Wie wird Phosphor in der Industrie gewonnen? Phosphorsäure

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Fans des kohlensäurehaltigen Getränks "Coca-Cola" werden sich wahrscheinlich nicht die Zusammensetzung ansehen, die den Zusatz von E338 enthält. Diese Substanz ist Phosphorsäure, die nicht nur in der Lebensmittelindustrie, sondern auch in der Textil- und Landwirtschaft verwendet wird und sogar mit Rost auf der Oberfläche von Teilen fertig wird. Was sind die Eigenschaften einer chemischen Verbindung, welche Anwendungsbereiche gibt es, was Sie über Sicherheit wissen müssen - es lohnt sich, genauer darüber nachzudenken.

Was ist phosphorsäure

Bei Raumtemperatur sind dies hygroskopische, farblose, rautenförmige Kristalle, die gut wasserlöslich sind. Eine Orthophosphorverbindung gilt als anorganische Säure mittlerer Stärke. Eine seiner Formen, eine gelbliche oder farblose sirupartige Flüssigkeit, geruchlos, ist eine wässrige Lösung mit einer Konzentration von 85%. Sein anderer Name ist weiße Phosphorsäure.

Die chemische Orthophosphorverbindung hat folgende Eigenschaften:

löslich in Ethanol, Wasser, Lösungsmitteln;
bildet 3 Salzreihen - Phosphate;
verursacht Verbrennungen bei Hautkontakt;
bei Wechselwirkung mit Metallen bildet es brennbaren, explosiven Wasserstoff;
der Siedepunkt hängt von der Konzentration ab - von 103 bis 380 Grad;
die flüssige Form neigt zu Unterkühlung;
unverträglich mit brennbaren Stoffen, reinen Metallen, Branntkalk, Alkohol, Calciumcarbid, Chloraten;
bei einer Temperatur von 42,35 Grad schmilzt es, zersetzt sich aber nicht.

Formel

Orthophosphorsäure ist eine anorganische Verbindung, die durch die Formel H3PO4 beschrieben wird. Seine Molmasse beträgt 98 g/mol. Ein Mikropartikel einer Substanz wird im Weltraum so aufgebaut, dass es die Atome von Wasserstoff und Sauerstoff verbindet. Die Formel zeigt, dass die Chemikalie die folgende Zusammensetzung hat:

Phosphorsäure bekommen

Eine chemische Verbindung hat mehrere Herstellungsverfahren. Ein bekanntes industrielles Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure ist thermisch, wodurch ein reines Qualitätsprodukt entsteht. Es findet folgender Prozess statt:

Oxidation während der Verbrennung mit überschüssiger Luft von Phosphor zu Phosphorsäureanhydrid mit der Formel P4O10;
Hydratation, Absorption der resultierenden Substanz;
Phosphorsäure-Kondensation;
Einfangen von Nebel aus der Gasfraktion.

Es gibt zwei weitere Methoden zur Herstellung einer Orthophosphorverbindung:

Extraktionsverfahren, das wirtschaftlich ist. Seine Grundlage ist der Abbau natürlicher Phosphatmineralien mit Salzsäure.
Unter Laborbedingungen wird die Substanz durch die Wechselwirkung von weißem Phosphor, der mit verdünnter Salpetersäure giftig ist, gewonnen. Der Prozess erfordert die strikte Einhaltung von Sicherheitsvorschriften.

Chemische Eigenschaften

Die anorganische Verbindung wird als dreibasisch angesehen und hat eine durchschnittliche Stärke. Folgende chemische Eigenschaften der Phosphorsäure sind charakteristisch:

reagiert auf Indikatoren, indem es die Farbe zu Rot ändert;
beim Erhitzen wird es in Pyrophosphorsäure umgewandelt;
in wässrigen Lösungen erfährt es eine dreistufige Dissoziation;
bei der Reaktion mit starken Säuren bildet es Phosphoryle - komplexe Salze;
bildet einen gelben Niederschlag, der mit Silbernitrat wechselwirkt;
zersetzt sich thermisch zu Diphosphorsäure;
bildet bei Kontakt mit Basen amorphe Hydroxide, bildet Wasser und Salz.

Anwendung

Orthophosphorsäure wird in vielen Bereichen eingesetzt, von der Industrie bis zur Zahnmedizin. Das Werkzeug wird von Handwerkern als Flussmittel beim Löten verwendet, um die Oberfläche des Metalls von Rost zu reinigen. Aufgetragene Flüssigkeit:

für wissenschaftliche Forschung in der Molekularbiologie;
als Katalysator für organische Syntheseprozesse;
zur Herstellung von Korrosionsschutzbeschichtungen auf Metallen;
bei der Herstellung von feuerfesten Imprägnierungen für Holz.

Die Substanz wird verwendet:

in der Ölindustrie;
bei der Herstellung von Streichhölzern;
für die Filmproduktion;
zum Schutz vor Korrosion;
zur Klärung von Saccharose;
bei der Herstellung von Arzneimitteln;
in Kühlaggregaten als Bindemittel in der Zusammensetzung von Freon;
bei der mechanischen Bearbeitung zum Polieren, Reinigen von Metallen;
in der Textilindustrie bei der Herstellung von Stoffen mit flammhemmender Imprägnierung;
als Komponente bei der Herstellung von chemischen Reagenzien;
in der Veterinärmedizin zur Behandlung von Urolithiasis bei Nerzen;
als Komponente für eine Grundierung auf Metall.

In der Lebensmittelindustrie

Die Verwendung von Phosphorsäure bei der Herstellung von Lebensmittelprodukten ist weit verbreitet. Es ist im Register der Lebensmittelzusatzstoffe unter dem Code E338 eingetragen. Bei Verwendung in akzeptablen Mengen gilt der Stoff als sicher. Die folgenden Eigenschaften des Arzneimittels sind nützlich:

Ranzigkeitsprävention;
Säureregulierung;
Verlängerung der Haltbarkeit;
Erhaltung der Geschmackseigenschaften;
Verstärkung der Wirkung von Antioxidantien.

Orthophosphorsäure als Säuerungsmittel, Backpulver, Antioxidans wird in der Bäckerei-, Fleisch- und Milchindustrie verwendet. Es wird bei der Herstellung von Süßwaren, Zucker verwendet. Die Substanz verleiht den Produkten einen säuerlich-bitteren Geschmack. Additiv E338 ist Bestandteil von:

Schmelzkäse;
Muffins;
kohlensäurehaltige Getränke - Pepsi-Cola, Sprite;
Würste;
Rollen;
Milch;
Babynahrung;
Marmelade;
Kuchen.

Studien haben gezeigt, dass der Missbrauch von Lebensmitteln, die Phosphorverbindungen enthalten, insbesondere von kohlensäurehaltigen Getränken, zu gesundheitlichen Problemen führen kann. Nicht ausgeschlossen:

Auswaschung von Kalzium aus dem Körper, was die Bildung von Osteoporose hervorrufen kann;
Verletzung des Säure-Basen-Gleichgewichts - der Zusatzstoff kann seinen Säuregehalt erhöhen;
das Auftreten von Erkrankungen des Magen-Darm-Trakts;
Verschlimmerung der Gastritis;
Zerstörung des Zahnschmelzes;
Entwicklung von Karies;
das Auftreten von Erbrechen.

In der Non-Food-Branche

Der Einsatz von Orthophosphorsäure ist in vielen Bereichen der Produktion zu beobachten. Oft liegt dies an den chemischen Eigenschaften des Produkts. Das Medikament wird zur Herstellung von verwendet:

kombinierte phosphathaltige Mineraldünger;
Aktivkohle;
Phosphatsalze von Natrium, Ammonium, Mangan;
feuerhemmende Farben;
Glas, Keramik;
Synthetische Detergenzien;
Feuerfeste Bindemittel;
nicht brennbarer Phosphatschaum;
Hydraulikflüssigkeiten für die Luftfahrtindustrie.

In Behandlung

Zahnärzte verwenden eine Orthophosphor-Zusammensetzung, um die Innenfläche der Krone zu behandeln. Dies hilft während der Prothetik, die Haftung am Zahn zu verbessern. Die Substanz wird von Apothekern zur Herstellung von Arzneimitteln, Zahnzement verwendet. In der Medizin wird die Verwendung einer Orthophosphorverbindung mit der Fähigkeit zum Ätzen des Zahnschmelzes in Verbindung gebracht. Dies ist notwendig, wenn Klebematerialien der zweiten, dritten Generation zum Füllen verwendet werden. Wichtige Punkte - nach dem Ätzen muss die Oberfläche sein:

Spülen;
trocken.

Rostanwendung

Ein Rostumwandler auf Basis von Phosphorsäure bildet auf der Oberfläche eine Schutzschicht, die im weiteren Gebrauch vor Korrosion schützt. Ein Merkmal der Verwendung der Verbindung ist die Sicherheit für das Metall während der Anwendung. Für die Rostentfernung mit Phosphorsäure gibt es je nach Größe des Schadens mehrere Möglichkeiten:

Ätzen mit Eintauchen in ein Bad, andere Behälter;
wiederholtes Auftragen der Zusammensetzung auf das Metall mit einer Spritzpistole, Walze;
Oberflächenbeschichtung mit vorbehandelter mechanischer Reinigung.

Die Orthophosphorverbindung wandelt Rost in Eisenphosphate um. Die Zusammensetzung kann zum Waschen und Reinigen verwendet werden:

gewalzte Metallerzeugnisse;
Brunnen;
Rohrleitungsoberflächen;
Dampfgeneratoren;
Systeme der Wasserversorgung, Heizung;
Spulen;
Kessel;
Wasserkocher;
Wärmetauscher;
Kessel;
Teile von Maschinen und Mechanismen.

Die Wechselwirkung von Phosphorsäure

Die Eigenschaften eines anorganischen Stoffes bestimmen seine Wechselwirkung mit anderen Stoffen und Verbindungen. Hier finden chemische Reaktionen statt. Die Orthophosphor-Zusammensetzung interagiert mit:

Salze schwacher Säuren;
Hydroxide, die eine Neutralisationsreaktion eingehen;
Metalle links von Wasserstoff in der Aktivitätsreihe mit Salzbildung und Wasserstofffreisetzung;
basische Oxide, die an der Austauschreaktion teilnehmen;
Ammoniumhydroxid, wodurch Ammoniumhydrogenphosphat entsteht;
Ammoniak, um Säuresalze zu bilden.

Säuresicherheit

Die Orthophosphorverbindung gehört zur Klasse der Gefahrstoffe und erfordert Vorsicht. Die Arbeit mit der Zusammensetzung sollte in einem speziellen Raum mit Zu- und Abluft, fern von Feuerquellen, durchgeführt werden. Das Fehlen von persönlicher Schutzausrüstung ist nicht akzeptabel.

Phosphor, Herstellung und Verwendung

(technisch). Ausgangsstoff für die werkseigene Herstellung von F. ist das in der Natur weit verbreitete durchschnittliche Calciumphosphatsalz Ca 3 (PO 4 ) 2 . In Phosphorfabriken wird es normalerweise in ein saures Salz Ca (H 2 PO 4) 2 umgewandelt, das dann mit Kohle gemischt und kalziniert wird; während Ca (H 2 RO 4) 2 zunächst Wasser abgibt und in das Metaphosphorsäuresalz übergeht:

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

und letzteres wird bereits durch Kohle reduziert:

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

Eine solche vorläufige Umwandlung des durchschnittlichen Phosphor-Calcium-Salzes in ein saures Salz beruht auf der Tatsache, dass das durchschnittliche Salz selbst viel schwieriger mit Kohle zu reduzieren ist. Wie aus obiger Abbaugleichung ersichtlich, können auf diese Weise höchstens 2/3 des insgesamt verfügbaren F. isoliert werden, davon verbleibt 1/3 im Abfall. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird auf Anregung von Wöhler zusätzlich Kieselsäure in die Reaktion eingebracht:

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

aber dann erfordert der Betrieb eine so hohe Temperatur, die wirtschaftlich nur in Elektroöfen erreicht werden kann, die in neuerer Zeit immer mehr einen Platz in der Technologie gewinnen. Die Verwendung von Elektrizität zur Herstellung von F. ist insofern von großer Bedeutung, als sie es ermöglichte, zur Reduktion nicht das Säuresalz Ca (H 2 PO 4) 2 zu verwenden, sondern direkt das durchschnittliche Phosphor-Calcium-Salz Ca 3 ( RO 4) 2; Somit entfällt neben der vollständigen Isolierung des Phosphors durch die Verwendung von Elektroöfen der aufwendige Vorgang der Umwandlung von Ca 3 (PO 4 ) 3 in Ca (H 2 PO 4 ) 2 , der viel Platz in der Anlage beansprucht übliche Ausrüstung von Phosphoranlagen. In diesem Artikel werden wir zunächst die allgemein praktizierten Methoden zur Herstellung von F. betrachten und dann diejenigen Methoden angeben, die auf der Verwendung von Elektrizität basieren. Von allen Materialien, aus denen saures Phosphor-Calcium-Salz hergestellt werden kann (siehe Phosphordünger), werden Knochen in Phosphorfabriken bevorzugt. Je dichter der Knochen ist, desto reicher an Phosphatsalzen ist er, desto mehr wird er geschätzt; z.B. Pferde-, Bullen- und Schafknochen sind sehr gefragt. Sie werden in der Regel keinen Voroperationen (z. B. zur Entfettung etc.) unterzogen, sondern direkt bis zur vollständigen Asche gebrannt. Das Verbrennen von Knochen wird oft in solchen Öfen durchgeführt, die es ermöglichen, den Vorgang kontinuierlich durchzuführen, und der gesamte Verbrennungsprozess wird auf Kosten der in den Knochen enthaltenen organischen Substanzen durchgeführt. Beim Brennen wird sichergestellt, dass keine unverbrannten, geruchsintensiven Gase in die umgebende Atmosphäre freigesetzt werden. Ganz praktisch ist laut Fleck die in Fig. 1 gezeigte Anordnung. eines.

EIN Schachtofen, der durch ein mit einem Deckel verschlossenes Loch mit Knochen beladen wird a. Um den Ofen zu starten, werden Löcher verwendet b, durch die Brennholz eingeführt und angezündet wird. Diese Öffnungen haben Klappen, die es ermöglichen, die in den Ofen eintretende Luftmenge zu regulieren, und außerdem wird durch sie bereits vollständig verbranntes Material aus dem Ofen herausgeharkt. Die bei der Verbrennung entstehenden Gase steigen im Ofen nach oben Mit und hier gehen sie über die Feuerbüchse d, wo sie voll ausbrennen und dann über den Eber BEI hinaus in den Abgaskanal AUS.Über das Schwein BEI Es gibt eine Reihe von Verdampfungswannen mit Lösungen, die zum Eindicken bestimmt sind. Laut Fleck werden für 100 Teile frisch entnommener Knochen 55 Teile vollständig verbrannte (weiße) Asche erhalten, die 80–84 % Calciumphosphat, 2–3 % Magnesiumphosphat, 10–14 % Calciumcarbonat und Calciumfluorid enthält. Verbrannte Knochen werden gemahlen und mit Schwefelsäure behandelt, um das durchschnittliche Phosphor-Kalzium-Salz in ein saures umzuwandeln; in diesem Fall wird auch Gips CaSO 4 nach der Gleichung erhalten:

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

Da das entstehende Ca(H 2 PO 4 ) 2 wasserlöslich und Gips schlecht löslich ist, lassen sie sich leicht abtrennen. Der Betrieb erfolgt in großen Holzbottichen (bis 1,3 m Durchmesser), die mit Blei ausgekleidet und mit einem Rührwerk ausgestattet sind. Für 100 Stunden Knochenasche werden laut verschiedenen Quellen 66 bis 90 Stunden starke Schwefelsäure eingenommen. Nachdem Asche in den Bottich geladen wurde (bis zu 140 kg), wird hier so viel kochendes Wasser gegossen, dass es die Asche bedeckt, und dann wird nach und nach Schwefelsäure unter ständigem Rühren hinzugefügt. Gleichzeitig schäumt die Masse durch die Zersetzung von Calciumcarbonat stark auf. Die Zersetzung endet nach zwei Tagen unter Rühren; Wasser wird dann in den Bottich gegeben und 12 Stunden stehen gelassen. Die abgesetzte Flüssigkeit wird zur Verdunstung über einen Siphon in Bratpfannen aus Blei abgelassen; die ungelöste Masse wird mehrmals mit Wasser gewaschen, um das saure Phosphor-Calcium-Salz möglichst vollständig zu extrahieren, und das Waschwasser wird der ersten Lösung zugesetzt, mit Ausnahme des letzten Wassers, das eine neue Portion Knochenasche benetzen soll, das heißt mit Schwefelsäure zersetzt. Um für eine solche Wäsche möglichst wenig Wasser zu verwenden (da es dann verdunstet werden muss), wird die Wäsche in speziellen Filterapparaten durchgeführt; Die einfachsten davon sind Holzkisten, die innen mit Blei ausgekleidet sind und einen perforierten Boden haben, auf den Sand gelegt wird, zuerst grob, dann immer feiner, sowie Stroh und grobes Leinen. Solche Boxen werden teilweise terrassenartig übereinander angeordnet, was eine gezielte Auslaugung der gewaschenen Masse ermöglicht. Um eine Lösung eines sauren Phosphor-Kalzium-Salzes zu verdampfen, wird entweder die Verlustwärme von Knochenverbrennungs- und anderen Öfen oder Dampf verwendet, und die Flüssigkeit wird ständig gemischt. Dies geschieht aus dem Grund, dass beim Eindicken der Lösung Gips, der in geringer Menge in der Lösung enthalten ist, freigesetzt wird, was im ruhigen Zustand der Flüssigkeit eine starke Rinde an den Wänden der Pfanne ergibt, die leitet Wärme nicht gut; Beim Mischen passiert das nicht. Das Eindicken der Lösung wird fortgesetzt, bis ud. das Gewicht wird 1,4-1,5 nicht erreichen (was dem Gehalt von 62% P 2 O 5 entspricht). Gips wird durch Filtration abgetrennt und der Lösung etwa 25 % grobes Koks- oder Holzkohlepulver zugesetzt. Die Mischung wird im Eisenkessel getrocknet (nach Fleck, so dass ca. 5,5 % Wasser zurückbleibt) und anschließend in Retorten calciniert. Retorten bestehen aus feuerfestem Ton und sind birnenförmig oder zylindrisch geformt und für 6-15 kg der Mischung ausgelegt. Je nach Produktivität der Anlage, Art des Brennstoffs etc. Die Konstruktion von Öfen zum Erhitzen von Retorten ist sehr unterschiedlich. Üblicherweise befinden sich Retorten nicht einzeln, sondern in Gruppen, manchmal in mehreren Reihen, übereinander im Ofen. In ABB. 2 zeigt einen Querschnitt eines dieser Öfen.

Sie ist für 36 Retorten ausgelegt und hat eine Länge von 6,6-7 m, eine Breite von 1,32 m und eine Höhe von 1,61 m; sie hat zwei Feuerräume, die durch eine niedrige Wand (0,286 Meter über dem Feuerraum) voneinander getrennt sind e entlang des gesamten Ofens verlaufen. Feuerraumrost a(0,55 m lang) hat nur im vorderen Teil Gitter, ist aber auf der restlichen Länge aus Ziegeln gebaut. Die Retorten liegen horizontal zu beiden Seiten der Längswand e mit dem Rücken an sie gelehnt. Rauchgase, die die Retorten umfassen, treten in die Bohrer aus d(Höhe 0,175 m und Breite 0,695 m) durch die Löcher im Dach und zum Schornstein geleitet g; Gleichzeitig gehen sie hinter dem Ofen unter die Pfannen, wo die Lösungen von Phosphor-Calcium-Salz verdampft werden. Der Hals jeder Retorte verlässt den Ofen nach außen (durch eine Wand, die für jedes Retortenpaar zusammenklappbar ist) und ist mit einem Auffangbehälter zum Kondensieren von F. verbunden; letzteres besteht aus zwei tonglasierten Kappen mit Rohren, mit deren Hilfe sie untereinander und mit dem Retortenhals verbunden sind. Jede Kappe hat eine Höhe von 0,18 m, Durchmesser. 0,154 m und steht auf einem runden Sockel von 0,01 m Höhe. und 0,24 m Ø, mit Wasser gefüllt. In ABB. Fig. 3 einen Ofen für zylindrische Retorten; sie hat auch 2 fireboxes.

Die Retorten liegen auf der einen und der anderen Seite der Mittelwand AUS drei Reihen, wobei die untere Reihe mit dem Rücken an der Wand selbst aufliegt, während die oberen Reihen von Abstandshaltern getragen werden x. Rauchgase steigen auf das Dach n und Durchgangslöcher l geh zum Schwein BEI und dann ins Rohr Ζ . Kehle r jeweils drei Retorten sind an einen gemeinsamen Empfänger angeschlossen op(separat Abb. 4 für zwei Retorten) aus emailliertem Eisen.

Es besteht aus einem vertikalen Rohr um mit Seitenrohren, die Spitzen umfassen, die am Hals der Retorten montiert sind, und aus dem zylindrischen Teil pp in drei Abschnitte unterteilt. Paare F. durch Rohr um sie treten in die mit Wasser gefüllte obere Kammer ein, wo sie sich zum größten Teil verdicken und das F. unter Wasser gesammelt wird. Nicht kondensierte Dämpfe und Gase, wie in FIG. Pfeil, gehen Sie in das mittlere Fach, das ebenfalls mit Wasser gefüllt ist, und dann gehen sie durch das Rohr, das sich hier in der Mitte befindet, in das untere Fach (mit Wasser) und gehen aus und fangen Feuer. F. wird in allen drei Kompartimenten unter Wasser gesammelt. Es gibt andere Arten von Geräten, wie Öfen, Retorten und Empfänger. Der Vorgang selbst wird wie folgt durchgeführt: Die Retorten werden geladen und in den Ofen geschmiert; Ihre Kehlen werden in Empfänger eingeführt und mit Ton oder anderem Kitt bestrichen, damit es keine Risse gibt, durch die Dämpfe entweichen könnten; dann beginnen sie, den Ofen allmählich aufzuheizen (bei schnellem Aufheizen können die Retorten reißen). Allmählich steigt die Temperatur und F. beginnt zu destillieren; zusammen damit werden unangenehm riechende und ungesunde Gase (Phosphorwasserstoff, Kohlenmonoxid usw.) aus den Empfängern freigesetzt; Daher versuchen Empfänger, die Räume, in denen sie sich befinden, zu isolieren und zu belüften. Während der Destillation von F. wird beobachtet, dass die Vorlagen nicht verstopft sind, und sie werden von Zeit zu Zeit mit einer Eisenstange gereinigt. Nach einem Tag ist die Rasse stark geschwächt, was durch die Flamme von Gasen bemerkt wird, die aus den Empfängern austreten; nach 1 1/2 - 2 tagen hört es ganz auf und dann wird die hitze im backofen allmählich reduziert. Wenn der Ofen abgekühlt ist, werden die Receiver von den Retorten getrennt und an ihnen das Ende des Retortenhalses befestigt, wo sich normalerweise die f. befindet; Die Wand des Ofens wird abgebaut, die Retorte wird entfernt und normalerweise beiseite geworfen, nachdem sichergestellt wurde, dass sich keine unzersetzte Mischung darin befindet. An ihrer Stelle werden neu beladene Retorten in den Ofen gepresst. F. wird mit Hilfe spezieller Spatel aus Receivern und Retortenfragmenten unter Wasser selektiert. Raw F. hat ein rötliches oder bräunliches Aussehen; laut Fleck sind es 15,4 %, gerechnet für Knochenasche. Neben der Beimischung von rotem F. enthält es verschiedene Verbindungen von F. mit Kohlenstoff, Silizium usw. Zur Reinigung von Roh-F. wird es in einigen Anlagen filtriert und in anderen destilliert. Zum Filtern wird F. in einen Wildlederbeutel gegeben, der in auf 50-60 ° erhitztes Wasser gelegt wird; geschmolzenes F. wird mit einer speziellen Presse aus dem Beutel gepresst. In französischen Fabriken wird geschmolzenes F. mit Kohlepulver vermischt und in einen Eisenzylinder mit einer Trennwand aus porösem Ton gegeben; indem Dampf bei einem bekannten Druck in den Zylinder eingelassen wird, wird der Filter durch die Poren der Trennwand gedrückt, während die meisten Verunreinigungen in der Kohle verbleiben und somit die poröse Platte nicht verunreinigen; die restliche Kohle wird mit einer neuen Portion F gemischt. F. Die Destillation erfolgt in gusseisernen Retorten, die zu zweit oder zu dritt in einem Ofen angeordnet sind (Abb. 5).

F. wird in einem Kupferkessel unter Wasser geschmolzen und mit Sand (1/8 seines Gewichts) vermischt. Wenn die Masse beim Abkühlen erstarrt, wird sie in Retorten gefüllt, die zuerst umgedreht werden, damit möglichst alles Wasser glasig wird, und dann in den Ofen gestellt. Der Hals der Retorte wird 1,5-2 cm in eine Wanne mit Wasser getaucht, wo sich ein Bleibecher mit Eisengriff befindet, um das destillierte F aufzufangen. In die Retorte werden 5-6 Kilo Roh-F geladen langsam und gleichmäßig steigernd; Sie versuchen, das Wasser vor dem Start des Rennens möglichst vollständig zu entfernen, da es als Material für die Bildung von Phosphorwasserstoff dient, der ständig aus der Retorte emittiert wird. Nach der Destillation wird der Ofen abgekühlt, die Retorten herausgezogen und gereinigt. Die ersten gesammelten Portionen von F. ähneln gebleichtem Wachs in der Farbe, die nächsten haben ein gelbrotes Aussehen und die letzten bestehen aus rotem F. Je sorgfältiger die Rasse durchgeführt wird, desto mehr weißes F. wird erhalten und desto größer ist es Ertrag im Allgemeinen. Der Verlust während der Destillation erreicht 10-15%. Klar F. und auf dem chemischen Weg. Dazu wird es laut Readman in einem Bleigefäß unter Wasser mit Dampf geschmolzen; Nachdem das Wasser so weit wie möglich abgelassen wurde, fügen Sie 4% Dichrom-Kaliumsalz hinzu, mischen Sie 1/2 Stunde lang gut und fügen Sie dann die gleiche Menge Schwefelsäure hinzu; die niederen Oxide von F. werden oxydiert, und es wird ganz weiss. Hilft die Oxidation nicht, wird F. destilliert. Gereinigtes F. ergibt 8-11% für entnommene Knochenasche. F. kommt meist in Form von Sticks in den Handel. Um es in Frankreich zu formen, gehen Sie wie folgt vor. F. wird unter Wasser geschmolzen; dann nimmt der Arbeiter ein Glasröhrchen mit einer Eisenspitze, das mit einem Hahn versehen ist, und nachdem er es in F. getaucht hat, saugt er es mit seinem Mund an den Hahn, der sich dann schließt; der Zapfhahn dient dazu, zu verhindern, dass das geschmolzene F. in den Mund gelangt. Ein Arbeiter hat bis zu 20 solcher Röhren. Die Röhren werden gekühlt und F. wird mit einer Eisenstange durch die Öffnung des Hahns herausgedrückt. Ein Arbeiter kann auf diese Weise bis zu 100 kg F herstellen. In englischen Fabriken wird dieser Vorgang auf eine für die Arbeiter sicherere Weise durchgeführt. Die Formvorrichtung besteht aus einem rechteckigen Kupferkasten, der in einen mit Wasser gefüllten Eisenkessel gestellt wird; es enthält F., das schmilzt, wenn Wasser in einem Kessel erhitzt wird. In den Boden der Dose sind zwei horizontale Messingrohre eingesetzt, innen poliert. Diese Rohre treten, nachdem sie die Wände des Kessels passiert haben, mit ihrem Ende (bis zu 3 cm) in eine lange (2-3 Meter) Box ein, durch die ein Strom kalten Wassers fließt. F. gefriert in der Tube, bleibt aber ziemlich weich und zähflüssig. In diese Röhren wird vor Arbeitsbeginn ein gebogenes Ende eines Eisendrahtes eingeführt, der das gefrorene F umhüllt. Durch Ziehen am Draht kann man nach und nach einen so langen Stab F. bis zur Größe von aus der Röhre herausziehen die Box erlaubt (bis zu 2-3 Meter). Als es nicht mehr möglich ist, es weiter herauszuziehen, wird das F. fast am Messingrohr abgeschnitten, es bleibt jedoch ein kleines Stück davon übrig, für das sie das neue F.-Stick weiterziehen; die Arbeit geht also ununterbrochen weiter. Es kann nachts gestoppt und dann in der gleichen Reihenfolge fortgesetzt werden. Manchmal wird F. in Form von Kacheln oder Kreisen hergestellt, die oft aus separaten Stücken bestehen. F. Die Verpackung erfordert viele Vorsichtsmaßnahmen, ohne die sie sich während des Transports und der Lagerung entzünden kann. F. Sticks werden in 2,5-3 Kilogramm schwere Blechdosen gefüllt, mit Wasser gefüllt und sorgfältig verschlossen, damit das Wasser nirgendwo angesaugt werden kann, davon überzeugen sie sich, indem sie die Dose einige Zeit auf weißem Passpapier halten. Zum Beispiel beim Transport einer großen Sendung F. bis 300 Kilo wird die entsprechende Anzahl Dosen in eine mit Dose ausgekleidete Holzkiste gelegt; Sie werden dann mit Wasser gefüllt. Manchmal werden Dosen mit F. in kleinen Weinfässern transportiert; während sie mit Wasser gefüllt sind, das eine bestimmte Menge Alkohol enthält, um ein Einfrieren des Wassers im Winter zu verhindern. Die Fässer werden aufgestellt, mit Heu umwickelt und mit Segeltuch ausgekleidet.

Von Freund. Herstellungsverfahren F. kann auf das von Fleck vorgeschlagene Verfahren verweisen, der im Sinn hatte, die organischen Bestandteile der Knochen für die Herstellung von Leim zu verwenden. Frische Knochen werden in nussgroße Stücke zerkleinert und einige Zeit in 50-60 ° warmem Wasser gehalten, um das Fett abzutrennen; dann werden sie in Körbe gelegt und in Salzsäure getaucht. schlägt in. 1,05 für eine Woche, bis sie leicht transparent und flexibel werden; dann werden sie in Salzsäure gelegt. schlägt in. 1,02 bis sie ganz weich sind. Die in der Säure nicht löslichen Rückstände werden zu Leim verarbeitet; Die Lösung wird in Steingutbechern eingedampft, wobei die Abwärme von Retortenöfen ausgenutzt wird, bis das saure Calciumphosphat zu kristallisieren beginnt. dann wird die Flüssigkeit in Holzbottichen abgekühlt, das freigesetzte Salz von der Mutterlauge getrennt, ausgepresst, bei 100° getrocknet und mit Kohlenpulver vermischt. Aus der Mutterlauge wird zunächst unter weiterem Eindampfen ein unreines saures Phosphor-Calcium-Salz abgetrennt, aus dem dann durch Zugabe von Kalk die restliche Phosphorsäure in Form eines mittleren Calciumsalzes isoliert wird. In Zukunft wird es wieder zusammen mit den restlichen Retorten zu einem sauren Salz verarbeitet. Eine beträchtliche Menge an Verdunstung, die mit diesem Verfahren eingebracht wird, lohnt sich im Allgemeinen wenig für die Vorrichtung zur Herstellung von Leimen und konnte die alte Methode der Herstellung von F. mit Hilfe von Schwefelsäure nicht verdrängen. Auch dieses letzte Verfahren hat viele Nachteile. Zunächst einmal ist es erforderlich, eine Schwefelsäureanlage in der Nähe zu haben, um nicht zu viel für den Transport zu bezahlen. dann ist es notwendig, eine Werkstatt für die Herstellung von Retorten zu haben, die nicht lange halten und bis zu 1/2-1 kg F. ergeben; Ein erheblicher Nachteil ist die Lagerung von sauren Flüssigkeiten, die Verdampfung und Filtration von Lösungen, die Entfernung von Gips usw. Ridlin schlug die Durchführung vor Extraktion von F. in einem Elektroofen. Das Ausgangsmaterial ist natürliches Phosphat; es wird gemahlen, mit Sand und Kohle vermischt und mit elektrischem Strom abgeschreckt. F. verschwindet während seiner Bildung und wird in einem speziellen Empfänger gesammelt; der Rest ergibt flüssige Schlacke, die aus dem Ofen fließt, und ein neuer Teil der Mischung von Phosphorit mit Kohle und Sand usw. tritt an ihre Stelle.Die Produktion geht weiter. Der diesem Zweck dienende Ofen in einer englischen Fabrik (in Wednesfield "e) hat die folgende Vorrichtung (Fig. 6).

F. - Schachtofen, auf dem sich ein Trichter zum Laden von Material befindet a mit Dämpfern ABER und schrauben BEI um es in den Ofen zu schieben. Über Kohleelektroden wird elektrischer Strom in den Ofen eingeleitet AUS", verstärkt in Metallhülsen AUS. Dünne Elektroden werden verwendet, um die Bildung eines Lichtbogens zu starten. C2(Kohlenstoff oder Metall), die entweder neben den Elektroden liegen AUS", oder sie durchgehen. Die entstehenden Dämpfe und Gase treten in das Loch aus g, und die Schlacke fließt hinein h. Löcher werden verwendet, um den Fortschritt der Operation zu überwachen. x; Durch sie werden die Elektroden mit Kohlepulver bestreut, um sie quasi vor dem Ausbrennen zu schützen. Laut Colardo wird eine Mischung aus 310 Stunden durchschnittlichem Phosphor-Kalzium-Salz, 260 Stunden Kalk und 160 Stunden Kohle (alles in Pulverform) genommen und in einem Elektroofen kalziniert. Abhängig von diesem Verhältnis der Reaktanten wird eine Mischung aus Calciumcarbonat (Carbid) und Calciumphosphor erhalten; nur ein unbedeutender Teil von F. wird zusammen mit Kohlenmonoxid in den Dämpfen freigesetzt. Um hier den Phosphor nicht einzudicken, werden die Brüden durch heißen Kalk geleitet, der den Phosphor aufnimmt, das dabei entstehende Karbid-Phosphor-Gemisch wird durch Wasser zersetzt, wobei Acetylen und Phosphorwasserstoff gewonnen werden. Diese Gase werden zunächst durch eine beheizte Retorte oder ein mit Kohle gefülltes Kohlerohr geleitet, wo Phosphorwasserstoff in F. und Wasserstoff zerlegt wird, dann passieren sie eine Reihe von Waschapparaten, in denen sich F. absetzt und Acetylen von Wasserstoff (durch Absorption) getrennt wird B. mit Aceton). Zum Heizen wird Wasserstoff verwendet. Es gibt ein ziemlich kompliziertes Billaudot-Patent, bei dem F. und Carbid gleichzeitig erhalten werden. Die Hauptidee des Patents ist der Bau spezieller Kondensatoren für F.-Dämpfe, bei denen die Kondensation ohne F.-Kontakt in erhitztem Zustand mit Wasser erfolgt, wie dies üblicherweise praktiziert wird, was es ermöglicht, F.-Verluste (aus seiner Wechselwirkung mit Wasser) und macht eine weitere Reinigung überflüssig F. (durch Filtration etc.) Gleichzeitig mit F. wird auch Calciumcarbid gewonnen. Diehl (Dill) schlug vor, ein Gemisch aus Phosphorsäure mit Kohlepulver durch Strom zu zersetzen. Zu einer konzentrierten Lösung von Phosphorsäure schlägt. Gewicht 50-60 ° fügen Sie 1/4 - 1/5 nach Gewicht Kohle hinzu und diese Mischung wird durch einen speziellen Trichter in einen Tonzylinder geladen. Der Zylinder steht auf einer Halterung aus einem Stromleiter, durch den positive Elektrizität in die Kohlenstoffelektrode eintritt. Die andere Elektrode tritt durch den Stopfen oben in den Zylinder ein; es kann mittels einer Schraubbefestigung angehoben und abgesenkt werden. Die Paare von F. gehen durch ein Auslassrohr in den Kondensator; arbeiten mit einem Strom von 80-150 Ampere bei einer Spannung von 120 Volt. Wenn der größte Teil des F. freigesetzt ist, wird der Strom für eine Weile unterbrochen, eine neue Portion der Mischung geladen und dann wieder weitergearbeitet. Von anderen Methoden zur Gewinnung von F. weisen wir auf den Vorschlag von Frank und Rossel hin, die Säurereduktion durchzuführen. f-no-berech. Aluminiumsalze in Gegenwart von Kieselsäure:

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

Auf Vorschlag von Shearer und Clapp wird natürliches Aluminiumphosphat Al 2 O 3 P 2 O 5 genommen, mit Kochsalz und Kohle vermischt und in einem Chlorwasserstoff-HCl-Strom calciniert; dabei entsteht ein Doppelsalz von Aluminiumchlorid mit Natriumchlorid Al 2 Cl 6 4NaCl und F., Kohlenmonoxid CO und Wasserstoff werden freigesetzt. Die Reaktion kann durch die folgende Gleichung dargestellt werden:

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

Die entnommenen Materialien müssen gut gemahlen sein. Die Calcinierung erfolgt zunächst etwa 10 Stunden lang bei dunkelroter Hitze bis keine Kohlenmonoxid- und Wasserstofffreisetzung mehr erfolgt, dann wird die Temperatur auf Weißglut erhöht und erst dann beginnt F abzudestillieren 30 Stunden, je nach F-Menge. Alfred Kraus schlug beispielsweise vor, eine Mischung aus Phosphaten mit Eisenerzen zu kalzinieren. Hämatit, und bereiten so Eisenphosphor vor; letzteres wird dann mit Pyrit legiert; F. gleichzeitig verdunstet und verdickt, und Eisensulfid bleibt zurück. Es wird im Freien reifen gelassen und oxidiert allmählich zu Eisensulfat usw. White F. enthält normalerweise eine Beimischung von Arsen (0,5-3,5 °); darin enthalten sind Schwefel, Kohlenstoff, Kalzium usw. In großen Größen zu erhalten rot Phosphor wird oft nach dem bereits 1845 von Schrötter vorgeschlagenen Verfahren verwendet. Im Ofen F(Abb. 7) zwei ineinander gestellte Kessel, deren Zwischenraum mit einer Legierung aus Zinn und Blei gefüllt ist N(in gleichen Mengen).

Am inneren Kessel M da ist ein deckel G verschraubt HH bis zu den Rändern des Außenkessels. im Kessel M Es gibt Sand B, in dem der dritte tragbare Kessel platziert ist AUS mit Glas- oder Porzellanfassung R. Im Deckel davon E gebogene Rohrenden aus Eisen oder Kupfer J das geht durch den Deckel G und mit seinem anderen Ende in Wasser oder Quecksilber in einem Gefäß eingetaucht wird k; Sie hat einen Wasserhahn x. unter dem Rohr J Bei Verstopfung gibt es eine Spirituslampe zum Aufwärmen. F. Deckel E durch eine Feder gehalten S, die mit einem plötzlichen hohen Druck im Inneren des Kessels AUS geliefert und der Deckel kann abgenommen werden. Der Vorgang, weißes F. in rotes umzuwandeln, ist mit diesem Gerät sehr einfach. Trockene Stücke von F. werden in einen Kessel gegeben AUS setzen Sie den Deckel wieder auf Ε und G und langsam aufheizen. Luft aus dem Kessel AUS durch das Rohr raus J. Die Temperatur wird auf 260 ° erhöht (sie wird durch ein in das geschmolzene Metall abgesenktes Thermometer bestimmt N), und mehrere Tage (bis zu 10) aufbewahren, danach wird der Ofen durch vorheriges Schließen des Wasserhahns abgekühlt x, und das daraus resultierende Rot ausbrechen F. Schrötters Apparat wurde zahlreichen Modifikationen unterzogen. Coignet in Lyon führt die gleiche Operation in einem Eisentopf durch. Roter F., der durch das beschriebene Verfahren gewonnen wurde, enthält normalerweise Spuren von weißem F. In einer Probe von rohem rotem F. fanden Fresenius und Luk (Glück) weißes F. 0,56 %, phosphorige Säure. 1,302 %, Phosphorsäure. 0,880 %, Wasser und andere Verunreinigungen 4,622 % und Rot F. 92,63 %. Es werden verschiedene Mittel verwendet, um weiße F. zu entfernen. Rohes rotes F. wird mit Schwefelkohlenstoff behandelt, der weißes F. auflöst, ohne das rote zu berühren. F. wird aus dieser Lösung durch Destillation Schwefelkohlenstoff isoliert, der dann wieder verwendet wird. Phosphat wird manchmal gezwungen, an der Luft langsam zu Phosphorsäure und phosphoriger Säure zu oxidieren, und dann mit Wasser gewaschen. Auf Anregung von Nickles wird F. in einer Lösung von Calciumchlorid-Schlägen aufgerührt. Gewicht 1,95; weißes F., das leichter ist, schwimmt an die Oberfläche, und rotes sammelt sich am Boden. Anschließend wird mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die im Verfahren abgebaute Hauptmasse von F. wird zur Herstellung von Streichhölzern verwendet; eine gewisse Menge davon wird zur Gewinnung von Phosphorsäureanhydrid, zur Herstellung von Sprengstoffen usw. verwendet.

S. Vukolov. Δ.

Phosphor(medizinisch) - Von den beiden Modifikationen von F. rot, oder amorph, unlöslich in Gewebsflüssigkeiten und physiologisch daher völlig indifferent, auch bei Anwendung in großen Dosen; Gelb weiss kristallin oder amtlich, F. löst sich, wenn auch in sehr geringen Mengen, in Wasser, Alkohol, Fetten und Galle und hat ausgeprägte toxische Eigenschaften. In 100 Teilen warmem Wasser werden 0,00027 F gelöst; die Löslichkeit in Darmfetten und Galle beträgt 0,01-0,026 pro 100. Die Wirkung von offiziellem F. auf den Körper scheint völlig unterschiedlich zu sein, abhängig hauptsächlich von der Höhe der Dosis und der Anwendungsdauer. Bei langzeitiger Einbringung sehr geringer Dosen wirkt F. fast ausschließlich auf knochenbildende Substanzen reizend, wobei diese Reizung nicht zur Degeneration der betroffenen Gewebe, sondern zu deren Proliferation führt. Wegner, der jungen heranwachsenden Tieren wochenlang so geringe Mengen F. gab, die keine Störungen des Allgemeinbefindens hervorrufen können, fand im Blut der Versuchspersonen äußerst bemerkenswerte Veränderungen. Es stellte sich heraus, dass an all jenen Stellen, an denen sich unter normalen Bedingungen aus Knorpeln unter dem Einfluss von F. breit geschlungene schwammige Knochensubstanz mit einem reichen Gehalt an rotem Hirngewebe entwickelt, ein völlig gleichmäßiges dichtes und festes Gewebe erhalten wird, in Sein Aussehen, seine mikroskopische Struktur und seine chemische Zusammensetzung (gemäß dem Verhältnis von organischen zu anorganischen Substanzen, bezogen auf den Gehalt an Phosphatsalzen) unterscheiden sich nicht vom kompakten Knochengewebe der Kortikalschicht von Röhrenknochen. Die früher vor der Fütterung von F. gebildete Knochenschwammsubstanz bleibt dabei völlig unverändert. Das Knochengewebe, das sich von der Seite des Periosts bildet, dh das Knochenwachstum in der Dicke verursacht, unterliegt einem ähnlichen Prozess der Verdickung, wenn auch weniger ausgeprägt. Werden dem Tier jedoch zu lange kleine Mengen F. verabreicht, so wird zunächst die unverändert bleibende Schwammsubstanz resorbiert und anschließend die künstlich gebildete Knochensubstanz dem gleichen Verdünnungsprozess unter Bildung von rotem Hirngewebe unterzogen in beiden Fällen. Dies sind die Erscheinungen bei wiederholter Gabe sehr kleiner Phosphordosen.Beobachtungen verschiedener Forscher ergaben ferner, dass bei Phosphorgabe in mäßigen, aber allmählich ansteigenden Dosen oder bei häufigem Einatmen von Phosphordämpfen, wie es in Streichholzfabriken der Fall ist, dann wie die Folge sind sehr ausgeprägte entzündliche Veränderungen der Knochen, die zu deren Nekrose führen. Beobachtet unter Arbeitern in Streichholzfabriken, den sogenannten. Phosphornekrosen der Kiefer stammen normalerweise von kariösen Zähnen oder ulzeriertem Zahnfleisch (vgl. ). Die von Wegner gewonnenen und von anderen Forschern bestätigten Daten dienten als Ausgangspunkt für den therapeutischen Einsatz sehr geringer Dosen von F. bei bestimmten pathologischen Zuständen des Skelettsystems, insbesondere bei verzögerter oder unzureichender Entwicklung des Knochenskeletts im Kindesalter ( bei Rachitis), bei Osteomalazie, bei ungenügender Schwielenverknöcherung, nach Frakturen; Erwachsene erhalten 1-3 mal täglich 0,0003 Gramm bis 0,001 Gramm pro Dosis (die größte Dosis pro Tag beträgt 0,005 Gramm), Kinder nicht mehr als 0,0005 Gramm pro Tag. Wenn die angegebenen Vorsichtsdosen überschritten werden, dann Vergiftung, der grund dafür ist selten fahrlässigkeit, meistens - versuchter selbstmord. Für den letzteren Zweck verwenden sie normalerweise die Köpfe von Phosphorstreichhölzern, seltener - Phosphorpaste, die zum Töten von Ratten verwendet wird (eine Mischung aus F. mit gewöhnlichem Teig unter Zusatz von Fett). In den 50-70er Jahren. des letzten Jahrhunderts, als schwedische Streichhölzer, die mit Hilfe von harmlosem rotem F. hergestellt wurden, noch nicht verwendet wurden, waren F.-Vergiftungen, insbesondere in Deutschland und Frankreich, ein ziemlich häufiges Ereignis. In Frankreich 1851-71. von 793 Vergiftungen fallen 267 (38 %) auf eine F.-Vergiftung Große ganze F.-Stücke können, ohne sich aufzulösen, den Darm ohne großen Schaden passieren. Vergiftungsanfälle werden bereits wenige Stunden nach dem Einbringen des Giftes festgestellt, äußern sich in Durstgefühl, in starken Magenschmerzen, in Erbrechen mit Knoblauchgeruch und im Dunkeln leuchtenden Massen. Bei relativ geringen Dosen von F. beschränkt sich die Sache darauf, besonders wenn der größte Teil des Giftes durch Erbrechen oder künstliches Abpumpen des Mageninhalts ausgeschieden wurde. In schwereren Fällen klingen die beschriebenen lokalen Phänomene zunächst für 3-4 Tage ab, aber nach dieser scheinbaren Flaute entfaltet sich die Vergiftung zu einem schweren Bild einer allgemeinen Essstörung. Die Magen-Darm-Störungen setzen sich fort, die Leber vergrößert sich, Haut und Sklera verfärben sich gelblich, der Allgemeinzustand verschlechtert sich, die Herztätigkeit wird immer gestörter, der Patient klagt über Muskelschmerzen und allgemeine Schwäche, gleichzeitig von allen Schleimhäuten, von der Nase , Darm, Gebärmutter scheinen zu bluten; künstlich herbeigeführte Menstruationsblutungen sind sehr stark und hören in der Regel nicht auf. Die Menge des ausgeschiedenen Urins nimmt allmählich ab, Gallenpigment, Gallensäuren, Protein öffnen sich darin und in den letzten Tagen der Krankheit das Nierenepithel, Blut und Fettzylinder. Die Ausscheidung von Stickstoff im Urin steigt sehr stark an, oft dreimal gegen die Norm, der Harnstoffgehalt hingegen nimmt sehr stark ab, in schweren Fällen findet man im Urin Fleisch-Milchsäure, Pepton, oft Leucin und Tyrosin. Das Bewusstsein bleibt größtenteils bis zum Ende erhalten, in anderen Fällen - ein oder zwei Tage vor dem Tod - treten Gehirnstörungen, Schläfrigkeit, Delirium und Krampferscheinungen auf. Der Tod tritt normalerweise 7-8 Tage nach der Vergiftung ein. Mit der Einführung von Gift in einer sehr großen Dosis kann der Patient in wenigen Stunden an Herzlähmung sterben. Es sind jedoch Fälle von Genesung bekannt, die 4-6 Wochen andauerten und mit einer erhöhten Urinausscheidung einhergingen. Postmortale anatomische Diagnose gekennzeichnet durch 1) zahlreiche Blutungen in Haut, Unterhaut- und Zwischenmuskelgewebe, Schleimhäuten, Bauchfell, Rippenfell und 2) Verfettung der Leber, Nieren, des Herzens, der Bauchspeicheldrüse, der Schleimhautdrüsen des Magens (Gastroenitis) und des Darms, Skelettmuskeln und Gefäßwände. Das Wesen pathologischer Veränderungen bei einer akuten F.-Vergiftung liegt in einer tiefen Stoffwechselstörung, die auf einer Abnahme oxidativer Prozesse im Körper und einem erhöhten Proteinabbau beruht. Nach Bauer nimmt unter dem Einfluss von F. die Kohlensäureabgabe um 47 % und die Sauerstoffaufnahme um 45 % ab. Eiweißstoffe werden durch unzureichende Oxidation nicht zu gewöhnlichen Endprodukten, sondern bilden Zwischenstoffe, aus denen diffusionsfähige Stoffe (Milchsäure, Pepton etc.) im Urin ausgeschieden werden, während sich kolloidale Stoffe, wie Fette, im Urin ablagern Gewebe. Die Gelbsucht entsteht durch den Druck vergrößerter Fettleberzellen auf die Gallengänge. Die Blutungsursache liegt in der Verfettung der Wände aller, auch kleinster Gefäße und in der inhärent sehr geringen Gerinnungsfähigkeit des Blutes, das bei einer F.-Vergiftung aus den Gefäßen austrat. Behandlung akuter Vergiftungen F. Evtl. frühzeitige mechanische Entfernung des Giftes mittels Magenpumpe oder Brechmittel. Das beste Brechmittel ist Kupfersulfat, das gleichzeitig als Gegengift wirkt. Es wird in 0,2 g angegeben. alle 5 Minuten bis zum Erbrechen und dann nach 1/4 Stunde jeweils 0,05 g als Gegenmittel weitergeben. Kupfer überzieht die F.-Partikel mit einer Schicht aus schwerlöslichem und daher inaktivem Phosphorkupfer. Wegen der langsamen Resorption von F. aus dem Darm ist auch mit Laxanzien zu rechnen; Es ist jedoch notwendig, ölige Abführmittel sowie die Einführung von fetthaltigen (Milch, Eiern) oder alkoholhaltigen Substanzen sorgfältig zu vermeiden. Ein hervorragendes Gegenmittel ist auch rohes, sauerstoffhaltiges Terpentinöl (1,0-2,0 g alle 1/4 - 1/2 Stunde, nur 5-10 g). Wenn das Gift bereits absorbiert wurde und der Zusammenbruch beginnt, erscheinen im Vordergrund Mittel, die die Aktivität des Herzens anregen. Bei der forensischen Eröffnung F. verdächtige Massen (Magen-, Darminhalt, Nahrungsmittel, Getränke etc.) werden nach Mitcherlich nach vorheriger Ansäuerung mit verdünnter Schwefelsäure in einer Dunkelkammer destilliert. Bei Anwesenheit von F. wird am gekühlten Ende des Dampfrohres ein charakteristisches Glühen bemerkt. 1 Milligramm reicht aus, um die Reaktion zu zeigen. F. in 200.000 Teilen Flüssigkeit. Ein negatives Ergebnis spricht jedoch nicht gegen die Anwesenheit von F., da die Anwesenheit vieler Substanzen, wie Terpentinöl, Chloroform, Äther, Benzol, Chlor, schweflige Säure, Schwefelwasserstoff und ätherische Öle in der Prüfmasse, verhindert Lumineszenz. Nach Dussard werden die zu prüfenden Massen in einer Apparatur ähnlich der von Marchev mit reinem Zink und Schwefelsäure erhitzt; Phosphorwasserstoff, der bei Anwesenheit von F. aus dem Gasaustrittsrohr freigesetzt wird, brennt beim Entzünden mit einer schönen smaragdgrünen Farbe. Die Flamme wird in einem dunklen Raum vor einem weißen Porzellanteller betrachtet. Diese sehr empfindliche Reaktion wird teilweise modifiziert, teilweise maskiert, wenn einige organische flüchtige Substanzen (Schwefelwasserstoff, Weinalkohol, Äther) in der Testmasse vorhanden sind, und daher ist es laut Blondlot ratsam, das während dieser Methode freigesetzte Gas zu passieren zuerst durch eine Lösung von Ätzalkali, dann durch eine Lösung von Silbernitrat und die dabei entstehende Substanz (Silberphosphit) wird mit Zink und Schwefelsäure wieder zersetzt. Heiraten Wegner, "Der Einfluss des Phosphors auf den Organismus" ("Arch. für Pathol. Anatomie und caet.", 1872 v. 55, S. 11); Kassowitz, „Die normale Ossifikation und die Erkrankungen des Knochensystems bei Rachitis und hereditärer Syphilis“ (1882); H. Korsakov, "Über die Pathogenese der englischen Krankheit" (Dissertation, 1883); Mandelstam, „Doktor“ (1889, Nr. 5, 7, 9, 10 und 11); Shabanova, „Doktor“ (1889, Nr. 16-19); Busch, "Sitzungsber. der Niederrheins. Geschichte für Natur und Heilkunde" (1881); Voit, "Zeitschrift für Biologie" (1880, Bd. XVI, S. 55); "Eulenhurg" s Real-Encyclop." (1888, Bd. XV, S. 549 und 554); "Maschk" s "Handbuch" (1888, Bd. II, S. 176-228); Bauer, "Der Stoffamsatz bei der Phosphorvergiftung" ("Zeits. für Biologie", 1871, Bd. VII, S. 63); Bamberger, "Zur Theorie und Behandlung der akuten Phosphorverg." ("Wirzburg. medicin. Zeitung" (1867); Gager, "Manual zur Apotheker- und medizinisch-chirurgischen Praxis“ (1893). Siehe auch Leitfäden zur Pharmakologie (Binz, Roßbach und Notnagel etc.) und Toxikologie (Kobert, Hoffmann etc.).

M. B. Kotsyn.

Phosphor in lebenden Organismen ist Teil von drei organischen Substanzen, die eine sehr wichtige physiologische Bedeutung haben: Lecithin, Nuclein und Glycerin-Phosphor. sauer Darüber hinaus kommt Phosphorsäure im Körper in Kombination mit Natrium, Kalium, Kalk und Magnesia vor. Das Vorherrschen von Phosphaten im Blut ist eines der charakteristischen Merkmale von Fleischfressern, während im Blut von Pflanzenfressern Kohlensäureverbindungen vorherrschen und Phosphorsäure wie Kaliumsalze hauptsächlich in den Blutkügelchen, in den Muskeln und im Gehirn vorkommt. Schließlich macht dieselbe Phosphorsäure in Verbindung mit Kalk den größten Teil der anorganischen Substanzen aus, aus denen Knochen und Zähne bestehen. Phosphate kommen in allen Körperflüssigkeiten vor; sie sind aber besonders reich an Urin, mit dem sie zumindest bei Fleischfressern und Tieren mit Mischkost aus dem Körper ausgeschieden werden. Pflanzenfresser hingegen scheiden Phosphate hauptsächlich zusammen mit Darmausschlägen aus. Im menschlichen Nervensystem sind etwa 12 gr. Phosphorsäure, im Muskelsystem 130 gr., in den Knochen des Skeletts 1400 gr. - Phosphat wird aus dem Körper in Form von Phosphaten ausgeschieden, die aus der Zersetzung von Lecithin, Nuclein und Glycerin der Phosphorsäure und der Oxidation von phosphorhaltigen Produkten dieser Spaltung entstehen. Eine Person scheidet täglich 2,50 bis 3,50 Gramm aus. Phosphorsäure. Der größte Teil des F. wird in Form eines sauren Kaliumphosphatsalzes aus dem Körper ausgeschieden, das im Urin von Fleischfressern und Tieren mit Mischkost eine saure Reaktion hervorruft; Außerdem befinden sich dank des gleichen Säuresalzes die Phosphate der Erden im Urin in gelöstem Zustand. F. Urin bezieht sich auf den Gesamtstickstoff des Urins ungefähr als 1 bis 6 oder 7; aber dieses Verhältnis variiert natürlich je nach Art der Nahrung. Gemessen an der Tatsache, dass F. Bestandteil so wichtiger Verbindungen wie Lecithin und Nuclein ist und neben der Tatsache, dass es ein wesentlicher Bestandteil von Organen und hauptsächlich des Nervensystems, der Muskeln und der Keimdrüsen ist, seine Bedeutung für das Leben haben sollte sehr herausragend. F. und wird zu den biogenen Elementen gezählt. Die Bildung von sauren Phosphaten aus neutralen erklärt sich aus den vielfältigen Wirkungen auf diese letzteren organischen Säuren, die während der Tätigkeit von Organen gebildet werden.

Enzyklopädisches Wörterbuch

- (lat. Phosphorus) P, ein chemisches Element der Gruppe V des Mendelejew-Periodensystems, Ordnungszahl 15, Atommasse 30,97376, Nichtmetall. Natürliches F. besteht aus einem stabilen Isotop 31P; erhielt sechs künstliche radioaktive ... ... Große sowjetische Enzyklopädie

Phosphor(P) Ordnungszahl 15 Aussehen einer einfachen Substanz Weißer Phosphor Weiß, wachsartig, leicht phosphoreszierend Eigenschaften des Atoms Atomare Masse (Molmasse) 30,973762 a. em (g / mol) Der Radius des Atoms ... Wikipedia

- (lebendiges Silber, Hydrargirum, Quecksilber, Mercure), Hg ist eines der 7 in der Antike bekannten Metalle: Gold, Silber, Kupfer, Eisen, Blei, Zinn und R. Im Vergleich zu den anderen 6 Metallen ist der Mensch aller Wahrscheinlichkeit nach , … … Enzyklopädisches Wörterbuch F.A. Brockhaus und I.A. Efron

Eisen- (Ferrum) Eisenmetall, Metalleigenschaften, Herstellung und Verwendung Informationen über Eisenmetall, physikalische und chemische Eigenschaften von Metall, Gewinnung und Verwendung von Eisen Inhalt Inhalt Definition des Begriffs Etymologie Geschichte des Eisens Herkunft ... ... Enzyklopädie des Investors

Phosphorsäure, genauer gesagt Orthophosphorsäure, hat die chemische Formel H3PO4. Es sind farblose Kristalle, sehr hygroskopisch, sehr gut wasserlöslich. Beim Erhitzen über 200 Grad beginnt der Prozess der Dehydratisierung von Orthophosphorsäure mit der Bildung von Pyrophosphorsäure nach folgendem Mechanismus: 2H3PO4 = H4P2O7 + H2O. Wie bekommt man orthophosphor Säure?

Anweisung

In der Industrie gibt es zwei Hauptmethoden: thermisch und Extraktion. Bei der thermischen Nutzung wird Phosphor durch Sauerstoff (während der Verbrennung) auf folgende Weise zu Phosphorsäureanhydrid oxidiert:
4P + 5O2 = P4O10

Dann wird das resultierende Phosphorsäureanhydrid hydratisiert, was zur Produktion von Phosphorsäure führt:
P4O10 + 6H2O = 4H3PO4 Mit dieser Methode erhält man die reinste Phosphorsäure.

Das Extraktionsverfahren besteht in der Isolierung (Extraktion) von Phosphorsäure mit konzentrierter Schwefelsäure aus der Vermahlung natürlicher Phosphatmineralien. Stark vereinfacht lässt sich diese Reaktion für den Fall, dass das Mineral hauptsächlich aus Calciumphosphat bestand, schreiben als:
Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 2H3PO4 + 3CaSO4

Schwefelsäure, die viel stärker ist, verdrängt leicht schwache Phosphorsäure aus ihren Salzen. Das entstehende Calciumsulfat wird als schwerlöslicher Stoff durch Filtration abgetrennt. Orthophosphorsäure wird von Verunreinigungen gereinigt.

Im Labor kann diese Substanz durch Reaktion von weißem Phosphor mit verdünnter Salpetersäure gewonnen werden. Die Reaktion verläuft wie folgt: 3Р + 5HNO3 + 2H2O = 3H3PO4 + 5NO Die Gefahr dieser Methode besteht darin, dass weißer Phosphor, eine äußerst giftige Substanz, verwendet werden muss. Daher ist es notwendig, sich bei der Durchführung an die Vorsichtsmaßnahmen zu erinnern.

Nützlicher Rat

Phosphorsäure dient als Rohstoff für die Herstellung von Mineraldünger, wie zum Beispiel einfaches (Gemisch aus Ca(H2PO4)2 und unnötiger Beimischung von CaSO4) und doppeltes (Ca(H2PO4)2) Superphosphat. Es wird auch in der Lebensmittelindustrie verwendet, es wird zum Entrosten von Metallen verwendet, es wird bei der Herstellung von Porzellan, in einigen Synthesearten, als Trocknungselement und als Katalysator, in der Zahntechnik usw. verwendet.

Rohstoffe für die Herstellung von Phosphorsäure

Mehr als 120 Mineralien sind in der Natur bekannt. Die häufigsten und industriell wichtigsten Mineralien der Apatitgruppe sind Fluorapatit Ca 10 F 2 (PO 4) 6, Hydroxidapatit Ca 10 (PO 4) 6 (OH) 2, Chlorapatit.

Phosphate der Apatitgruppe umfassen Mineralien mit der allgemeinen Formel Ca 10 R 2 (PO 4 ) 6, wobei R F, Cl, OH ist.

Ein Teil des Ca in Apatiten wird durch Sr, Ba, Mg, Mn, Fe und dreiwertige Seltenerdelemente in Kombination mit Alkalimetallen ersetzt.

Die Mächtigkeit der Flöze beträgt 200 m. Die im Erz enthaltenen Mineralien unterscheiden sich in ihren physikalisch-chemischen und Flotationseigenschaften, was es ermöglicht, das resultierende Konzentrat während der Flotation mit einem Zielproduktgehalt von 92-93% anzureichern.

Reiner Calciumfluorapatit enthält: 42,22 % P 2 O 5 ; 55,6 % CaO, 3,76 % -F.

Ursprünglich sind Phosphate magmatisch und sedimentär. Magmatisches oder eigentliches Apatitgestein wurde entweder durch direkte Verfestigung von geschmolzenem Magma oder in einzelnen Adern während der Kristallisation magmatischer Schmelze (Hämatitadern) oder durch Trennung von heißen wässrigen Lösungen (hydrothermale Formationen) oder durch Wechselwirkung von Magma mit gebildet Kalkstein (Kontakt).

Apatitgesteine haben eine körnige makrokristalline Struktur und sind durch das Fehlen von Polydispersität und Mikroporosität gekennzeichnet.

Sedimentäre Phosphate - Phosphorite. Sie entstanden durch Verwitterung von Gesteinen, Wechselwirkungen mit anderen Gesteinen - und ihre Ablagerung sowohl in verstreutem Zustand als auch unter Bildung großer Ansammlungen.

Phosphorit-Erze unterscheiden sich von Apatit durch die hohe Streuung der darin enthaltenen Phosphat-Minerale und ihre enge Verwachsung mit Begleitmineralien (Verunreinigungen) Phosphorite lösen sich in Säuren schneller auf als Apatite.

Der beste Rohstoff für die Gewinnung von Phosphorsäure ist ein Apatitkonzentrat mit 2 % R2O3 oder 5 % des gesamten P 2 O 5 -Gehalts. Es enthält fast keine Karbonate. Dadurch wird die (im Vergleich zu anderen Rohstoffen) kleinste Menge an Schwefelsäure für seine Zersetzung verbraucht.

Bei der Gewinnung von Phosphorsäure aus Karatau-Phosphoriten, die eine erhebliche Menge an Karbonaten, eisenhaltigen und tonhaltigen Substanzen enthalten, steigt nicht nur der Verbrauch an Schwefelsäure aufgrund der Notwendigkeit zur Zersetzung von Karbonaten, sondern auch die Phosphorsäure ist von schlechterer Qualität. Es enthält Sulfate und Phosphate von Magnesium, Eisen und Aluminium, wodurch ein erheblicher Teil (bis zur Hälfte) der Phosphorsäure neutralisiert wird. Außerdem kann P 2 O 5 aus solchen Rohstoffen um 3–6 % weniger extrahiert werden als aus Apatitkonzentrat. Dies ist hauptsächlich auf die Verschlechterung der Bedingungen zum Filtern und Waschen von Phosphorgips zurückzuführen, der in Form kleiner Kristalle aus der Lösung freigesetzt wird und von Verunreinigungen feiner Tonpartikel durchdrungen ist.

Andere Arten von Phosphoriten - Sand (Aktobe, Shchigrovka), Ton-Glaukonit (Vyatka, Ryazan-Egorievsk), werden derzeit auch nach Anreicherung mit modernen Methoden nicht zur Herstellung von Phosphorsäure verwendet. Sie können in Mischung mit Apatitkonzentrat verwendet werden. Die Menge an zugesetztem Apatit sollte ein solches Verhältnis von R2O3: P2O5 liefern, das es ermöglicht, das Verfahren mit minimalen Verlusten durchzuführen.

Thermisches Verfahren zur Herstellung von Phosphorsäure

Das thermische Verfahren besteht in der Hochtemperaturreduktion von Phosphaten und der Sublimation von elementarem Phosphor in Elektroöfen in Gegenwart von Kohlenstoff und Kieselsäure

Ca 3 (RO 4) 2 + 5C + 2SiO 2 = P 2 + 5CO + Ca 3 Si 2 O 7 - 1460 kJ / mol.

Der resultierende Phosphor wird zu Phosphorsäureanhydrid oxidiert und dieses dann mit Wasser hydratisiert; was zur Bildung von Phosphorsäure führt

2P2 + 5O2 = 2P2O5; P2O5 + 3H2O = 2H3RO4.

Nach dem Prinzip der Gaskühlung lassen sich die Verfahren zur Gewinnung von Phosphaten auf Basis von elementarem Phosphor in Systeme mit Aggregatzustandsänderung des Kältemittels und Systeme ohne Aggregatzustandsänderung des Kältemittels einteilen. Die Kältemittel sind immer Wasser oder Phosphorsäure.

Der Hauptvorteil des thermischen Verfahrens im Vergleich zum Extraktionsverfahren ist die Möglichkeit, jede Art von Rohstoff, einschließlich minderwertiger Phosphorite, zu verarbeiten und eine hochreine Säure zu erhalten.

Extraktionsverfahren zur Gewinnung von Phosphorsäure

Das Säureverfahren beruht auf der Verdrängung von Phosphorsäure aus Phosphaten durch starke Säuren. Die Methode der Schwefelsäureextraktion hat in der Praxis die größte Verbreitung gefunden.

Der Prozess läuft gemäß der folgenden zusammenfassenden Gleichung ab:

Ca 5 F (PO 4) 3 + 5H 2 SO 4 \u003d 5CaSO 4 (tv) + 3H 3 RO 4 + HF.

Je nach Prozesstemperatur und P2O5-Konzentration in der Lösung wird Calciumsulfat (Phosphogips) in Form von CaSO4 2H2O (Dehydratmodus), CaSO4 0,5H2O (Hemihydratmodus) und CaSO4 (Anhydridmodus) freigesetzt. Die ersten beiden Modi haben industrielle Verbreitung gefunden.

Der entstehende Fluorwasserstoff interagiert mit H2SiO3

4HF + H 2 SiO 3 \u003d SiF 4 + 3H 2 O.

Dabei wird SiF4 teilweise in die Gasphase abgegeben und verbleibt teilweise in Form von H2SiF6 in der EPA-Lösung.

Üblicherweise ist die entstehende Extraktionssäure mit Rohstoffverunreinigungen verunreinigt und hat eine geringe Konzentration (25–32 % P 2 O 5 ), sodass sie auf eine höhere Konzentration eingedampft werden muss.

Die Hauptvorteile des Extraktionsverfahrens sind seine Einfachheit und die Möglichkeit, H 3 PO 4 billiger herzustellen. Der Nachteil besteht darin, dass das resultierende EPA mit einer Beimischung von Sesquioxiden (Al2O3, Fe2O3), Fluorverbindungen und CaSO 4 verunreinigt ist.

Herstellung von Phosphorsäure durch Dihydrat- und Halbhydratverfahren

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Phosphorsäure unterschiedlicher Konzentration unter Freisetzung von Calciumsulfat-Dihydrat zu erhalten. Es ist am bequemsten, verschiedene Methoden in Abhängigkeit von der Konzentration der resultierenden Säure zu klassifizieren und zu bewerten, da dies der Hauptindikator für die Produktqualität und einer der wichtigsten technologischen Parameter ist, die alle anderen bestimmen - Temperatur, Dauer der Wechselwirkung von Reagenzien , Form und Filtereigenschaften freigesetzter Calciumsulfatkristalle usw. .P.

Derzeit produziert das Dihydratverfahren H 3 RO 4 mit einem Gehalt von 20-25% P 2 O 5 (normalerweise aus minderwertigen Rohstoffen - schlechte Phosphorite) und 30-32% P 2 O 5 (aus hochwertigen Rohstoffen - Apatitkonzentrat)

Nach Erhalt eines 30–32 % P 2 O 5 enthaltenden Säure-Halbhydrat-Dehydrat-Verfahrens wird das Verfahren in zwei Stufen durchgeführt. Die erste Stufe – die Zersetzung von Phosphat – wird unter solchen Bedingungen durchgeführt, dass Calciumsulfat in Form eines relativ stabilen Halbhydrats freigesetzt wird, das während der Extraktion zu Gips nicht hydratisiert wird. In der zweiten Stufe wird das abgetrennte Halbhydrat, das nicht von der flüssigen Phase getrennt wird, in Gegenwart von Gipskeimkristallen im Reaktionsbrei zu einem Dihydrat umkristallisiert, wobei große, wohlgeformte und schnell filtrierende Kristalle freigesetzt werden.

Die Vorteile dieses Verfahrens sind die maximale (bis zu 98,5 %) Extraktion von Phosphorsäure aus dem Rohmaterial in die Lösung bei minimalem Verbrauch an Schwefelsäure und die Herstellung von hochwertigem Gips, der nicht mehr als 0,3 % des Gesamt-P 2 enthält O 5 (anstelle der üblichen 0,5 - 1,5 %) und 0,02 - 0,08 % wasserlösliches P 2 O 5 . Dies ist auf die Verhinderung des Ersatzes durch Sulfationen im Kristallgitter des Niederschlags und die Freisetzung von HPO4-Ionen zurückzuführen, die zurückgehalten wurden (an der Oberfläche der anfänglich ausgefällten Partikel der Festphase adsorbiert wurden, da das Halbhydrat zuvor in sie übergegangen war die flüssige Phase.

Im Gegensatz zum derzeit verwendeten Dihydratverfahren kann das Hemihydratverfahren eine Säure lehren, die 45–50 % P 2 O 5 enthält. Dadurch ist es möglich, die Kapazität bestehender Werkstätten um das 1,5- bis 1,8-fache zu erhöhen und die Abfallmenge - Sulfatreste - etwas zu reduzieren.

Für die Herstellung von konzentriertem Phosphor und Mehrnährstoffdünger wird Phosphorsäure mit 37-55 % P2O5 oder mehr benötigt, und für die Herstellung von Ammoniumpolyphosphaten und konzentrierten Flüssigdüngern wird Säure mit 72-83 % P2O5 benötigt. Daher wird in vielen Fällen die Extraktionsphosphorsäure durch Eindampfen konzentriert.

In der experimentellen Entwicklungsphase befindet sich die Herstellung von Phosphorsäure mit bis zu 55 % P 2 O 5 nach dem Anhydritverfahren (ohne Verdampfung). Am einfachsten erhält man eine Säure mit 53-55 % P 2 O 5 , da der Prozess nur auf das Verdampfen von Wasser reduziert wird und nicht von einer Dehydratisierung der Phosphorsäure begleitet wird und die Bildung von Phosphoranhydrit nicht in der ortho-Form erfolgt. Dieser Prozess wird jedoch auch durch starke Korrosion der Ausrüstung und die Freisetzung von Verunreinigungen, die in der Säure enthalten sind, erschwert.

Heiße Phosphorsäure wirkt auf die meisten bekannten Metalle, Legierungen und silikatkeramischen Werkstoffe stark korrosiv. Die während des Verdampfungsprozesses freigesetzten Niederschläge können die Ausrüstung verstopfen, was zu einer starken Verringerung ihrer Produktivität führt. Dies macht es schwierig, typische und weit verbreitete Verdampfer für die Phosphorsäureverdampfung zu verwenden. Säure mit 53 - 55 % P2O5 kann aus relativ wenig verunreinigten Phosphaten - Apatitkonzentrat oder angereicherten hochwertigen Phosphoriten - gewonnen werden

Herstellung von Phosphorsäure durch andere Verfahren

Von Interesse für die Industrie ist das Verfahren zur Gewinnung von H3PO4, basierend auf der Oxidation von Phosphor mit Dampf an einem Kupfer-Zirkonium-Katalysator, die optimalen Prozessbedingungen sind: t = 973°C, das Verhältnis von Dampf und Phosphor beträgt 20:1

P 4 + 16H 2 O \u003d 4H 3 RO 4 + 10H 2 + 1306,28 kJ.

Im Labor wird H3PO4 gewonnen

3P + 5HNO 3 + 2H 2 O \u003d 3H 3 RO 4 + 5NO

Die Extraktion von Phosphorsäure aus Phosphaten mit Schwefelsäure hat erhebliche Nachteile: ein großer Verbrauch an Schwefelsäure (2,5 - 3,1 Tonnen Monohydrat pro 1 Tonne P2O5) und die Notwendigkeit, eine erhebliche Menge an Abfall zu verarbeiten oder zu lagern - Phosphogips (4,5 - 6,0 Tonnen pro 1 Tonne P2O5 bezogen auf die Trockenmasse), bei deren Verarbeitung zu Schwefelsäure gleichzeitig erhebliche Mengen an Zement oder Kalk freigesetzt werden, die nicht immer flächendeckend verkauft werden. Daher wird ständig nach Möglichkeiten gesucht, Phosphorsäure mit anderen anorganischen Säuren - Salpeter-, Salz-, Fluor- und Fluorkieselsäuren - zu extrahieren.

Die Hauptschwierigkeit bei der Zersetzung von Phosphat durch Salpeter- oder Salzsäure ist die Abtrennung der Phosphorsäure vom gut löslichen Calciumnitrat und -chlorid. Bei Verwendung von Fluorkiesel- oder Flusssäuren bildet sich ein Niederschlag, der leicht durch Filtration abgetrennt werden kann. In diesem Fall erfordert die Säureregeneration jedoch die Verwendung hoher Temperaturen, aber es ist möglich, das Verfahren ohne zusätzliche Reagenzien durchzuführen - Säuren, unter Verwendung von im Rohmaterial enthaltenem Fluor.

Phosphate bekommen

Der Gehalt an verschiedenen anionischen Formen in der Lösung hängt vom pH-Wert der Lösung ab. Alle Alkalimetall- und Ammoniumphosphate sind gut wasserlöslich. Für andere Metalle sind nur Dihydrogenphosphate löslich. Durch Hydrolyse bedingte Lösungen mittlerer Phosphate von Alkalimetallen reagieren stark alkalisch. (0,1 M Na3PO4-Lösung hat einen pH-Wert von 12,7). Unter diesen Bedingungen ist es in Gegenwart von mittleren Alkalimetallphosphaten als Reagenz nicht möglich, mittlere Phosphate anderer Metalle zu erhalten - entweder basische Salze oder Hydroxide und Oxide fallen aus Lösungen aus:

4Na 3 PO 4 + 5CaCl 2 + H 2 O \u003d Ca 5 (PO 4) 3 OH + 10NaCl + Na 2 HPO 4

2AgNO 3 + 2Na 3 PO 4 + H 2 O \u003d Ag 2 O + 2Na 2 HPO 4 + 2NaNO 3

Um mittlere Salze von Phosphorsäure zu erhalten, ist es daher notwendig, den pH-Wert zu verringern. Dies wird durch Verwendung einer Lösung von Natriumhydrogenphosphat in Gegenwart von Ammoniak erreicht:

2Na 2 HPO 4 + CaCl 2 + 2 NH 3 = Ca 3 (PO 4 ) 2 + 2 NH 4 Cl + 4NaCl

Phosphate (sowohl mittel als auch sauer) können auch durch Austauschreaktionen erhalten werden, bei denen es viele verschiedene Variationen von Reagenzien gibt:

1. Direkte Wechselwirkung von Metall mit Phosphorsäure:

2H3PO4+3Ca= Ca3(PO4)2+ 3H2

2. Reaktion zwischen basischem Oxid und Phosphorsäure:

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

3. Austauschreaktion zwischen Salzen, von denen eines notwendigerweise ein Phosphat- oder Dihydrophosphat-Anion enthält:

2Na 3 PO 4 + 3 CaCl 2 = Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6 NaCl.

4. Austauschreaktion von Phosphorsäure und Hydroxid:

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

2H 3 PO 4 + 3NaOH \u003d Na 3 PO 4 + 3H 2 O

5. Phosphat- und Hydroxid-Austauschreaktion:

2Na 3 PO 4 + 3 Ca(OH) 2 = Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3 NaOH

6. Wechselwirkung von Dihydrophosphaten oder Hydrophosphaten mit Alkali:

Es ist möglich, Phosphat direkt aus der einfachen Substanz Phosphor zu gewinnen. Weißer Phosphor wird in einer alkalischen Wasserstoffperoxidlösung gelöst:

P 4 + 10 H 2 O 2 + 12 NaOH \u003d 4 Na 3 PO 4 + 16 H 2 O

Das Hauptverfahren zur Kontrolle der Reinheit des erhaltenen wasserunlöslichen Phosphats ist sein reichliches Waschen mit Wasser, während der Niederschlag filtriert wird. In Bezug auf wasserlösliche Ammonium- und Alkalimetallphosphate ist eine genaue und wiederholte Kristallisation notwendig, um die Reinheit zu kontrollieren, sowie eine Vorfiltration der Lösung von möglichen unlöslichen Verunreinigungen.

Alle oben genannten Verfahren zur Synthese von Phosphaten sind sowohl unter Laborbedingungen als auch in der Industrie anwendbar.