Как определить ортофосфорную кислоту в домашних условиях

Любой металл подвергается «болезни» в виде рыжего налета, представляющего собой ржавчину. Ржавчина образовывается из-за воздействия на металл воды, кислорода и углекислого газа. Протекает химическая реакция, из-за которой образуются гидроксиды и оксиды железа. Чтобы увеличить длительность службы металлического изделия, необходимо вести борьбу с коррозией, так как в отличие от патины на бронзе, ржавчина на металле не образует защитную пленку. Приходит на помощь в данной борьбе ортофосфорная кислота.

Характеристика

Ортофосфорная или фосфорная кислота отличается неорганическим происхождением. При комнатной температуре она имеет вид маленьких ромбовидных кристаллов. Чаще всего она продается в виде сироповидного восьмидесяти пятипроцентного раствора с отсутствием запаха и цвета. Ее ромбические кристаллы хорошо растворяются в воде или этаноле. Получается в результате гидролиза пентахлорида фосфора, из фосфата, взаимодействием оксида фосфора (V) с водой.

Свойства

Основное ее свойство — это оказывать влияние на кислотно-щелочной баланс в организме человека, что приводит к повышению кислотности. Повышенная кислотность, способствует формированию кариеса и преждевременного остеопороза. В больших концентрациях она вызывает кровотечение из носа, повреждение слизистой носа, разрушает зубы и трансформирует формулу крови. Она взаимодействует с металлами, основными оксидами, основаниями, аммиаком, солями слабых кислот.

Ортофосфорная кислота: использование

Ортофосфорная (фосфорная) кислота представляет из себя состав на водной основе неорганического происхождения, выпускается в виде 85-процентного водного раствора сироповидной прозрачной консистенции.

Употребляется в следующих областях деятельности человека:

• В производстве фосфатных удобрений.
• В производстве чистящих средств, относящихся к бытовой химии.
• В стоматологии.
• В производстве веществ для борьбы со ржавчиной металла.
• В звероводстве.
• В пищевой промышленности.
• В нефтяной промышленности.
• При изготовлении спичек.
• При изготовлении кинопленки.
• При изготовлении противопожарных или огнеупорных предметов и материалов.

Использование в медицине

Употребляется в стоматологии при пломбировании зубов. Ею протравливают поверхность зубной эмали перед лечением зуба. Самой существенной сложностью представляется невозможность проконтролировать глубину и уровень деминерализации дентина и эмали, а также трудность в ее совершенном удалении перед началом лечения зуба. Остатки ортофосфорной кислоты могут повергнуть к уменьшению прочности бондинга и формированию «кислотной мины». Также кислотный раствор в незначительных количествах применяется в составах отбеливающих средств для зубов.

Удаление ржавчины ортофосфорной кислотой с поверхности металла

Большой плюс кислотного раствора в том, что он снимает рыхлую массу окислов с металла и образует тонкую защитную пленку на обработанной поверхности детали. При нанесении на поверхность детали кислотного раствора разъедается и поглощается оксид железа, ортофосфорный состав фосфатирует поверхность металла.

После обработки металла кислотным составом на поверхности формируется серого цвета пленка, маслянистая на ощупь. Существует несколько способов удаления окислов:

• с полным погружением детали из металла в кислотный раствор;
• обработка поверхности пульверизатором, кистью или валиком;
• нанесение состава с предварительной ручной механической обработкой металла.

Ортофосфорная кислота для металла

Проанализируем вариации очищения металла с использованием ортофосфорного раствора подробнее.

• Очищение ортофосфорным составом с полным погружением детали.

Предварительно очищают деталь от жиров самого различного происхождения. Для этого промывают металл моющим средством. Вслед за тем растворяют в 1 литре воды 150 мл кислоты. Вслед за этим спускают в кислотный состав обрабатываемую деталь на 1 час, периодически перемешивая раствор для наилучшего воздействия. Следом за этим смывают состав особенным раствором из 50 долей воды, 2 долей нашатырного спирта, 48 долей спирта. Далее споласкивают обработанную деталь проточной водой и тщательно сушат.

• Нанесение распылителем, валиком или обыкновенной кистью на обрабатываемый металл.

Сначала вручную очищают ржавчину с металлической детали. После этого наносят ортофосфорный раствор, выдерживают некоторый период времени, после этого смывают состав нейтрализующим раствором и сушат.

Преобразователь ржавчины

Преобразователь коррозии или модификатор представляет собой смесь ортофосфорной кислоты со специфичными добавками. В зависимости от добавок эти растворы подразделяют на грунтовки, модификаторы-стабилизаторы, преобразователи ржавчины. К первой группе принадлежит грунтовка ЭВА-0112, она состоит из основы и восьмидесяти пятипроцентной кислоты. Представляет собой основу под краску, используется перед покраской изделий из металла. Преобразователь «Цинкарь» состоит из кислоты и солей цинка и марганца. При использовании из трансформированной ржавчины получается прочный защищающий поверхность слой, то есть совершается легирования металла.

Применение ортофосфорной кислоты в быту

Ортофосфорный раствор употребляют в бытовой химии. Он чрезвычайно хорошо очищает ржавчину с поверхностей санузлов. Запрещается использовать кислотный раствор для поверхностей из акрила. Ортофосфорным составом можно обрабатывать фаянсовые и эмалированные поверхности, он удаляет отпечатки ржавчины с умывальников, ванн и унитазов.

Для этого вначале предварительно обезжиривают поверхность любым имеющимся моющим средством, вслед за тем на поверхность фаянсового или эмалированного сан изделия наносят кислотный раствор. Для его приготовления смешивают 1 литр воды и 200 гр фосфорной кислоты. Полученный раствор наносят на обрабатываемую эмалированную или фаянсовую поверхность и оставляют на поверхности от 1 до 12 часов. После этого нейтрализуют смесь раствором соды и тщательно смывают. Плюс данной обработки в том, что не производится механическое воздействие на эмаль изделия, вследствие чего не повреждается поверхность.

Техника безопасности

Ортофосфорная кислота — это опасное вещество и требует соблюдения осторожности. Работают с ней в специальном помещении с проветриванием, вдали от открытого пламени, так как ортофосфорный раствор пожаро- и взрывоопасен. Перед обработкой изделий необходимо облачиться в респиратор, перчатки, особенную одежду, нескользящие башмаки, очки. Попадание кислоты на кожу, в глаза, в дыхательные пути вызывает сильный ожог, головокружение, рвоту, кашель. При попадании раствора быстро освобождаются от одежды, промывают место поражения проточной водой, вызывают доктора, сооружают просторную повязку, а разлитую жидкость нейтрализуют щелочью.

Вред ортофосфорной кислоты

Существует вред от употребления кислоты. Она оказывает нехорошее воздействие на кислотность организма человека и расстраивает баланс. Скверно воздействует на кальций, вытесняя его из зубов и костей. В стоматологии очень долго для удаления эмали применяли ортофосфорную кислоту и всего лишь недавно наложили запрет на ее использование. При употреблении в пищу она пробуждает рвоту, дурноту, отсутствие аппетита. При попадании на кожу порождает химические ожоги.

Использование в пищевой промышленности

Ортофосфорная кислота или Е338 представляет собой антиоксидант, защищающий съестные припасы от окисления и изменения окраски. Употребляется для подкисления различных продуктов и напитков. От лимонки, полученной природным путем, она отличается небольшой стоимостью и легкостью получения.

Ее широко применяют при производстве хлебопекарных порошков, при расплавлении сыров, изготовлении всевозможных колбас, сахара, колы, пепси, спрайта. Кислота, как пищевая добавка, официально разрешена к использованию, но она очень вредно воздействует на организм человека, оказывает скверное влияние на баланс кислоты в организме. Продолжительное употребление продуктов с данной добавкой приводит к утрате аппетита и веса.

При умелом и правильном использовании ортофосфорные растворы приносят колоссальную пользу человеку несмотря на некоторые их негативные свойства.

Ортофосфорной кислотой называется неорганическое соединение средней силы. Это кристаллы гигроскопичной формы, без цвета, которые хорошо растворяются в воде. Химическая форма — Н3РО4. Среди кислот, ортофосфорная занимает ведущее место в сфере применения. Она давно активно используется в промышленном производстве.

Получение и свойства кислоты

Ортофосфорная кислота получается тремя способами:

• путем гидролиза фосфорного пентахлорида;
• из фосфата;
• путем реакции оксида фосфора и воды.

При третьем способе происходит бурная реакция, поэтому оксид фосфора сначала обрабатывают концентратом ортофосфорной кислоты, нагретым до температуры 200 градусов Цельсия. Кислота в расплавленном состоянии и ее концентраты обладают повышенной вязкостью, которая обусловлена образованными водородными связями на молекулярном уровне.

• повышение кислотности организма;
• появление ожогов.

Она активно влияет на кислотно-щелочной обмен и тем самым повышает кислотность организма. Повышенная кислотность может привести к развитию некоторых болезней, например, остеопороза, кариеса и других заболеваний.

Высокие концентрации раствора, его пары могут способствовать появлению ожогов, носовым кровотечениям, атрофическим процессам в носовой полости и зубным дефектам.

Применение ортофосфорной кислоты

Она применяется во многих отраслях производства продуктов питания и непродовольственных товаров.

Продовольственная (пищевая) кислота используется при изготовлении некоторых пищевых продуктов:

• газированных напитков для регулирования кислотности;
• твердых и плавленых сыров (для подкисления);
• колбас некоторых видов;
• хлеба для разрыхлений;
• сахара.

В пищевой промышленности существует специальное обозначение Е338.

Непродовольственная (непищевая) кислота применяется:

• в звероводстве: для добавок в корм, как средство защиты от мочекаменной болезни зверей;
• в производстве минудобрения для сельского хозяйства;
• для научных исследований в области молекулярной биологии;
• в промышленной пайке меди и нержавеющей стали в роли флюса;
• в больших морозильных камерах, как одна из составляющих фреона;
• в изготовлении чистящих и моющих средств бытового применения;
• в производстве авиационной гидрожидкости;
• для очищения и защиты от ржавчины поверхностей из металла.

Использование кислоты от ржавчины

Обработка металлических поверхностей раствором способствует появлению пленки, которая в дальнейшем защищает поверхность от дальнейших повреждений. Если на ржавчину нанести раствор (15-30% кислоты), то в результате реакции, ржавчина превращается в стойкое покрытие. Под действием химического процесса происходит образование ортофосфата железа, образующего пленку коричневого цвета на поверхности металла для его защиты. Иногда, чтобы усилить положительное действие, в раствор можно добавить бутиловый спирт и кислоту винную.

В зависимости от величины поражения ржавчиной металла можно применить разные методы борьбы со ржавчиной:

• травление изделий с погружением в раствор;
• обработка поверхности раствором один или несколько раз;
• нанесение раствора на металлическую поверхность, предварительно его очистив механическим способом.

Травление изделий с погружением в раствор

Когда есть нужная емкость и определенное количество ортофосфорной кислоты, можно легко произвести удаление ржавчины, погрузив деталь или изделие полностью.

Для этого необходимо выполнить:

• изделие или деталь обезжирить чистящим средством, а затем промыть ее;
• приготовить раствор (100 г 85% ортофосфорной кислоты разбавить в 1 л воды) и наполнить специальную емкость;
• поместить изделие в емкость с раствором и оставить на 1 час, периодически помешивая жидкость;
• изделие достать из раствора и промыть;
• промыть изделие нейтрализующим раствором, состоящим из 50% воды, 48% обычного и 2% нашатырного спирта;
• в конце промыть изделие чистой водой и хорошо просушить.

Все вышеперечисленные этапы важны и должны выполняться тщательно. Однако, если берутся детали с большей степенью ржавчины, то потребуется больше времени для ее очистки.

Обработка поверхности

Когда необходимо обработать поверхность деталей или изделий большой площади и их невозможно поместить в емкость, можно применить этот способ. Для этого надо обработать раствором кислоты поверхность с помощью распылителя, валика или кисти. При использовании этого метода, необходимо определить степень коррозии, которая влияет на время обработки изделия.

При высокой степени коррозии применяется комбинированный способ. Вначале снимается рыхлый слой ржавчины механическим путем, вручную или с использованием болгарки со специальной насадкой в виде металлической щетки. После этого выполняется обезжиривание и нанесение водного раствора кислоты с особой тщательностью, чтобы не пропустить свободные участки. Затем, через 2 часа, поверхность нейтрализуется раствором и производится ее смывка и сушка.

При небольшой степени ржавчины можно применять способ обработки без механической чистки, иногда может потребоваться обработка поверхности дважды.

Удаление следов коррозии с поверхностей умывальников, ванн и унитазов

Очень часто ортофосфорную кислоту применяют в качестве средства бытовой химии. Она хорошо очищает следы от ржавчины с поверхностей санузлов. Нельзя использовать данное средство для поверхностей из акрила.

Для очистки эмалированных, а также фаянсовых поверхностей необходимо:

• приготовить раствор из 0,5 л воды и 100 г кислоты (85%);
• затем обезжирить поверхность чистящим средством;
• места со ржавчиной обработать при помощи щетки из натурального ворса;
• нанести раствор на изделие и через некоторое время, в зависимости от количества окислов, хорошо промыть раствором соды (1 ст.л на 1 л воды).

Плюсом этого способа является его безопасность, так как отсутствует механическое воздействие на эмаль и изделие не повреждается.

Преобразователи ржавчины

На основе ортофосфорной кислоты выпускаются преобразователи ржавчины, которые используются в защите от ржавчины промышленного и бытового оборудования, автомобилей, агрегатов, приборов и др.

Эти препараты делятся на несколько групп, в зависимости от наличия в них специальных добавок:

• грунтовки,
• стабилизаторы-модификаторы,
• преобразователи.

Преобразователь состоит из двух упаковок основы и кислоты, которые смешиваются перед употреблением в соотношении, указанном на упаковке. Раствор наносится на сухое покрытие со ржавчиной при помощи пневматического распылителя или кисти. Появляется пленка красно-коричневого цвета после высыхания преобразователя.

Ортофосфорная кислота также входит в состав средств для борьбы с коррозией, которые активно применяются в ресторанном и гостиничном бизнесе.

Ортофосфорная кислота широко применяется в различных сферах промышленности. Однако, наряду с плюсами в результате многочисленных исследований, выявлен ее вред на здоровье человека. Поэтому, чтобы обезопасить свой организм от пищевых расстройств, не следует длительно применять продукты с пищевой добавкой в пищу.

При промышленном и бытовом использовании препаратов с ортофосфорной кислотой необходимо внимательно изучить инструкцию применения и тщательно ее исполнить, чтобы соблюсти все меры предосторожности и избежать вреда.

К наиболее болезненному состоянию металлических деталей относится их окисление и отложение ржавого слоя. Этот процесс происходит под воздействием воды, углекислого газа, а также кислорода. В результате такой химической реакции происходит повреждение металлов и их последующее разрушение. Для очистки поверхности и защиты от коррозии используется механическая обработка, а также химическое воздействие при помощи кислотных средств.

Что такое ортофосфорная кислота?

Это кристаллическое соединение неорганического типа представляющее водный раствор (85 %) сиропообразного вида. Концентрированная жидкость имеет бесцветную консистенцию с полным отсутствием запаха. Благодаря такому состоянию она отлично покрывает любую поверхность.

Используется данный продукт в пищевой отрасли, стоматологии, автомобильной, авиационной промышленности, а также в изделиях бытовой химии. Этот состав помогает защитить металлоконструкции от коррозии, а на его основе создаются средства от ржавчины. Многочисленные грунтовки для металлических поверхностей для покраски содержат именно этот ингредиент.

Наибольшей популярностью у автомобилистов пользуется ортофосфорная кислота, применение от ржавчины которой очень эффективно. Она помогает защитить от вредного воздействия как кузов авто, так и прочие металлические элементы. С ее помощью металлическая поверхность очищается от окислов и многочисленных проявлений коррозии. Правильно обработанная таким фосфорным составом деталь получает надежный, а также прочный слой защиты, препятствующий последующему разрушению материала . Удаление ржавчины при помощи ортофосфорного кислоты является эффективным приемом защиты металлических изделий

Технология разведения ортофосфорной кислоты

Данный химический продукт имеет первоначальную кристаллическую структуру. Он продается в виде обычного порошка, если еще не находится в разбавленном состоянии. Для получения жидкости используется соотношение состава к обычной воде в пропорции ориентировочно 1/5, 1/6. В результате такого правильного разбавления получается 85 % раствор прозрачной консистенции.

Он применяется в качестве стандартного преобразователя ржавчины. Этот продукт является простейшим, получаемым в домашних условиях. Ортофосфорная кислота от ржавчины является основой растворов многочисленных производителей, которые содержат дополнительные добавки. Их состав тщательно скрывается для поддержания конкурентоспособности товара. Готовая к применению ортофосфорная кислота против воздействия ржавчины может продаваться и в небольших емкостях, однако ее цена при этом существенно дороже порошковой массы.

Для обработки металлических поверхностей используется и жидкость с разбавленной кислотной концентрацией (15 – 30 %). После ее нанесения происходит реакция со ржавчиной, которая превращается в очень стойкое защитное покрытие. При этом образуется отложение ортофосфата железа, создающего пленку коричневого оттенка на поверхности изделия. Перед тем как разбавить ортофосфорную кислоту для удаления ржавчины необходимо выполнить меры предосторожности для работы с опасным веществом.

Защитные меры при работе

Данный раствор относится к опасным для здоровья веществам, поэтому обращаться с ним следует крайне осторожно. Перед использованием фосфорной жидкости подготавливается респиратор, а также защитные резиновые перчатки. Они защитят тело от ожогов, а дыхательные пути – от воздействия опасных паров. Помимо этого, данный состав является взрыво- и пожароопасным. Помещение для выполнения работ должно быть хорошо вентилируемым.

При попадании на кожный покров химического состава необходимо выполнить обязательные действия:

• избавиться от одежды с попавшим на нее раствором;
• пострадавший участок кожного покрова промыть проточной водой в течение 15 минут;
• не допускать втирания средства в кожу и удаления его салфетками;
• при продолжающемся жжении продолжить водную обработку еще 15 минут;
• на пострадавший участок наложить марлевую повязку;
• принять обезболивающий препарат.

Обязательно обратитесь за помощью в медицинское учреждение во избежание усугубления травмы.

Процедура обработки ржавчины при помощи ортофосфорного кислотного раствора требует особой осторожности и внимательности.

Как использовать кислотный состав для удаления ржавчины

Преобразователь ржавчины ортофосфорная кислота отлично удаляет с металлической поверхности имеющиеся окислы и образует специальную пленку, защищающую деталь. Он также используется перед проведением оцинкования изделий. Жидкость разъедает оксид железа с последующим его поглощением, после чего фосфатирует материал. Различают два метода удаления ржи с деталей:

1. погружной метод;
2. поверхностное нанесение.

Погружной метод

Используется при наличии достаточного объема раствора и емкости, в которую можно поместить обрабатываемую деталь. На предварительном этапе проводится очистка узла и его обезжиривание. В емкость заливается раствор из расчета 1 л обычной воды и 100 – 150 г кислоты (85 %). Обрабатываемая деталь полностью погружается в жидкость и оставляется для химической обработки на один час. На протяжении этого времени ортофосфорный состав периодически перемешивается.

Очищенный элемент достается и тщательно промывается, после чего обрабатывается нейтрализующей смесью. Она разводится из 2 % спирта нашатырного, а также 48 % бутилового спирта и 50 % воды . На заключительной стадии изделие омывается чистой водой и просушивается. Не допускается пропуск любого из этапов, так как это приведет к нарушению химического процесса.

Травление изделия будет проходить неравномерно, если не провести обезжиривание поверхности. В этом случае раствор не уберет загрязнения органического характера, вследствие чего потребуется дополнительная очистка проблемных мест. Данный способ используется для элементов с различной степенью коррозии. Время обработки погружным методом, а также расход состава напрямую зависит от толщины слоя окислов на изделии.

Пренебрежение сушкой детали после окончания финишной промывки приведет к образованию на поверхности гидроксида. Просушивание можно выполнять конвекционным способом или же любым другим методом.

Поверхностное нанесение

Для изделий больших размеров применяется поверхностное нанесение раствора. Преобразователь ржавчины на основе ортофосфорной кислоты используют при недостаточном количестве состава для погружной обработки. Жидкость наносится на поверхность металла при помощи кисточки, имеющей натуральный ворс, валика или же распылителя.

Наличие толстого слоя окислов потребует дополнительной механической обработки поверхности по его устранению. Ржавый налет удаляется при помощи шлифмашины с лепестковым кругом или же металлической щеткой. При отсутствии электроинструмента поверхностный слой снимается ручным способом. По окончании механической обработки проводится обезжиривание с последующим нанесением кислотного раствора. Не допускайте пропусков обрабатываемых участков.

По истечении двух часов проводится удаление состава нейтрализующей смесью. После этого выполняется финишная промывка, а также сушка изделия. Небольшой слой окислов необязательно подвергать механической обработке, при этом возможно повторное использование раствора. Ортофосфорная кислота, содержащаяся в преобразователе ржавчины, эффективно воздействует на самые сложные участки изделий.

Для улучшения воздействия в химический раствор добавляется катапин, являющийся ингибитором. Он затормаживает химический процесс, а также препятствует реакции с не окислившимся металлом. На 1 л воды такой смеси требуется 1 -2 г катапина.

Достоинства применения ортофосфорного состава

Использование этого химического компонента при обработке металлоизделий активно применяется в многочисленных преобразователях. Они не только растворяют имеющиеся окислы, но и создают пленочный защитный покров. Помимо этого, плюсом данного раствора является полная безопасность для металла. Ортофосфорная кислота убирает окислы и выполняет преобразование металлической ржавчины в фосфаты железа.

Такой состав применяется для очистки и промывки: металлопрокатных изделий, в том числе арматуры, поверхностей труб, водоснабжающих и отопительных систем, чугунных предметов, скважин и котлов. Помимо этого, он используется для обработки теплообменников, нагревателей, бойлеров, змеевиков, а также многочисленных металлических элементов механизмов и автомобилей.

К наиболее востребованным средствам относится цинкарь, который имеет дополнительные ингредиенты: марганец и кислота+цинк. Они увеличивают прочность защитного слоя на поверхности обработанной детали. Цена в розницу этих препаратов невелика. Используя самостоятельно подготовленный состав или же приобретенный в магазине преобразователь, соблюдайте все меры безопасности при работе с этими опасными веществами, а также внимательно изучайте инструкцию по их применению. Для наглядного понимания проводимой операции по удалению ржи просмотрите дополнительно видео с процедурой обработки изделий.

Рекомендуем также к прочтению: