Fosforun keşif tarihi genellikle 1669 olarak kabul edilir, ancak daha önce bilindiğine dair bazı göstergeler vardır. Örneğin Gepher, Paris Kütüphanesi'nde saklanan bir koleksiyondaki simya elyazmasının 12. yüzyıl civarına ait olduğunu belirtiyor. Alchid Bekhil adında biri, idrarı kil ve kireçle damıtarak "escarbucle" adını verdiği bir madde elde etti. Belki de bu, simyacıların büyük sırrı olan fosfordu. Her halükarda, simyacıların felsefe taşını ararken idrar, dışkı, kemik vb. dahil her türlü malzemeyi damıtmaya ve diğer işlemlere tabi tuttukları bilinmektedir.
Fosfor, eski çağlardan beri karanlıkta parlayabilen maddelere verilen isimdir. 17. yüzyılda Bologna fosforu biliniyordu - Bologna yakınlarındaki dağlarda bulunan bir taş; Taş, kömürleri ateşledikten sonra parlama yeteneği kazandı. Volost ustabaşı Alduin tarafından kalsine edilmiş tebeşir ve nitrik asit karışımından hazırlanan "Baldwin'in fosforu" da anlatılıyor. Bu tür maddelerin parıltısı büyük bir şaşkınlığa neden oldu ve bir mucize olarak kabul edildi.
1669'da, işlerini simya yardımıyla iyileştirmeyi hayal eden iflas etmiş bir tüccar olan Hamburglu amatör simyacı Brand, çok çeşitli ürünleri işledi. Brand, fizyolojik ürünlerin felsefe taşının temeli olduğuna inanılan "ilkel maddeyi" içerebileceğini teorileştirerek insan idrarıyla ilgilenmeye başladı.
Ah, bu fikir konusunda ne kadar tutkuluydu, onu hayata geçirmek için ne kadar çaba harcadı! "Doğanın kralı" insanın atık ürünlerinin sözde birincil enerjiyi içerebileceğine inanan yorulmak bilmez deneyci, insan idrarını endüstriyel ölçekte damıtmaya başladı: asker kışlasında toplam bir ton kadar! Ve onu şurup kıvamına gelene kadar buharlaştırdı (tabii ki tek seferde değil!) ve damıtmadan sonra ortaya çıkan "idrar yağını" tekrar damıttı ve uzun süre kalsine etti. Sonuç olarak imbikte dibe çöken ve parıldayan beyaz bir toz belirdi, bu yüzden Brand buna "soğuk ateş" (kaltes Feuer) adını verdi. Brand'in çağdaşları, karanlıkta parlama yeteneği nedeniyle bu maddeye fosfor adını verdiler (eski Yunanca: jwsjoroV).
Brand, araştırmasının sonuçlarını 1682'de yayınladı ve şu anda haklı olarak 15 numaralı elementin kaşifi olarak kabul ediliyor. Keşfi belgelenen ilk element fosfordu ve onu keşfeden kişi biliniyor.
Yeni maddeye olan ilgi çok büyüktü ve Brand bundan yararlandı; fosforu yalnızca para karşılığında gösterdi ya da küçük miktarlarını altınla değiştirdi. Çok sayıda çabaya rağmen, Hamburglu tüccar, "soğuk ateş" kullanarak kurşundan altın elde etme hayalini gerçekleştiremedi ve bu nedenle kısa süre sonra yeni bir madde elde etme tarifini Dresden'den belirli bir Kraft'a iki yüz taler karşılığında sattı. Yeni sahibi fosfordan çok daha büyük bir servet elde etmeyi başardı - "soğuk ateş" ile Avrupa'yı dolaştı ve bunu bilim adamlarına, yüksek rütbeli kişilere ve hatta kraliyet ailesine, örneğin Robert Boyle, Gottfried Leibniz, Charles II'ye gösterdi. Fosfor hazırlama yöntemi son derece gizli tutulmasına rağmen, 1682'de Robert Boyle bunu elde etmeyi başardı, ancak yöntemini yalnızca Londra Kraliyet Cemiyeti'nin kapalı bir toplantısında bildirdi. Boyle'un yöntemi 1692'deki ölümünden sonra kamuoyuna açıklandı.
1676 baharında Kraft, Brandenburglu Seçmen Frederick William'ın sarayında fosforla ilgili bir deney oturumu düzenledi. 24 Nisan akşam saat 21.00'de odadaki tüm mumlar söndürüldü ve Kraft, "sonsuz alev" ile ilgili mevcut deneyleri gösterdi, ancak bu büyülü maddenin hazırlanma yöntemini açıklamadı.
Ertesi yılın baharında Kraft, Hannover'deki Dük Johann Friedrich'in sarayına geldi3; o dönemde Alman filozof ve matematikçi G. W. Leibniz (1646-1716) burada kütüphaneci olarak hizmet ediyordu. Kraft burada da fosforla ilgili bir deney düzenledi; özellikle ateşböcekleri gibi parlayan iki şişeyi gösterdi. Kunkel gibi Leibniz de yeni maddeyle son derece ilgiliydi. İlk seansta Kraft'a bu maddenin büyük bir parçasının tüm odayı aydınlatıp aydınlatamayacağını sordu. Kraft bunun oldukça mümkün olduğunu kabul etti, ancak maddenin hazırlanma süreci çok karmaşık olduğundan pratik olmayacaktı.
Bunu kim aldı? Sahiptim.
Leibniz'in Kraft'ı sırrı Dük'e satmaya ikna etme girişimleri başarısız oldu. Daha sonra Leibniz, Brand'i bizzat görmek için Hamburg'a gitti. Burada Dük Johann Friedrich ve Brand arasında, birincisinin sırrı açığa çıkardığı için Brand 60 taler ödemek zorunda olduğu bir sözleşme imzalamayı başardı. Bu andan itibaren Leibniz, Brand ile düzenli yazışmalara başladı.
Aynı sıralarda I.I. Becher (1635-1682), Brand'i Mecklenburg Dükü'ne çekmek amacıyla Hamburg'a geldi. Ancak Branda, Leibniz tarafından tekrar yakalandı ve Hannover'e, Dük Johann Friedrich'in yanına götürüldü. Leibniz, Brand'in "filozof taşını" keşfetmeye çok yakın olduğundan tamamen emindi ve bu nedenle Dük'e, bu görevi tamamlayana kadar onu bırakmamasını tavsiye etti. Ancak Brand, beş hafta boyunca Hannover'de kaldı, şehir dışında taze fosfor malzemeleri hazırladı, anlaşmaya göre üretimin sırrını gösterdi ve ayrıldı.
Aynı zamanda Brand, ışığın doğasını inceleyen fizikçi Christiaan Huygens için önemli miktarda fosfor hazırladı ve Paris'e bir miktar fosfor gönderdi.
Ancak Brand, Leibniz ve Dük Johann Friedrich'in fosfor üretiminin sırrını açığa çıkarması karşılığında kendisine verdiği fiyattan pek memnun değildi. Leibniz'e kızgın bir mektup göndererek, aldığı meblağın Hamburg'daki ailesini geçindirmeye ve seyahat masraflarını karşılamaya bile yetmediğinden şikayet etti. Leibniz ve Brand'in eşi Margarita'ya da benzer mektuplar gönderildi.
Brand ayrıca mektuplarda kırgınlığını dile getirdiği Kraft'tan da memnun değildi ve sırrı İngiltere'ye 1000 thaler karşılığında sattığı için onu suçladı. Kraft bu mektubu Leibniz'e iletti; o da Dük Johann Friedrich'e Brand'i kızdırmamasını, ancak sırrı açığa çıkardığı için ona daha cömert bir ödeme yapmasını tavsiye etti; keşfin yazarının bir intikam eylemi olarak fosfor yapmanın tarifini ona söyleyeceğinden korkuyordu. başkası. Leibniz, bizzat Brand'e güven verici bir mektup gönderdi.
Görünüşe göre Brand bir ödül aldı çünkü. 1679'da tekrar Hannover'e geldi ve orada iki ay çalıştı, haftalık 10 taler maaşının yanı sıra yemek ve seyahat masrafları için ek ödeme aldı. Hannover Kütüphanesi'nde saklanan mektuplara bakılırsa Leibniz'in Brand ile yazışmaları 1684'e kadar devam etti.
Şimdi Kunkel'e dönelim. Leibniz'e inanıyorsanız Kunkel, Kraft aracılığıyla fosfor yapımı için bir tarif öğrendi ve işe koyuldu. Ancak ilk deneyleri başarısızlıkla sonuçlandı. Brand'a mektup üstüne mektup göndererek, kendisine başka birine çok anlaşılmaz gelen bir tarif gönderildiğinden şikayet etti. Kunkel'in o dönemde yaşadığı Wittenberg'den 1676 yılında yazdığı bir mektupta Brand'e sürecin ayrıntılarını sordu.
Sonunda Kunkel, Brand'in yöntemini biraz değiştirerek deneylerinde başarıya ulaştı. Damıtmadan önce kuru idrara biraz kum ekleyerek fosfor elde etti ve... bağımsız keşif iddiasında bulundu. Aynı yıl, Temmuz ayında Kunkel, Wittenberg Üniversitesi'nde profesör olan arkadaşı Caspar Kirchmeyer'e, bu konuda “Uzun süredir aranan, bazen parıldayan kalıcı bir gece lambası” başlıklı bir çalışma yayınlayan başarılarından bahsetti. , şimdi bulundu.” Bu makalede Kirchmeyer, fosforun uzun zamandır bilinen parlak bir taş olduğundan bahsediyor ancak o dönemde henüz benimsenmediği açıkça görülen "fosfor" terimini kullanmıyor.
İngiltere'de Brand, Kunkel ve Kirchmeyer'den bağımsız olarak fosfor 1680 yılında R. Boyle (1627-1691) tarafından elde edildi. Boyle fosforu aynı Kraft'tan biliyordu. Mayıs 1677 gibi erken bir tarihte fosfor Londra Kraliyet Cemiyeti'nde tanıtıldı. Aynı yılın yazında Kraft, fosforla İngiltere'ye geldi. Boyle, kendi hikayesine göre Craft'ı ziyaret etti ve elindeki fosforu katı ve sıvı halde gördü. Sıcak karşılama için minnettarlıkla Boyle'a veda eden Kraft, ona fosforunun ana maddesinin insan vücudunda doğal olan bir şey olduğunu ima etti. Görünüşe göre bu ipucu Boyle'un çalışmasını başlatmak için yeterliydi. Kraft ayrıldıktan sonra kanı, kemikleri, saçları ve idrarı test etmeye başladı ve 1680'de ışıklı elementi elde etme çabaları başarı ile taçlandırıldı.
Boyle, keşfinden Alman Gaukwitz adlı asistanıyla birlikte yararlanmaya başladı. Boyle'un 1691'deki ölümünden sonra Gaukwitz fosfor üretimini geliştirdi ve ticari ölçekte geliştirdi. Fosforu onsu üç sterlinden satarak Avrupa'daki bilimsel kurumlara ve bireysel bilim adamlarına sağlayan Gaukwitz büyük bir servet elde etti. Ticari bağlantılar kurmak için Hollanda, Fransa, İtalya ve Almanya'yı dolaştı. Gaukwitz, Londra'da yaşamı boyunca ünlü olan bir ilaç şirketi kurdu. Bazen çok tehlikeli olan fosforla yaptığı tüm deneylere rağmen Gaukwitz'in 80 yaşına kadar yaşaması, üç oğlundan ve fosforun erken tarihiyle ilgili çalışmalara katılan tüm insanlardan daha uzun yaşaması ilginçtir.
Fosforun Kunkel ve Boyle tarafından keşfedilmesinden bu yana, mucitler arasındaki rekabetin bir sonucu olarak fiyatı hızla düşmeye başladı. Sonunda mucitlerin mirasçıları, üretiminin sırrını 10 taler karşılığında herkese tanıtmaya ve her zaman fiyatı düşürmeye başladılar. 1743'te A.S. En iyi yolçünkü idrardan fosfor üretimi ve bunu hemen yayınladı. balıkçılık karlı olmaktan çıktı.
Şu anda hiçbir yerde Brand-Kunkel-Boyle yöntemi kullanılarak fosfor üretilmiyor çünkü tamamen kârsız. Tarihsel ilgi uğruna, yine de yöntemlerinin bir tanımını vereceğiz.
Çürüyen idrar şurup kıvamına gelene kadar buharlaştırılır. Elde edilen kalın kütleyi üç kat beyaz kumla karıştırın, alıcıyla donatılmış bir imbik içine yerleştirin ve uçucu maddeler giderilinceye kadar eşit sıcaklıkta 8 saat ısıtın, ardından ısıtma artırılır. Alıcı, daha sonra mavimsi katı ve parlak fosfora dönüşen beyaz buharlarla doldurulur.
Fosfor, karanlıkta parlama özelliğinden dolayı adını almıştır (Yunanca'dan - parlak). Bazı Rus kimyagerler arasında elemente saf bir görünüm verme arzusu vardı. Rus adı: “mücevher”, “daha hafif”, ancak bu isimler pek tutulmadı.
Lavoisier, fosforun yanması üzerine yaptığı ayrıntılı bir çalışma sonucunda onu kimyasal bir element olarak tanıyan ilk kişi oldu.
İdrarda fosfor bulunması kimyagerlere onu hayvanın vücudunun diğer kısımlarında aramaları için bir neden verdi. 1715 yılında beyinde fosfor bulundu. İçindeki önemli fosfor varlığı, "fosfor olmadan düşünce olmaz" ifadesinin temelini oluşturdu. 1769'da Yu.G. Gan kemiklerde fosfor buldu ve iki yıl sonra K.V. Scheele kemiklerin esas olarak kalsiyum fosfattan oluştuğunu kanıtladı ve kemiklerin yakılmasından sonra kalan külden fosfor elde etmek için bir yöntem önerdi. Nihayet 1788 yılında M. G. Klaproth ve J. L. Proust, kalsiyum fosfatın doğada son derece yaygın bir mineral olduğunu gösterdiler.
Fosforun allotropik bir modifikasyonu - kırmızı fosfor - 1847'de A. Schrötter tarafından keşfedildi. Schrötter, "Fosforun Yeni Allotropik Durumu" adlı çalışmasında güneş ışığının beyaz fosforu kırmızıya çevirdiğini, nem ve atmosfer havası gibi faktörlerin hiçbir etkisinin olmadığını yazıyor. Schrötter kırmızı fosforu karbon disülfit ile işleyerek ayırdı. Ayrıca beyaz fosforu inert bir gaz içerisinde yaklaşık 250 °C sıcaklığa kadar ısıtarak kırmızı fosfor hazırladı. Aynı zamanda sıcaklıktaki daha fazla artışın yine beyaz bir modifikasyonun oluşmasına yol açtığı tespit edildi.
Kırmızı fosforun kibrit endüstrisinde kullanımını ilk öngören kişinin Schrötter olması çok ilginçtir. 1855'teki Paris Dünya Sergisinde, halihazırda bir fabrikada üretilen kırmızı fosfor sergilendi.
Rus bilim adamı A.A. Musin-Pushkin, 1797'de yeni bir fosfor - mor fosfor modifikasyonu aldı. Bu keşif yanlışlıkla Musin-Puşkin yöntemini neredeyse tamamen tekrarlayan ve yalnızca 1853'te menekşe fosforu elde eden I.V. Hittorf'a atfedilir.
1934 yılında Profesör P. W. Bridgeman, beyaz fosforu 1100 atm'ye kadar basınca maruz bırakarak onu siyaha dönüştürdü ve böylece elementin yeni bir allotropik modifikasyonunu elde etti. Rengin yanı sıra fiziksel ve Kimyasal özellikler fosfor: örneğin beyaz fosfor havada kendiliğinden tutuşur, ancak kırmızı gibi siyahın bu özelliği yoktur.
kaynaklar
H3P04 - güçlü, K 1 7,1 10 -3 (pKa 2,12), K 2 6,2 10 -8 (pKa 7,20), K3 5,0 10 -13 (pKa 12,32); K 1 ve K 2 değerleri sıcaklığa bağlıdır. Birinci basamakta ayrışma ekzotermik, ikinci ve üçüncü basamakta ise endotermiktir. H3PO4 - H2O sisteminin faz diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. 2. Kristalizasyon eğrisinin maksimumu 302,4 K sıcaklıkta ve %91,6 H3P04 içeriğindedir (katı faz - hemihidrat). Masada Fosforik asit çözeltilerinin özellikleri verilmiştir.
SULU ÇÖZELTİLERİN ÖZELLİKLERİ H 3 PO 4
|
T. kapalı., 0 C |
T. b., 0 C |
kJ/(kg·K) |
Pas (25 0 C) |
Ud. elektrik iletkenlik, 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 |
||
F Normal koşullar altında osforik asit aktif değildir ve yalnızca karbonatlar, hidroksitler ve bazı metallerle reaksiyona girer. Bu durumda bir, iki ve üç ikameli fosfatlar oluşur (bkz. İnorganik fosfatlar). Isıtıldığında 80 0 C'nin üzerinde aktif olmayan oksitler, silika ve silikatlarla bile reaksiyona girer. Şu tarihte: artan sıcaklık fosforik asit metaller için zayıf bir oksitleyici maddedir. Metal üzerinde çalışırken. Zn veya Mn katkı maddeleri içeren bir fosforik asit çözeltisinin yüzeyi koruyucu bir film (fosfatlama) oluşturur. Isıtıldığında fosforik asit. art arda piro ve metafosforik bileşiklerin oluşumuyla su kaybeder:
Fosforyum (sıvı fosforik anhidrit, süperfosforik asit), %72,4 ila 88,6 P205 içeren bileşikleri içerir ve orto-, piro-, Tripoli-, tetrapoli- ve diğer fosfor bileşiklerinden oluşan bir denge sistemidir (bkz. Yoğunlaştırılmış fosfatlar). Süperfosforik asit suyla seyreltildiğinde açığa çıkar. miktarda ısı ve polifosforik bileşikler hızla ortofosforik olanlara dönüşür.
H3P04, Ag3P04'ün sarı bir çökeltisi olan AgNO3 ile çözeltisiyle diğer fosfor bileşiklerinden ayırt edilebilir. Geri kalan fosfor bileşikleri beyaz çökeltiler oluşturur.
Fiş. Laboratuvarda fosforik asit. fosforun %32'lik nitrik asit çözeltisiyle oksitlenmesiyle elde edilmesi kolay koşullar:
Endüstride fosforik asit termal ve ekstraksiyon yöntemleriyle üretilir.
Termal yöntem (en saf fosforik asidin üretilmesini sağlar) bazik içerir. aşamalar: elementel fosforun fazla havada yanması (oksidasyonu), elde edilen P 4 O 10'un hidrasyonu ve emilmesi (bkz. Fosfor oksitler), fosforik asidin yoğunlaşması ve gaz fazından sisin toplanması. P 4 O 10'u elde etmenin iki yolu vardır: P buharının oksidasyonu (endüstride nadiren kullanılır) ve sıvı P'nin damla veya film formunda oksidasyonu. İnd.'deki P'nin oksidasyon durumu. koşullar oksidasyon bölgesindeki sıcaklık, bileşenlerin difüzyonu ve diğer faktörler tarafından belirlenir. Termal elde etmenin ikinci aşaması fosforik asit - P4O10'un hidrasyonu - aynı (su) veya karşılıklı modun emilmesiyle gerçekleştirilir. Su buharı ile P 4 O 10 buharı. Hidrasyon (P 4 O 10 + 6H 2 O4H3PO4), polifosfor bileşiklerinin oluşum aşamalarından geçer. Ortaya çıkan ürünlerin bileşimi ve konsantrasyonu, su buharının sıcaklığına ve kısmi basıncına bağlıdır.
Sürecin tüm aşamaları olabilir. Her zaman ayrı bir aparatta üretilen sis toplama haricinde tek aparatta birleştirilir. Endüstride genellikle iki veya üç temel şemayı kullanırlar. cihazlar. Gaz soğutma prensibine bağlı olarak termal enerji üretmenin üç yöntemi vardır. fosforik asit: buharlaşma, dolaşım-buharlaşma, ısı değişimi-buharlaşma. Buharlaşmak. suyun buharlaşması veya seyreltilmesi sırasında ısının uzaklaştırılmasına dayanan sistemler. fosforik asit, maks. donanım tasarımında basit. Ancak atık gazların nispeten büyük hacmi nedeniyle bu tür sistemlerin kullanımı yalnızca küçük ünite kapasiteli tesislerde tavsiye edilir.
Sirküle et-buharlaştır. sistemler, P'nin yanma aşamalarını, dolaşım ortamının gaz fazının soğutulmasını ve P 4 O 10'un hidrasyonunu tek bir cihazda birleştirmeyi mümkün kılar. Planın dezavantajı, büyük miktarlarda sıvının soğutulması ihtiyacıdır. Isı değişimi-buharlaşma. sistemler iki ısı giderme yöntemini birleştirir: yanma ve soğutma kulelerinin duvarından ve ayrıca gaz fazındaki suyu buharlaştırarak; Sistemin önemli bir avantajı, pompalama ve soğutma ekipmanına giden sirkülasyon devrelerinin bulunmamasıdır.
Evsel amaçlar için. İşletmeler teknolojiyi kullanıyor. Sirkülasyon-buharlaşmalı devreler. soğutma yöntemi (iki kuleli sistem). Ayırt edecek. programın özellikleri: ek kullanılabilirliksirke.
gaz soğutma kuleleri, sirkülasyon devrelerinde verimli plakalı ısı eşanjörlerinin kullanılması; uygulama son derece verimlidir. P'nin yanması için nozullar, bir sıvı P jetinin düzgün ince atomizasyonunu ve alt oksitlerin oluşumu olmadan tam yanmasını sağlar.
Teknoloji. Yıllık 60 bin ton %100 H3PO4 kapasiteli tesisin şeması Şekil 1'de gösterilmektedir. 3. Erimiş sarı fosfor, dolaşımdaki bir kaynakla sulanan bir yanma kulesindeki bir nozul aracılığıyla 700 kPa'ya kadar basınç altında ısıtılmış havayla püskürtülür. Kulede ısıtılan ısı, plakalı eşanjörlerde su sirkülasyonu yapılarak soğutulur. %73-75 H3PO4 içeren ürün karışımı sirkülasyon devresinden depoya çıkarılır. Ek olarak, gazların yanma kulesinden soğutulması ve bileşiklerin emilmesi, bir soğutma (hidrasyon) kulesinde gerçekleştirilir, bu da doğum sonrası, elektrostatik çökeltici üzerindeki sıcaklık yükünü azaltır ve etkili gaz saflaştırmasını destekler. Hidrasyon kulesindeki ısının uzaklaştırılması, plakalı ısı eşanjörlerinde soğutulan %50 H3P04'ün sirküle edilmesiyle gerçekleştirilir. Hidrasyon kulesinden çıkan gazlar, plakalı elektrostatik çökelticide H3PO4 sisinden arındırıldıktan sonra atmosfere salınır. 1 ton %100 H3PO4 için 320 kg P tüketilir.
Pirinç. 3. Isı üretimi için çift kuleli sirkülasyon devresi. H3P04: 1 - asidik su toplayıcı; 2 - fosfor depolaması; 3.9 - sirkülasyon toplayıcıları; 4.10 - dalgıç pompalar; 5.11 - plakalı ısı eşanjörleri; 6 - yanma kulesi; 7 - fosfor nozulu; 8 - hidrasyon kulesi; 12 - elektrikli çöktürücü; 13 - hayran.
Fosfat hammaddelerinin sülfürik asit ayrışması [BDT ülkelerinde Ch. varış. Khibiny apatit konsantresi (bkz. Apatit) ve Karatau fosforitleri] - baz. kons. üretimi için kullanılan ekstraksiyon fosforik asit elde etme yöntemi. fosfor ve kompleks gübreler. Yöntemin özü, P 4 O 10'un (genellikle P 2 O 5 kullanılır) H 3 PO 4 formunda ekstraksiyonudur (ekstraksiyonu). Bu yönteme göre doğal fosfatlar doğumdan sonra H2S04 ile işlenir ve elde edilen hamur, fosforik asidi Ca sülfat çökeltisinden ayırmak için filtrelenir. Seçilen tabanın bir parçası. filtre kekinin yıkanmasıyla elde edilen tüm filtrenin yanı sıra süzüntü ekstraksiyon işlemine geri gönderilir ( seyreltme çözeltisi) karıştırma ve taşıma sırasında hamurun yeterli hareketliliğini sağlamak. Sıvı ve katı fazlar arasındaki kütle oranı 1,7:1 ila 3,0:1 arasındadır.
Doğa fosfatlar aşağıdaki şemaya göre ayrışır:
İlgili safsızlıklar da ayrışmaya tabidir: kalsit, dolomit, siderit, nefelin, glokonit, kaolin ve diğer mineraller. Bu, kullanılan asit tüketiminde bir artışa yol açar ve aynı zamanda P konsantrasyonlarında çözünmeyen demir fosfatlar FeH3 (PO4) 2 · 2.5H2O oluşumu nedeniyle P205'in hedef ürüne ekstraksiyonunu azaltır. %40'ın üzerinde 2 O 5 (P 4 O 10 içeriği genellikle P 2 O 5 cinsinden verilir) ve FePO 4 · 2H 2 O - daha düşük konsantrasyonlarda. VurgularımKarbonatların ayrışması sırasında açığa çıkan CO2, ekstraktörlerde stabil bir köpük oluşturur; R-rime fosfatları Mg, Fe ve Al, fosforik asit aktivitesini azaltır ve aynı zamanda gübrelerdeki sindirilebilir P2O5 formlarının içeriğini de azaltır. fosforik asitin işlenmesi.
Safsızlıkların etkisi dikkate alınarak, Kırım doğasına göre fosfat hammaddelerine yönelik gereksinimler belirlenmiştir. yüksek bileşik içeriğine sahip fosfatlar. Fe, Al, Mg, karbonatlar ve org. maddeler fosforik asit üretimi için uygun değildir.
CaS04-H3PO4-H20 sistemindeki fosforik asitin sıcaklığına ve konsantrasyonuna bağlı olarak Ca sülfat, dihidrat (alçıtaşı), hemihidrat veya anhidrit formunda çökeltilir. Gerçek koşullarda çökelti, ayrışmamış doğal maddeler formundaki P2O5 safsızlıklarıyla kirlenir. fosfatlar, yıkanmamış H3P04, birlikte kristalize fosfatlar ayrışır. metaller vb., bu nedenle ortaya çıkan Ca sülfatlara denir. sırasıyla fosfojips, fosfohemimihidrat ve fosfo-anhidrit. Çöken sülfatın türüne bağlı olarak, fosforik asit ekstraksiyonunun üretilmesi için üç doğrudan yöntem vardır: dihidrat, hemihidrat (hemihidrat) ve anhidrit ve ayrıca kombine: hemihidrat-dihidrat ve dihidrat-hemihidrat.
BDT'de en çok Üretim hacmine yüksek miktarda P2O5 (%93-96,5) verimi ile karakterize edilen dihidrat yöntemi endüstride geliştirilmiştir; ancak nispeten düşükHangi fosforik asit konsantrasyonu sonuncusunu gerektirir? buharlaşma. Temel süreç aşamaları: dahiliden çıkarma. veya dahili ekstraksiyon hamurunun dolaşımı ve vakum veya havayla soğutulması, hamurun ekstraktörden sonra olgunlaştırılması, fosforik asidin toplu vakum filtrelerinde ayrılması. Sürecin verimliliği esas olarak şu şekilde belirlenir:
Ortofosforik (bazen fosforik olarak da adlandırılır) asit, inorganik kökenli, orta güçte bir asittir. Basit bir kimyasal formüle sahiptir ve şu şekilde gösterilir: H3PO4.
Tipik koşullara ve optimum depolama sıcaklıklarına bağlı olarak, renksiz, düzgün higroskopik kristaller olarak görünür. Sıcaklığın +42 ila +213 santigrat derece seviyelerine kadar yükselmesi durumunda söz konusu madde benzer bir kimyasal reaksiyonla pirofosforik asite dönüştürülür. kimyasal formül-H4P2O7.
Çoğu zaman fosforik asit, kokusuz ve orta derecede kalın, şurup benzeri bir görünüme sahip, yaklaşık %85 su bazlı bir çözeltidir. Bahsedilen asit, suyun yanı sıra alkol ve diğer popüler çözücülerde de iyi çözünür.
Ortofosforik asit nasıl elde edilir
Bahsedilen kimyasal bileşiği elde etmek için çok fazla şeye sahip olmanıza gerek yoktur. Para veya zaman. Sitrik asit gibi ortofosforik asit de artık büyük talep görüyor ve büyük miktarlarda üretiliyor. Bugün uzmanlar ortofosforik asidin çıkarılması için üç doğru yöntemi biliyor:
1. Fosfor pentaklorürün hidrolizi;
2. Fosfattan hazırlama (ekstraksiyon yöntemi);
3. Fosforun oksijen içinde yakılmasıyla elde edilen fosfor(V) oksidin sıradan suyla karıştırılmasıyla (termal yöntem).
Suyla reaksiyonu çok kuvvetli olduğundan, fosfor(V) oksit, 200 santigrat dereceye ısıtılan konsantre ortofosforik asit çözeltisiyle işlenir.
Maddenin az bir miktarı laboratuvar koşullarında fosforun oksidasyonu ile kolaylıkla elde edilebilir. Ancak böyle bir bileşiği ciddi, endüstriyel ölçekte üretmek için ekstraksiyon ve termal yöntemler olmadan yapılamaz.
İnsan yaşamının farklı alanlarında fosforik asit: kullanıldığı yerler
Günümüzde fosforik asidin uygulama kapsamı çok ilginç ve çeşitlidir. Evet, bahsedildi Kimyasal madde Gıda da dahil olmak üzere çeşitli endüstrilerin vazgeçilmezidir.
Ortofosforik asit, çok az belirgin asidik özelliklere sahiptir ve zayıf aktif asitlerin tuzları, her türlü metal, bazik oksitler, bazlar ve amonyakla kolayca reaksiyona girer. Uygun fiyat, ortofosforik asidin tamamen farklı alanlarda talep görmesini sağlamıştır.
Tarım ve çiftçilik
Bileşik, popüler fosfor veya kombine gübrelerin üretimi için çok yaygın bir katkı maddesidir: amonyum, kalsiyum, sodyum, manganez tuzları. İstatistiklere göre fosfor içeren cevherin yaklaşık% 90'ı gübre üretiminde kullanılıyor. Fosfor bitkiler için tohum ve meyve oluşumu sırasında önemlidir. Aynı zamanda bu tür gübrelerin üretici ülkeleri Amerika Birleşik Devletleri, Rusya ve Fas olarak kabul edilirken, tüketen ülkeler ise Afrika, Asya ve Avrupa Birliği'nin hemen hemen tüm ülkeleridir.
Çiftliklerde, veteriner hekimler sıklıkla böbrek taşlarının oluşmasını önlemek için hayvanların fosforik asit solüsyonuyla beslenmesini önermektedir. safra kesesi, mide asitliği seviyesini arttırır.
Gıda endüstrisi
Özellikle ilgi çekici olan, fosforik asit de dahil olmak üzere kimyasal elementlerin kullanımıdır. Gıda endüstrisi. Dolayısıyla bu alanda ortofosforik asit asitlik düzenleyici olarak görev yapar ve E338 olarak adlandırılır. Mükemmel bir antioksidandır, rengi korur ve çeşitli içecek ve yiyeceklerin raf ömrünü uzatır.
Özellikle, E338 katkı maddesi genellikle halk arasında bu tür popüler ürünlere eklenir: çeşitli sosisler, işlenmiş peynirler, kabartma tozu, fırıncılık ve şekerleme ürünleri, süt ve bebek maması, şekerli gazlı içecekler vb.
Fosforik asit içeren en popüler içecek Coca-Cola'dır. Bildiğiniz gibi böyle bir içecek metal yüzeylerdeki pası bile temizleyebilir. Aynı zamanda bu içecekteki asit konsantrasyonu, az miktarda tüketildiğinde insan midesine ciddi zarar verecek kadar yüksek değildir.
Ev kimyasalları ve inşaat malzemeleri üretimi
Fosforik asidin aktif kullanımı ve bulunabilirliği sayesinde üreticiler, inşaat ve onarım için vernik, emaye, emprenye, ahşap levhalar ve diğer malzemeler dahil olmak üzere yapı malzemeleri pazarına yangına dayanıklı boyalar ve vernikler piyasaya sürüyor. Kibrit üretimi için de fosforik asit vazgeçilmezdir.
Ortofosforik asit çözeltileri, ahşap işleme çiftliklerindeki ustalar tarafından aktif olarak kullanılmaktadır. Ahşabın bu maddeyle emprenye edilmesi sayesinde ahşap yangına dayanıklı hale gelir.
Ortofosforik asit tuzları klorlu suyu mükemmel şekilde yumuşatır; birçok ev kimyasalında bulunur. Örneğin bunlar çamaşır tozları ve jelleri, bulaşık deterjanları, yüzeylerdeki pas ve yağları çıkarmaya yönelik sıvılar vb.
Moleküler Biyoloji
Uzmanlar tarafından çeşitli deneyler ve araştırmalar yapmak için kullanılır.
İlaç
Tıpta ortofosforik asidin bir bileşen olması ilginçtir aktif karbon. Ayrıca uzun yıllardan beri diş hekimliğinde dolgu amacıyla aktif olarak kullanılmaktadır. Bu bileşim diş macunlarında ve diş beyazlatıcılarda az miktarda bulunur.
Çok az insan, fosforik asidin aynı zamanda su geçirmez ve rüzgar geçirmez dış giyim, özellikle de kayak kıyafetlerinin üretiminde kullanılan kimyasalların bir unsuru olduğunun farkındadır.
Fosforik asit insanlara zararlı mıdır?
Her şeyin ölçülü olduğunda iyi olduğunu unutmayın. Fosforik asit, tüketim standartlarına uyulduğu takdirde nispeten güvenli bir kimyasal bileşik olarak kabul edilir. Gıda yoluyla aşırı fosforik asit tüketimi aşağıdakilere yol açabilir: kendini iyi hissetmemek, yiyeceklere karşı isteksizlik, kilo kaybı, kırılgan kemikler. Bu nedenle aşırı gıda tüketiminden kaçınmak daha iyidir. Gıda katkı maddesi E338.
Konsantre bir çözelti formundaki asit bir kişinin cildine ve mukoza zarına bulaşırsa yanıklar mümkündür. Ayrıca bazı diş hekimleri, diş tedavisinde sıklıkla kullanıldığında fosforik asidin diş minesinin üst tabakasına zarar verdiğini fark etmişlerdir.
Temas halinde
Fosforik asit üretimi için hammaddeler
Doğada 120'den fazla mineral bilinmektedir. Apatit grubunun en yaygın ve endüstriyel açıdan önemli mineralleri fluorapatit Ca 10 F 2 (PO 4) 6, hidroksidapatit Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2, klorapatittir.
Apatit grubunun fosfatları aşağıdaki mineralleri içerir: Genel formül Ca10R2(P04)6, burada R, F, Cl, OH'dir.
Apatitlerdeki Ca'nın bir kısmının yerini alkali metallerle kombinasyon halinde Sr, Ba, Mg, Mn, Fe ve üç değerlikli nadir toprak elementleri alır.
Katmanların kalınlığı 200 m'ye ulaşır.Cevherin içerdiği mineraller fiziksel-kimyasal ve yüzdürme özellikleri bakımından farklılık gösterir, bu da yüzdürmenin elde edilen konsantreyi% 92-93'lük bir hedef ürün içeriğiyle zenginleştirmesine olanak tanır.
Saf kalsiyum fluorapatit şunları içerir: %42,22 P205; %55,6 CaO, %3,76 - F.
Fosfatlar magmatik ve tortul kökenlidir. Magmatik veya tam anlamıyla apatit kayalar, erimiş magmanın doğrudan katılaşması sırasında veya magmatik eriyiğin kristalleşmesi sırasında (hematit damarları) tek tek damarlarda veya sıcak sulu çözeltilerden izolasyon sırasında (hidrotermal oluşumlar) veya etkileşim sırasında oluşmuştur. magmanın kireçtaşı ile teması (temas).
Apatit kayaları granüler, iri kristalli bir yapıya sahiptir ve polidispersite ve mikro gözeneklilik eksikliği ile karakterize edilir.
Tortul fosfatlar - fosforitler. Kayaların aşınması, diğer kayalarla etkileşimi ve hem dağınık halde hem de büyük birikimlerin oluşmasıyla birikmesi sonucu oluşmuşlardır.
Fosforit cevherleri, içerdikleri fosfat minerallerinin yüksek dağılımı ve eşlik eden minerallerle (safsızlıklar) yakın iç içe büyümeleri nedeniyle apatit cevherlerinden farklılık gösterir. Fosforitler, apatitlere göre asitlerde daha hızlı çözünür.
Ekstraksiyon fosforik asit üretimi için en iyi hammadde, %2 R2O3 veya toplam P2O5 içeriğinin %5'ini içeren apatit konsantresidir. Neredeyse hiç karbonat içermez. Sonuç olarak, ayrışması için en az miktarda sülfürik asit (diğer hammadde türlerine kıyasla) tüketilir.
Önemli miktarda karbonat, demir ve killi madde içeren Karatau fosforitlerinden fosforik asit çıkarıldığında, karbonatların ayrıştırılması ihtiyacı nedeniyle sülfürik asit tüketimi artmakla kalmaz, aynı zamanda fosforik asitin kalitesi de düşer. Fosforik asidin önemli bir kısmını (yarısına kadar) nötrleştiren sülfatlar ve magnezyum, demir ve alüminyum fosfatları içerir. Ayrıca bu tür hammaddelerden apatit konsantresine göre %3-6 daha az P2O5 elde edilebilmektedir. Bu, esas olarak, çözeltiden küçük kristaller halinde salınan ve ince kil parçacıklarının safsızlıkları ile nüfuz eden fosfojipslerin filtrelenmesi ve yıkanması için koşulların bozulmasıyla açıklanmaktadır.
Diğer fosforit türleri - zenginleştirme elde edildikten sonra bile kumlu (Aktobe, Shchigrovsky), killi-glokonit (Vyatka, Ryazan-Egoryevsky) modern yöntemler, şu anda fosforik asit üretiminde kullanılmamaktadır. Apatit konsantresi ile karışım halinde kullanılabilirler. Eklenen apatit miktarı, işlemin minimum kayıpla gerçekleştirilmesine olanak tanıyan R2O3: P2O5 oranını sağlamalıdır.
Ortofosforik asit üretimi için termal yöntem
Termal yöntem, karbon ve silika varlığında elektrikli fırınlarda fosfatların yüksek sıcaklıkta indirgenmesini ve elementel fosforun süblimleştirilmesini içerir.
Ca3 (PO4)2 + 5C + 2SiO2 = P2 + 5CO + Ca3Si207 - 1460 kJ/mol.
Ortaya çıkan fosfor, fosfor anhidrite oksitlenir ve daha sonra ikincisi su ile hidratlanır; sonuç olarak ortofosforik asit oluşur
2Р2 + 5О2 = 2Р2О5; P2O5 + 3H2O = 2H3PO4.
Gaz soğutma prensibine dayanarak, elementel fosfor bazlı fosfat üretme işlemleri, soğutucu akışkanın toplam durumunda değişiklik olan sistemler ve soğutucu akışkanın toplam durumunda değişiklik olmayan sistemler olarak sınıflandırılabilir. Soğutucu maddeler her durumda su veya fosforik asittir.
Ekstraksiyon yöntemiyle karşılaştırıldığında termal yöntemin temel avantajı, düşük kaliteli fosforitler de dahil olmak üzere her türlü hammaddeyi işleyebilme ve yüksek saflıkta asit elde edebilme yeteneğidir.
Fosforik asit üretimi için ekstraksiyon yöntemi
Asit yöntemi, fosforik asidin fosfatlardan güçlü asitlerle yer değiştirmesine dayanmaktadır. Pratikte en yaygın kullanılan yöntem sülfürik asit ekstraksiyonudur.
Süreç aşağıdaki özet denkleme göre ilerlemektedir:
Ca5F(PO4)3 + 5H2S04 = 5CaS04 (katı) + 3H3PO4 + HF.
Proses sıcaklığına ve çözeltideki P2O5 konsantrasyonuna bağlı olarak kalsiyum sülfat (fosfojips), CaSO4 2H2O (dehidrat modu), CaSO4 0.5H2O (hemihidrat modu) ve CaSO4 (anhidrit modu) formunda salınır. İlk iki mod endüstriyel dağıtımı buldu.
Ortaya çıkan hidrojen florür H2SiO3 ile reaksiyona girer
4HF + H2Si03 = SiF4 + 3H20.
Bu durumda SiF4 kısmen gaz fazına salınır ve kısmen H2SiF6 formunda EPA çözeltisinde kalır.
Tipik olarak, ortaya çıkan ekstraksiyon asidi, ham maddenin safsızlıkları ile kirlenmiştir ve düşük bir konsantrasyona (%25-32 P205) sahiptir, dolayısıyla daha yüksek bir konsantrasyona kadar buharlaştırılması gerekir.
Ekstraksiyon işleminin temel avantajları basitliği ve daha ucuz H3PO4 üretme kabiliyetidir. Dezavantaj - ortaya çıkan EPA, seskioksitler (Al2O3, Fe2O3), flor bileşikleri ve CaS04 karışımı ile kirlenmiştir.
Dihidrat ve hemihidrat yöntemleriyle fosforik asit üretimi
Kalsiyum sülfat dihidratın salınmasıyla değişen konsantrasyonlarda fosforik asit üretmek için çeşitli yöntemler vardır. En uygun sınıflandırma ve değerlendirme Farklı yollar ortaya çıkan asidin konsantrasyonuna bağlı olarak, ürün kalitesinin ana göstergesi ve diğerlerini belirleyen ana teknolojik parametrelerden biri olduğu için - sıcaklık, reaktiflerin etkileşim süresi, salınan kalsiyum sülfat kristallerinin şekli ve filtreleme özellikleri. , vesaire.
Şu anda H3P04,% 20-25 P205 (genellikle düşük dereceli hammaddelerden - zayıf fosforitlerden) ve% 30-32 P2O5 (yüksek kaliteli) içeriğine sahip dihidrat yöntemi kullanılarak üretilmektedir. hammaddeler - apatit konsantresi)
Hemihidrat-dehidrat yöntemiyle %30-32 P2O5 içeren bir asit üretilirken işlem iki aşamada gerçekleştirilir. İlk aşama - fosfatın ayrışması - kalsiyum sülfatın, alçıtaşına ekstraksiyon işlemi sırasında hidratlanmayan nispeten stabil bir hemihidrat formunda salındığı koşullar altında gerçekleştirilir. İkinci aşamada, sıvı fazdan ayrılmayan salınan hemihidrat, alçı çekirdeği kristallerinin varlığında reaksiyon bulamacında bir dihidrat halinde yeniden kristalleştirilir ve büyük, iyi biçimlendirilmiş ve hızlı bir şekilde filtrelenen kristaller serbest bırakılır.
Bu yöntemin avantajları, minimum sülfürik asit tüketimi ile fosforik asidin hammaddeden çözeltiye maksimum (% 98,5'e kadar) ekstraksiyonu ve toplam P205'in% 0,3'ünden fazlasını içermeyen yüksek kaliteli alçıtaşı üretimidir ( olağan %0,5-1,5 ve %0,02-0,08 suda çözünür P205 yerine. Bu, çökeltinin kristal kafesindeki sülfat iyonları tarafından ikamenin önlenmesi ve tutulan HPO4-iyonlarının salınmasının önlenmesiyle açıklanır (hemihidrat daha önce geçtiği için katı fazın başlangıçta salınan parçacıklarının yüzeyinde adsorbe edilir). sıvı faza geçer.
Şu anda kullanılan dihidrat yönteminin aksine, hemihidrat yöntemi %45-50 P2O5 içeren bir asit hazırlamak için kullanılabilir. Bu, mevcut atölyelerin kapasitesinin 1,5 - 1,8 kat artırılmasını ve atık - sülfat kalıntısı miktarının biraz azaltılmasını mümkün kılar.
Konsantre fosfor ve kompleks gübrelerin üretimi için %37-55 P2O5 veya daha fazlasını içeren fosforik asit, amonyum polifosfatlar ve konsantre sıvı gübrelerin üretimi için ise %72-83 P2O5 içeren asit gereklidir. Bu nedenle çoğu durumda ekstraksiyon fosforik asit buharlaştırma yoluyla konsantre edilir.
Anhidrit yöntemiyle (buharlaştırma olmadan) %55'e kadar P2O5 içeren fosforik asit üretimi pilot geliştirme aşamasındadır. % 53-55 P205 içeren bir asit elde etmenin en kolay yolu, işlem yalnızca suyun buharlaşmasına indirgendiğinden ve fosforik asidin dehidrasyonu ve orto formunda olmayan fosforik anhidrit oluşumu eşlik etmediğinden. Ancak bu işlem, ekipmanın şiddetli korozyonu ve asitte bulunan yabancı maddelerin açığa çıkması nedeniyle karmaşık hale gelir.
Sıcak fosforik asit bilinen metallerin, alaşımların ve silikat-seramik malzemelerin çoğu üzerinde güçlü bir aşındırıcı etkiye sahiptir. Buharlaşma işlemi sırasında açığa çıkan çökeltiler ekipmanı tıkayabilir ve bu da verimliliğinde keskin bir düşüşe neden olabilir. Bu, fosforik asidin buharlaştırılması için standart ve yaygın buharlaştırma tesislerinin kullanılmasını zorlaştırır. %53 - 55 P2O5 içeren asit, nispeten az kirlenmiş fosfatlardan (apatit konsantresi veya zenginleştirilmiş yüksek dereceli fosforitler) elde edilebilir
Diğer yöntemlerle fosforik asit üretimi
Endüstride ilgi çekici olan, fosforun bakır-zirkonyum katalizörü üzerinde su buharı ile oksidasyonuna dayanan H3PO4 üretme yöntemidir; optimum işlem koşulları: t = 973°C, su buharının fosfora oranı 20:1'dir.
P4 + 16H20 = 4H3PO4 + 10H2 + 1306,28 kJ.
Laboratuvar koşullarında H3PO4 elde edilir
3P + 5HNO3 + 2H2Ö = 3H3PO4 + 5NO
Fosforik asidin fosfatlardan sülfürik asitle ekstraksiyonunun önemli dezavantajları vardır: yüksek sülfürik asit tüketimi (1 ton P2O5 başına 2,5 - 3,1 ton monohidrat) ve önemli miktarda atık - fosfojips (4,5 -6,0 ton) işlenmesi veya depolanması ihtiyacı kuru madde cinsinden 1 ton P2O5 başına), işlenmesi sülfürik asit her yerde yeterli satışı bulunmayan önemli miktarlarda çimento veya kirecin eş zamanlı üretimi ile ilişkilidir. Bu nedenle, fosforik asidin diğer inorganik asitlerle (nitrik, hidroklorik, hidroflorik ve hidroflorosilisik) ekstrakte edilmesi olanakları sürekli olarak araştırılmaktadır.
Fosfatın nitrik veya hidroklorik asit ile ayrışmasındaki ana zorluk, fosforik asidin yüksek oranda çözünür nitrat ve kalsiyum klorürden ayrılmasıdır. Florosilisik veya hidroflorik asitler kullanıldığında, filtrelemeyle kolayca ayrılan bir çökelti açığa çıkar. Ancak bu durumda asit rejenerasyonu, yüksek sıcaklıklar ancak prosesi ek reaktifler - asitler olmadan, hammaddelerde bulunan flor kullanılarak gerçekleştirmek mümkündür.
Fosfatların hazırlanması
Çözeltideki çeşitli anyonik formların içeriği çözeltinin pH'ına bağlıdır. Tüm alkali metal ve amonyum fosfatlar suda oldukça çözünür. Diğer metaller için yalnızca dihidrojen fosfatlar çözünür. Orta alkali metal fosfatların çözeltileri, hidroliz nedeniyle oldukça alkali bir reaksiyona sahiptir. (0,1 M Na3PO4 çözeltisinin pH'ı 12,7'dir). Bu koşullar altında, reaktif olarak alkali metallerin ortalama fosfatlarının varlığında, diğer metallerin ortalama fosfatlarını (bazik tuzlar veya hidroksitler ve çözeltilerden çöken oksitler) elde etmek mümkün değildir:
4Na3PO4 + 5CaCl2 + H20 = Ca5 (PO4)3OH + 10NaCl + Na2HPO4
2AgNO3 + 2Na3PO4 + H2O = Ag2O + 2Na2HPO4 + 2NaNO3
Bu nedenle fosforik asidin orta tuzlarını elde etmek için pH'ın düşürülmesi gerekir. Bu, amonyak varlığında bir sodyum hidrojen fosfat çözeltisi kullanılarak elde edilir:
2Na2HPO4 + CaCl2 + 2 NH3 = Ca3 (PO4)2 + 2 NH4Cl + 4NaCl
Ayrıca reaktiflerin birçok farklı varyasyonunun bulunduğu değişim reaksiyonları yoluyla fosfatlar (hem orta hem de asidik) elde edebilirsiniz:
1. Metalin fosforik asit ile doğrudan etkileşimi:
2H3PO4+3Ca= Ca3(PO4)2+ 3H2
2. Bazik oksit ile fosforik asit arasındaki reaksiyon:
2H3PO4 + 3CaO = Ca3 (PO4)2 + 3H2O
3. Biri mutlaka bir fosfat veya dihidrojen fosfat anyonu içeren tuzlar arasındaki değişim reaksiyonu:
2Na3P04 + 3CaCl2 = Ca3(P04)2 + 6NaCl.
4. Fosforik asit ve hidroksit arasındaki değişim reaksiyonu:
2H3PO4 + 3Ca(OH)2 = CaHPO4 2H20
2H3PO4 + 3NaOH = Na3P04 + 3H20
5. Fosfat ve hidroksit değişim reaksiyonu:
2Na3PO4 + 3Ca(OH)2 = Ca3(PO4)2 + 3 NaOH
6. Dihidrojen fosfatların veya hidrojen fosfatların alkali ile etkileşimi:
Basit bir madde olan fosfordan doğrudan fosfat elde etmek mümkündür. Beyaz fosfor, alkali bir hidrojen peroksit çözeltisi içinde çözülür:
P4 + 10H202 + 12NaOH = 4Na3P04 + 16H20
Ortaya çıkan suda çözünmeyen fosfatın saflığını izlemenin ana yöntemi, çökeltiyi filtrelerken bol miktarda suyla yıkanmasıdır. Suda çözünür amonyum ve alkali metal fosfatlara gelince, saflığın kontrol edilmesinin yanı sıra çözeltinin olası çözünmeyen yabancı maddelerden ön filtrelenmesi için dikkatli ve tekrarlanan kristalizasyon gereklidir.
Fosfatların sentezi için yukarıdaki yöntemlerin tümü hem laboratuvar koşullarında hem de endüstride uygulanabilir.