Existen varios métodos para producir ácido fosfórico según lo revelado en la referencia de Wikipedia ácido fosfórico – Wikipedia
Preparación [editar]
El ácido fosfórico se produce industrialmente por dos rutas generales: el proceso térmico y el proceso húmedo, que incluye dos submétodos. El proceso húmedo domina en el sector comercial. El proceso térmico más costoso produce un producto más puro que se utiliza para aplicaciones en la industria alimentaria.
Mojado [editar]
El ácido fosfórico de proceso húmedo se prepara añadiendo ácido sulfúrico a roca de fosfato tricálcico, que se encuentra típicamente en la naturaleza como apatita. La reacción es:
Ca5 (PO4) 3X + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 CaSO4 · 2 H2O + HX
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donde X puede incluir OH, F, Cl y Br
La solución inicial de ácido fosfórico puede contener 23-33% de P2O5 (32-46% de H3PO4), pero puede concentrarse mediante la evaporación de agua para producir ácido fosfórico de calidad comercial o comercial, que contiene aproximadamente 54-62% de P2O5 (75 -85% H3PO4). Una mayor evaporación del agua produce ácido superfosfórico con una concentración de P2O5 superior al 70% (que corresponde a casi el 100% de H3PO4, sin embargo, comenzarán a formarse ácidos pirofosfóricos y polifosfóricos, lo que hará que el líquido sea altamente viscoso). [10] [11]
La digestión del mineral de fosfato usando ácido sulfúrico produce sulfato de calcio insoluble (yeso), que se filtra y elimina como fosfoyeso. El ácido del proceso en húmedo se puede purificar aún más al eliminar el flúor para producir ácido fosfórico de grado animal, o mediante la extracción con solvente y la eliminación de arsénico para producir ácido fosfórico de grado alimentario.
El proceso de nitrofosfato es similar al proceso húmedo, excepto que utiliza ácido nítrico en lugar de ácido sulfúrico. La ventaja de esta ruta es que el coproducto, el nitrato de calcio también es un fertilizante de plantas. Este método rara vez se emplea.
Térmico
El ácido fosfórico muy puro se obtiene quemando fósforo elemental para producir pentóxido de fósforo, que posteriormente se disuelve en ácido fosfórico diluido. Esta ruta produce un ácido fosfórico muy puro, ya que la mayoría de las impurezas presentes en la roca se han eliminado al extraer el fósforo de la roca en un horno. El resultado final es ácido fosfórico térmico de calidad alimentaria; sin embargo, para aplicaciones críticas, puede ser necesario un procesamiento adicional para eliminar los compuestos de arsénico.
El fósforo elemental es producido por un horno eléctrico. A una temperatura elevada, una mezcla de mineral de fosfato, sílice y material carbonoso (coque, carbón, etc.) produce silicato de calcio, gas de fósforo y monóxido de carbono. Los gases de salida P y CO de esta reacción se enfrían bajo agua para aislar el fósforo sólido. Alternativamente, los gases de salida P y CO pueden quemarse con aire para producir pentóxido de fósforo y dióxido de carbono.
Rutas de laboratorio
Un proceso demostrativo consiste en la oxidación del fósforo rojo por ácido nítrico.
1 / n Pn + 5 HNO3 → H2O + H3PO4 + 5 NO2
