא 0.005 גרם), ילדים הם לא יותר מ-0.0005 גרם ליום. אם חריגה מהמינונים הזהירים המצוינים, אז הַרעָלָה, הסיבה לכך היא לעתים רחוקות חוצפה, בעיקר ניסיון התאבדות. למטרה האחרונה, הם משתמשים בדרך כלל בראשי גפרורים זרחניים, לעתים רחוקות יותר - משחת זרחן, המשמשת להרוג חולדות (תערובת של F. עם בצק רגיל, בתוספת שומן). בשנות ה-50-70. של המאה הקודמת, כאשר גפרורים שוודים שהוכנו בעזרת F. אדום לא מזיק עדיין לא היו בשימוש, הרעלת F., במיוחד בגרמניה וצרפת, הייתה תופעה שכיחה למדי. בצרפת בשנים 1851-71. מבין 793 הרעלות, 267 (38%) נופלים בהרעלת F. חתיכות שלמות גדולות של F. יכולות, מבלי להתמוסס, לעבור דרך המעיים ללא נזק רב. התקפי הרעלה מתגלים כבר כמה שעות לאחר החדרת הרעל, המתבטאים בתחושת צמא, בכאבים עזים בבטן, בהקאות עם ריח שום והמוניות זוהרות בחושך. במינונים קטנים יחסית של F., העניין מוגבל לכך, במיוחד אם רוב הרעל הופרש בהקאות או בשאיבה מלאכותית מתוך תכולת הקיבה. במקרים חמורים יותר, התופעות המקומיות המתוארות שוככות תחילה למשך 3-4 ימים, אך לאחר הרגיעה לכאורה הזו, ההרעלה מתפתחת לתמונה חמורה של הפרעת אכילה כללית. הפרעות במערכת העיכול מתחדשות, הכבד מתרחב, העור והסקלרה מקבלים צבע צהבהב, המצב הכללי מחמיר, פעילות הלב נסערת יותר ויותר, המטופל מתלונן על כאבי שרירים וחולשה כללית, בו זמנית מכל הריריות, מהאף , מעיים, רחם מופיעים מדממים; דימום וסתי המושרה באופן מלאכותי הם בשפע ובדרך כלל אינם מפסיקים. כמות השתן המופרשת יורדת בהדרגה, פיגמנט מרה, חומצות מרה, חלבון נפתחות בו, ובימים האחרונים של המחלה אפיתל הכליה, הדם והגלילים השומניים. הפרשת החנקן בשתן עולה באופן משמעותי מאוד, לעתים פי שלושה בניגוד לנורמה, תכולת האוריאה, להיפך, יורדת בחדות רבה, במקרים חמורים נמצאים בשתן חומצת בשר-לקטית, פפטון, לרוב לאוצין וטירוזין. ההכרה ברובה נשארת עד הסוף, במקרים אחרים - יום או יומיים לפני המוות, מתרחשות הפרעות מוחיות, ישנוניות, הזיות ותופעות של עוויתות. המוות מתרחש בדרך כלל 7-8 ימים לאחר ההרעלה. עם החדרת רעל במינון גדול מאוד, החולה יכול למות תוך מספר שעות משיתוק לב. עם זאת, ידועים מקרים של החלמה, שנמשכו 4-6 שבועות והייתה מלווה בתפוקת שתן מוגברת. אבחון אנטומי שלאחר המוותמאופיין על ידי 1) שטפי דם רבים בעור, רקמות תת עוריות ובין שריריות, ריריות, פריטונאום, הצדר ו-2) ניוון שומני של הכבד, הכליות, הלב, הלבלב, בלוטות הריריות של הקיבה (גסטרואדניטיס) והמעיים, שרירי השלד וכלי דפנות. המהות של שינויים פתולוגיים בהרעלת F. חריפה נעוצה בהפרעה מטבולית עמוקה, המבוססת על ירידה בתהליכי החמצון בגוף ופירוק חלבון מוגבר. לדברי באואר, בהשפעת F., שחרור חומצה פחמנית פוחת ב-47%, וספיגת החמצן ב-45%. עקב חמצון לא מספק, חומרי חלבון אינם הופכים לתוצרי קצה רגילים, אלא יוצרים חומרי ביניים, מהם מופרשים בשתן חומרים מתפזרים (חומצת חלב, פפטון וכו'), בעוד שחומרים קולואידים, כמו שומנים, מופקדים בשתן. רקמות. הצהבת נובעת מהלחץ שמפעילים תאי כבד שומני מוגדלים על דרכי המרה. הסיבה לדימום נעוצה בהתנוונות השומנית של כל כלי הדם, אפילו הקטנים ביותר, ובקרישיות נמוכה מאוד של הדם שיצא מהכלים במהלך הרעלת F. טיפול בהרעלה חריפה F.אולי הסרה מכנית מוקדמת של הרעל באמצעות משאבת קיבה או הקאה. ההקאה הטובה ביותר היא גופרת נחושת, הפועלת בו זמנית כתרופה נגד. זה ניתן ב-0.2 גר'. כל 5 דקות עד להקאה, ולאחר מכן המשך לתת לאחר 1/4 שעה, 0.05 גרם כל אחד, כתרופה נגד. הנחושת מכסה את חלקיקי F. בשכבה של נחושת זרחנית שאינה מסיסה בצורה גרועה ולכן לא פעילה. לאור הספיגה האיטית של F. מהמעיים, ניתן לסמוך גם על משלשלים; עם זאת, יש צורך להימנע בזהירות משלשלים שמנים, כמו גם הכנסת חומרים שומניים (חלב, ביצים) או אלכוהול. תרופה מצוינת היא גם שמן טרפנטין גולמי המכיל חמצן (1.0-2.0 גרם כל 1/4 - 1/2 שעה, רק 5-10 גרם). אם הרעל כבר הספיק להיספג ומתחילה קריסה, אז בחזית יופיעו סוכנים הממריצים את פעילות הלב. בפתח הזיהוי הפליליו.מסות חשודות (תכולת הקיבה, המעיים, מוצרי מזון, משקאות וכו') מזוקקות, לדברי מיטשרליך, בחדר חשוך לאחר החמצתן המוקדמת בחומצה גופרתית מדוללת. במקרה של נוכחות פ', מבחינים בזוהר אופייני בקצה המקורר של צינור האדים. 1 מיליגרם מספיק כדי להראות את התגובה. ו' ב-200,000 חלקים של נוזל. תוצאה שלילית, לעומת זאת, אינה מדברת נגד נוכחות F., שכן נוכחות במסת הבדיקה של חומרים רבים, כגון שמן טרפנטין, כלורופורם, אתר, בנזן, כלור, חומצה גופרתית, מימן גופרתי ושמנים אתריים, מונע זוהר. לדברי דוסר, המסות שייבדקו מחוממות במכשיר דומה לזה של Marchev, עם אבץ טהור וחומצה גופרתית; זרחן מימן, המשתחרר מצינור יציאת הגז בזמן נוכחות F., נשרף עם צבע ירוק אמרלד יפה בעת הצתתו. הלהבה נראית בחדר חשוך על רקע צלחת פורצלן לבנה. תגובה מאוד רגישה זו משתנה בחלקה, בחלקה מוסווה כאשר ישנם חומרים נדיפים אורגניים (מימן גופרתי, אלכוהול של יין, אתר) במסת הבדיקה, ולכן, לדברי בלונדלוט, רצוי להעביר את הגז המשתחרר בשיטה זו. תחילה דרך תמיסה של אלקלי קאוסטית, ולאחר מכן דרך תמיסה כסף חנקתי והחומר שנוצר (פוספיט כסף) מתפרק שוב עם אבץ וחומצה גופרתית. היינו עושים Wegner, "Der Einfluss des Phosphors auf den Organismus" ("Arch. für Pathol. Anatomie und caet.", 1872 v. 55, p. 11); Kassowitz, "Die normale Ossification und die Erkrankungen des Knochensystems bei Rachitis und hereditärer Syphilis" (1882); ה' קורסקוב, "על הפתוגנזה של המחלה האנגלית" (דיסרטציה, 1883); מנדלשטם, "דוקטור" (1889, מס' 5, 7, 9, 10 ו-11); שבנובה, "דוקטור" (1889, מס' 16-19); Busch, "Sitzungsber. der Niederrheins. Geschichte für Natur und Heilkunde" (1881); Voit, "Zeitschrift für Biologie" (1880, כרך י"ז, עמ' 55); "Eulenhurg" של Real-Encyclop. "(1888, כרך XV, עמ' 549 ו-554); "Maschk" של "Handbuch" (1888, כרך ב', עמ' 176-228); באואר, "Der Stoffamsatz bei der Phosphorvergiftung" ("Zeits. für Biologie", 1871, כרך ז', עמ' 63); במברגר, "Zur Theorie und Behandlung der acuten Phosphorverg." ("Wirzburg. medicin. Zeitung" (1867); Gager, "Manual לפרקטיקה פרמצבטית ורפואה-כירורגית "(1893). ראה גם מדריכים לפרמקולוגיה (בינץ, רוסבך ונוטנגל וכו') וטוקסיקולוגיה (קוברט, הופמן וכו').

מ.ב. קוצין.

זרחן באורגניזמים חייםהוא חלק משלושה חומרים אורגניים בעלי משמעות פיזיולוגית חשובה ביותר: לציטין, נוקליין וגליצרול-זרחן. חָמוּץ בנוסף, חומצה זרחתית נמצאת בגוף בשילוב עם נתרן, אשלגן, ליים ומגנזיה. הדומיננטיות של פוספטים בדם היא אחד המאפיינים האופייניים של טורפים, בעוד שבדמם של אוכלי עשב שולטות תרכובות פחמן, ובדומה למלחי אשלגן, חומצה זרחתית מצויה בעיקר בכדוריות הדם, בשרירים ובמוח. לבסוף, אותה חומצה זרחתית בשילוב עם סיד מהווה את החלק הגדול ביותר של החומרים האנאורגניים המרכיבים את העצמות והשיניים. פוספטים נמצאים בכל נוזלי הגוף; אבל הם עשירים במיוחד בשתן, שבעזרתו הם מופרשים מהגוף, לפחות אצל טורפים ובבעלי חיים עם תזונה מעורבת. אוכלי עשב, לעומת זאת, מפרישים פוספטים בעיקר יחד עם התפרצויות מעיים. במערכת העצבים האנושית הוא בערך 12 גרם. חומצה זרחתית, במערכת השרירים 130 גר', בעצמות השלד 1400 גר'. פוספט מופרש מהגוף בצורה של פוספטים, הנוצרים מפירוק לציטין, גרעין וגליצרול של חומצה זרחתית ומחמצון תוצרים המכילים זרחן של פיצול זה. אדם מפריש מדי יום בין 2.50 ל-3.50 גרם. חומצה זרחתית. רוב ה-F. מופרש מהגוף בצורה של מלח אשלגן פוספט חומצי, המעניק לשתן של טורפים ובעלי חיים עם תזונה מעורבת תגובה חומצית; בנוסף, הודות לאותו מלח חומצי, הפוספטים של כדור הארץ בשתן נמצאים במצב מומס. F. urine מתייחס לסך החנקן של השתן בערך כ-1 עד 6 או 7; אבל הקשר הזה, כמובן, משתנה בהתאם לאופי האוכל. אם לשפוט לפי העובדה ש-F. הוא חלק מתרכובות חשובות כמו לציטין ונוקליין, ובנוסף לעובדה שהוא חלק בלתי נפרד מאיברים ובעיקר ממערכת העצבים, השרירים והגונדות, חשיבותו לחיים צריכה להיות. יוצא מן הכלל. F. ונמנה בין היסודות הביוגניים. היווצרותם של פוספטים חומציים מאלו ניטרליים מוסברת על ידי ההשפעות הרבות על החומצות האורגניות האחרונות שנוצרו במהלך פעילות האיברים.

מילון אנציקלופדי

- (lat. זרחן) P, יסוד כימי מקבוצה V של המערכת המחזורית מנדלייב, מספר אטומי 15, מסה אטומית 30.97376, לא מתכת. Natural F. מורכב מאיזוטופ אחד יציב 31P; קיבל שישה רדיואקטיביים מלאכותיים ... ... האנציקלופדיה הסובייטית הגדולה

זרחן(P) מספר אטומי 15 מראה של חומר פשוט זרחן לבן לבן, שעווה, מעט זרחני תכונות האטום מסה אטומית (מסה מולרית) 30.973762 א. e.m. (g/mol) רדיוס האטום ... ויקיפדיה

זרחן(P) מספר אטומי 15 מראה של חומר פשוט זרחן לבן לבן, שעווה, מעט זרחני תכונות האטום מסה אטומית (מסה מולרית) 30.973762 א. e.m. (g/mol) רדיוס אטומי … ויקיפדיה ויקיפדיה

- (כסף חי, Hydrargirum, Quecksilber, mercure), Hg היא אחת מ-7 המתכות הידועות בימי קדם: זהב, כסף, נחושת, ברזל, עופרת, פח ו-P. בהשוואה ל-6 המתכות האחרות, אדם, ככל הנראה , … … מילון אנציקלופדי F.A. ברוקהאוז ואי.א. אפרון

בַּרזֶל- (Ferrum) מתכת ברזל, תכונות מתכת, ייצור ושימוש מידע על מתכת ברזל, תכונות פיזיקליות וכימיות של מתכת, מיצוי ושימוש בברזל תוכן תוכן הגדרת המונח אטימולוגיה היסטוריה של ברזל מקור ... ... אנציקלופדיה של המשקיע

חומצה זרחתית H 3 PO 4 היא מוצר הביניים החשוב ביותר בייצור דשני זרחן מרוכז. בנוסף, חומצה זרחתית משמשת לייצור מלחים טכניים שונים, מגוון מוצרי זרחן אורגניים, לרבות קוטלי חרקים, מוליכים למחצה, פחם פעיל, שרפים לחילופי יונים, ליצירת ציפויים מגנים על מתכות. מטוהר (מזון) H 3 PO 4 משמש בתעשיית המזון, להכנת תרכיזי מזון, תרופות. חומצה זרחתית מתקבלת מחומרי גלם מורכבים, מרובי רכיבים, אשר במהלך עיבודם נוצרות פסולת רבות ומגוונות.

חומצה זרחתית נוצרת ישירות כאשר העפר מומס, כלומר. מיצוי ישיר, מיצוי תרכובות זרחן. מכאן שמו של המוצר - חומצה זרחתית מיצוית. חומצה זרחתית תרמית מתקבלת מעפרות עניות יותר. התהליך מבוסס על הפחתת זרחן מפוספטים טבעיים עם קוקה בטמפרטורות גבוהות וייצור נוסף של H 3 PO 4 ומזרחן.

חומצות חמצן של זרחן, שהן תוצרי הידרציה של אנהידריד זרחן. מבחינים בין חומצה אורתופוספורית (נקראת בד"כ חומצה זרחתית) לבין F. מעובה ל.הנחקרת והחשובה ביותר היא חומצה אורתופוספורית H 3 PO 4, שנוצרת כאשר P 4 O 10 מומס (או P 2 O 5) במים.

יוצר שלוש סדרות של מלחים - פוספטים. כאשר תמיסות חומצה מחוממות, היא מתייבשת עם היווצרות של חומצות זרחתיות מעובה.

בתעשייה חומצה זרחתית מתקבלת במיצוי (חומצה גופרתית) או בשיטות תרמיות.

השיטה התרמית מבוססת על שריפה של זרחן לאנהידריד זרחתי P 4 + 5O2 P 4 O 10 והידרציה של האחרון.

חומצה אורתופוספורית תעשייתית היא תוצר הביניים החשוב ביותר לייצור פוספט ודשנים מורכבים ופוספטים תעשייתיים, היא נמצאת בשימוש נרחב גם לפוספטינג מתכות, כזרז בסינתזה אורגנית. חומצה זרחתית בדרגת מזון משמשת לייצור משקאות קלים, תרופות, צמנטים דנטליים וכו'.

ניתן לבנות את התהליך הטכנולוגי לייצור חומצה זרחתית בשיטה אלקטרו-תרמית לפי שתי אפשרויות:

• -לפי תכנית חד-שלבית, ללא עיבוי מקדים של אדי זרחן, עם בעירה ישירה של הגז המכיל זרחן היוצא משלב ההפחתה (איור 1);
• - על פי תכנית דו-שלבית, עם עיבוי ראשוני של אדי זרחן ועיבודו לאחר מכן לחומצה זרחתית (איור 2).

אורז. אחד

אורז. 2

במהלך חמצון הזרחן והידרציה של תחמוצת זרחן (V) משתחררת כמות גדולה של חום, אותו יש להסיר מהמערכת על מנת לשמור על המשטר התרמי האופטימלי של התהליך.

הנפוצות ביותר הן תכניות מחזוריות- אידוי שבהן מתקררים גזים עקב חילופי חום עם חומצה זרחתית במחזור וכתוצאה מאיידוי מים ממנה. תוכנית טכנולוגית דומה של המתקן עם קיבולת של 60 אלף טון בשנה של 100% חומצה או 2.5 t/h עבור זרחן בעירה מוצגת באיור. 3.

אורז. 3 תכנית טכנולוגית לייצור חומצה זרחתית תרמית בשיטה דו-שלבית: 1 - תנור חשמלי, 2 - הופר טעינה, 3 - מפריד גז, 4, 14 - משקעים אלקטרוסטטיים, 5 - מעבה חם, 6 - מעבה קר, 7, 8 - קולט זרחן נוזלי, 9 - זרחן אגירה נוזלית, 10 - מגדל בעירה, 11, 13 - מקררים, 12 - מגדל הידרציה, 15 - קולט חומצה זרחתית

תנור חשמלי תלת פאזי RKZ-72 F (עפר תרמי, עגול, סגור, עם קיבולת של 72 מגה-בייט. A, זרחני) עם אנודות 1 הכרזה עצמית מוזן מהופר 2 עם מטען המורכב מפוספט, תחמוצת סיליקון (קוורציט) וקולה. הגז היוצא מהכבשן, המכיל 6-10% זרחן, עובר דרך חותך הגז 3 לתוך המשקע האלקטרוסטטי 4, שם מסירים ממנו אבק. הגז המטוהר נשלח למעבים - מכונות כביסה - חם 5 וקרים 6, מקוררים במים המותזים לתוכם, המסתובבים במעגל סגור. הזרחן הנוזלי המעובה נאסף בקולטים 7 ו-8, משם הוא נכנס לבור 9.

מידת העיבוי של זרחן מהגז מגיעה ל-0.995. הגז היוצא מהמעבים, המכיל עד 85% נפח. פחמן חד חמצני משמש כדלק או נשרף. הסיגים שהצטברו בחלקו התחתון של הכבשן 1 נשאבים ללא הרף ומשמשים לייצור מלט וחומרי בניין אחרים. מהבור 9, הזרחן המותך מוזרם למגדל הבעירה 10, שם הוא מרוסס על ידי חרירים בזרם אוויר. חומצה זרחתית במחזור מסופקת למגדל הקירור, מקורר מראש במקרר 11, חלק ממנה בצורת 75% חומצה זרחתית מוסר לייצור והולך למחסן. לצורך מילוי, כמות המים הנדרשת מוכנסת למערכת. ממגדל הבעירה נכנס גז בטמפרטורה של 100°C למגדל הידרציה-קירור 12, מושקה בחומצה זרחתית, שם מסתיים תהליך ההידרציה. עקב השקיה, הטמפרטורה של חומצה זרחתית ביציאה מופחתת ל-40 - 45 מעלות צלזיוס. החומצה המסתובבת במגדל ההידרציה מקוררת במקרר 13. ממגדל ההידרציה 12 נשלח הגז אל המשקע האלקטרוסטטי 14. החומצה הזרחתית המתעובה בו מהערפל נכנסת לקולט 15, וגזי הפליטה נפלטים לתוך האווירה.

המנגנונים העיקריים בייצור חומצה זרחתית תרמית הם מגדל הבעירה (בעירה) ומגדל ההידרציה.

מגדל הבעירה חלול, בצורת חרוט, קוטר של כ-4 מ' ובגובה של כ-14 מ', מכסה המגדל מקורר במים ובעל פיה להתזת זרחן. מגדל ההידרציה עשוי בצורת גליל בגובה 15 מ' ובקוטר 3 מ' ומכיל פיית טבעות רשיג ושלוש קומות חרירים להתזת חומצה.

התוכנית הטכנולוגית של המתקן עם קיבולת של 60 אלף טון בשנה של 100% H3PO4 מוצגת באיור. 4. זרחן צהוב מותך מפורק באוויר מחומם בלחץ של עד 700 kPa דרך זרבובית במגדל בעירה מרוסס בחומצה במחזור. החומצה המחוממת במגדל מקוררת על ידי מחזור מים במחלפי חום צלחות. חומצת ייצור המכילה 73-75% H3PO4 משוחררת ממעגל המחזור לאחסון. כמו כן, קירור הגזים ממגדל הבעירה וספיגת החומצה מתבצעים במגדל הקירור (הידרציה), מה שמפחית את הלידה לאחר הלידה, עומס הטמפרטורה על המשקע האלקטרוסטטי ותורם לטיהור גזים יעיל. סילוק החום במגדל ההידרציה מתבצע על ידי זרימת 50% H3PO4 מקורר במחלפי חום צלחות. גזים ממגדל ההידרציה לאחר ניקוי מערפל H3PO4 במשקע אלקטרוסטטי צלחת משתחררים לאטמוספירה. עבור טון אחד של 100% H3PO4, נצרכים 320 ק"ג של P.

אורז. 4 ערכת מחזור שני מגדלים לייצור H3PO4 מבחינה תרמודינמית, כאשר 1 הוא אספן המים החמוצים; 2 - אחסון של זרחן; 3.9 - אספנים במחזור; 4.10 - משאבות טבולות; 5.11 - מחליפי חום צלחות; 6 - מגדל בעירה; 7 - זרבובית זרחן; 8 - מגדל הידרציה; 12 - משקע אלקטרוסטטי; 13 - מאוורר

זיהומים נלווים מפורקים גם על ידי חומצות: קלציט, דולומיט, סידריט, נפלין, גלאוקוניט, קאולין ומינרלים אחרים. זה מוביל לעלייה בצריכת החומצה המשמשת, וגם מפחית את המיצוי של P2O5 למוצר היעד עקב היווצרותם של פוספטי ברזל בלתי מסיסים FeH3(PO4)2* 2.5H2O בריכוזי P2O5 מעל 40% (תכולת P4O10 היא ניתנים בדרך כלל במונחים של P2O5) ו-FePO4* 2H2O - בריכוזים נמוכים יותר. ה-CO2 המשתחרר במהלך פירוק הקרבונטים יוצר קצף יציב במחלצים; פוספטים מסיסים של Mg, Fe ו-Al מפחיתים את הפעילות של חומצה זרחתית, וגם מפחיתים את תכולת הצורות הניתנות להטמעה של P2O5 בדשנים במהלך עיבוד של חומצה זרחתית.

בהתחשב בהשפעת הזיהומים, נקבעות הדרישות לחומרי גלם פוספטים, לפיהן פוספטים טבעיים בעלי תכולה גבוהה של תרכובות Fe, Al, Mg, קרבונטים וחומרים אורגניים אינם מתאימים לייצור חומצה זרחתית.