Phosphoric Acid - Axit Photphoric - H3PO4

Phosphoric Acid là gì? Ứng dụng, tính chất và vai trò quan trọng của Axit Photphoric trong công nghiệp hiện đại

Khi nhắc đến các acid vô cơ quen thuộc trong phòng thí nghiệm và công nghiệp, Phosphoric Acid - Axit Photphoric - H3PO4 luôn nằm trong nhóm những hợp chất được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi nhất. Nhưng đằng sau vẻ “hiền lành” của một acid trung tính là cả một thế giới phản ứng hóa học phức tạp, nơi H₃PO₄ đóng vai trò vừa là chất phản ứng, vừa là chất điều chỉnh, vừa là tiền chất của vô số vật liệu và hợp chất quan trọng. Bạn có bao giờ tự hỏi vì sao Axit Photphoric lại có mặt trong cả phân bón, dược phẩm, đến cả thực phẩm và xử lý kim loại? Hãy cùng khám phá sâu hơn trong bài viết này.

Thông tin sản phẩm

Tên sản phẩm: Phosphoric Acid

Tên gọi khác: Axit Phosphoric, Axit Photphoric, Acid Fosfor, Axit orthophosphoric

Công thức: H3PO4

Số CAS: 7664-38-2

Xuất xứ: Hàn Quốc - KOREA

Quy cách: 35kg/can

Ngoại quan: Dạng lỏng nhớt, không màu, trong suốt có mùi mạnh và vị chua.

Hotline: 0972.835.226

1. Phosphoric Acid - Axit Photphoric - H3PO4 là gì?

Phosphoric Acid (H₃PO₄), hay Axit Photphoric, là một axit vô cơ có độ mạnh trung bình, đóng vai trò nền tảng trong nhiều phản ứng hóa học. Ở điều kiện thường, H₃PO₄ tồn tại dạng lỏng trong suốt, không màu, dễ tan trong nước và có tính hút ẩm cao.

Cấu trúc phân tử gồm một nguyên tử photpho liên kết cộng hóa trị với ba nhóm hydroxyl (-OH) và một nguyên tử oxy kép (=O), tạo nên cấu hình tứ diện ổn định. Nhờ đặc tính này, H₃PO₄ có khả năng tạo phức, tham gia phản ứng trao đổi ion, trung hòa bazơ và hình thành muối phosphate – những phản ứng đặc trưng trong hóa học vô cơ.

Trong lĩnh vực hóa chất công nghiệp, Phosphoric Acid được xem là hợp chất trung gian quan trọng, vừa là nguồn cung photpho, vừa là tác nhân điều chỉnh môi trường pH trong nhiều quá trình tổng hợp và xử lý vật liệu.

2. Nguồn gốc và cách sản xuất Acid Phosphoric - Axit Photphoric - H3PO4

Axit Photphoric (H₃PO₄) được sản xuất chủ yếu từ hai nguồn chính: quặng photphat tự nhiên và phosphorus nguyên tố. Hai quy trình công nghiệp phổ biến hiện nay là quy trình ướt (Wet Process) và quy trình nhiệt (Thermal Process).

Quy trình ướt (Wet Process):

Đây là phương pháp sản xuất chủ đạo trong công nghiệp phân bón. Quặng apatit hoặc phosphorit (chứa Ca₅(PO₄)₃F) được cho phản ứng với acid sulfuric (H₂SO₄) theo phương trình:

Ca₅(PO₄)₃F + 5H₂SO₄ + 10H₂O → 3H₃PO₄ + 5CaSO₄·2H₂O + HF

Axit Photphoric thu được có độ tinh khiết trung bình. Thường dùng trong sản xuất phân bón phosphate, thức ăn chăn nuôi hoặc xử lý nước.

Quy trình nhiệt (Thermal Process):

Phương pháp này dựa trên quá trình đốt cháy phosphorus nguyên tố (P₄) trong oxy để tạo P₄O₁₀. Sau đó hòa tan sản phẩm oxy hóa này trong nước để tạo ra H₃PO₄ có độ tinh khiết cao:

P₄ + 5O₂ → P₄O₁₀
P₄O₁₀ + 6H₂O → 4H₃PO₄

Loại H₃PO₄ thu được bằng quy trình nhiệt được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm (food grade), dược phẩm, sản xuất chất tẩy rửa, và linh kiện điện tử – nơi yêu cầu độ tinh khiết cực cao.

So sánh hai phương pháp:

Quy trình ướt ưu tiên sản lượng lớn và chi phí thấp, trong khi quy trình nhiệt tạo ra sản phẩm tinh khiết hơn, phù hợp cho ứng dụng cao cấp. Việc lựa chọn quy trình phụ thuộc vào mục đích sử dụng cuối cùng và yêu cầu kỹ thuật của từng ngành công nghiệp.

3. Tính chất lý hóa của Acid Phosphoric - Axit Photphoric - H3PO4

Tính chất vật lý của Axit Phosphoric

• Trạng thái: Ở điều kiện thường, axit phosphoric tồn tại dạng chất lỏng trong suốt hoặc tinh thể không màu, dễ chảy và hút ẩm mạnh.

• Màu sắc: Thông thường không màu, nhưng dung dịch kỹ thuật có thể có sắc vàng nhạt do tạp chất.

• Mùi: Có mùi nhẹ, hơi khó chịu, đặc trưng của hợp chất photphat.

• Tính hút ẩm: H₃PO₄ hấp thụ hơi nước mạnh từ không khí, dễ tạo dung dịch axit đặc sánh.

• Nhiệt độ nóng chảy: Khoảng 42,35°C, chuyển sang dạng lỏng nhớt khi được làm ấm nhẹ.

• Tỷ trọng: Xấp xỉ 1,685 g/cm³ ở 20°C.

• Độ tan: Tan hoàn toàn trong nước, ethanol và glycerol. Dung dịch thu được đồng nhất, trong suốt và ổn định.

• Tính bay hơi: Không dễ bay hơi, an toàn hơn nhiều so với các axit vô cơ mạnh như H₂SO₄ hay HCl.

Tính chất hóa học của Axit Phosphoric

• Tính axit trung bình: H₃PO₄ là axit ba nấc (triprotic acid), có khả năng phân ly tạo ion H⁺ theo ba bước:

  H₃PO₄ ⇌ H⁺ + H₂PO₄⁻
  H₂PO₄⁻ ⇌ H⁺ + HPO₄²⁻
  HPO₄²⁻ ⇌ H⁺ + PO₄³⁻
  Mỗi giai đoạn có hằng số phân ly khác nhau, thể hiện tính axit giảm dần theo từng nấc.

• Phản ứng với kim loại: Axit phản ứng với một số kim loại hoạt động mạnh như Zn, Fe, Al, sinh khí H₂ và tạo muối phosphate kim loại.

  2Al + 2H₃PO₄ → 2AlPO₄ + 3H₂↑

• Phản ứng với bazơ: Tác dụng với NaOH, KOH, Ca(OH)₂... tạo thành muối phosphate và nước.

  3NaOH + H₃PO₄ → Na₃PO₄ + 3H₂O

• Phản ứng ester hóa: H₃PO₄ phản ứng với rượu (ROH) tạo este phosphat (R₃PO₄) – thành phần phổ biến trong chất tẩy rửa và phụ gia công nghiệp.

• Tính oxi hóa và khử: Trong một số điều kiện, H₃PO₄ có thể tham gia phản ứng oxi hóa – khử nhẹ, đặc biệt khi đun nóng hoặc kết hợp với các axit mạnh khác.

• Phản ứng ngưng tụ: Khi đun trên 213°C, H₃PO₄ mất nước và hình thành Pyrophosphoric Acid (H₄P₂O₇), hoặc các Polyphosphate có ứng dụng trong phân bón và chất xử lý kim loại.

Hiện tượng hóa học đáng chú ý

• Khi đun nóng nhẹ, dung dịch axit trở nên nhớt hơn do liên kết hydro giữa các phân tử tăng.

• Axit có khả năng làm tan oxit kim loại, vì vậy thường được ứng dụng trong làm sạch bề mặt kim loại trước khi mạ hoặc sơn phủ.

• Với tính tan cao và khả năng ổn định pH, H₃PO₄ được dùng phổ biến trong xử lý nước, phân bón, dệt nhuộm, thực phẩm và công nghiệp điện tử.

4. Ứng dụng của Axit Photphoric - Phosphoric Acid - H3PO4

4.1. Phosphoric Acid dùng trong phân bón

Ứng dụng:
Phosphoric Acid được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp phân bón để sản xuất superphosphate, DAP (Diammonium Phosphate) và MAP (Monoammonium Phosphate). Đây là các dạng phân bón cung cấp dinh dưỡng photpho tan nhanh cho cây trồng. Giúp rễ phát triển khỏe, tăng năng suất và cải thiện chất lượng nông sản. Nhờ khả năng phản ứng mạnh với amoniac và đá phosphate, phosphoric acid dùng trong phân bón trở thành nguyên liệu trung gian không thể thay thế trong công nghiệp hóa chất nông nghiệp.

Cơ chế hoạt động:
Phosphoric Acid phản ứng với đá phosphate Ca₃(PO₄)₂, tạo muối Ca(H₂PO₄)₂ tan trong nước – dạng cây dễ hấp thu. Ngoài ra, khi phản ứng với amoniac, nó sinh ra NH₄H₂PO₄ (MAP) và (NH₄)₂HPO₄ (DAP), cung cấp đồng thời N và P cho cây trồng. Phản ứng điển hình:
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2.
Hiện tượng vật lý quan sát được là sự hòa tan mạnh mẽ của khoáng chất, giải phóng nhiệt nhẹ, tạo dung dịch sệt đặc có tính acid cao.

4.2. Phosphoric acid xử lý nước thải công nghiệp

Ứng dụng:
Phosphoric acid xử lý nước thải là một giải pháp hiệu quả để loại bỏ các ion kim loại nặng như Pb²⁺, Cd²⁺, Zn²⁺ và Cu²⁺ trong nước thải công nghiệp. Dung dịch H₃PO₄ được sử dụng tại giai đoạn trung hòa hoặc tạo kết tủa. Giúp giảm độc tính, đồng thời ổn định pH hệ xử lý. Các nhà máy xi mạ, luyện kim và in ấn thường sử dụng hướng dẫn sử dụng phosphoric acid xử lý nước thải ở nồng độ từ 0,05–0,2 mol/L. Tùy vào hàm lượng kim loại và điều kiện hệ thống.

Cơ chế hoạt động:
Ion PO₄³⁻ trong dung dịch H₃PO₄ phản ứng với các ion kim loại nặng tạo thành muối phosphate không tan. Ví dụ Pb₃(PO₄)₂ hoặc Zn₃(PO₄)₂. Phản ứng kết tủa:
3Pb²⁺ + 2PO₄³⁻ → Pb₃(PO₄)₂↓.
Hiện tượng quan sát được là sự hình thành lớp kết tủa trắng hoặc xám nhạt, dễ lắng. Giúp loại bỏ kim loại khỏi nước thải. Quá trình này còn hỗ trợ cân bằng pH, tránh ăn mòn hệ thống xử lý.

4.3. Ứng dụng trong ngành giấy

Ứng dụng:
Phosphoric acid ngành giấy được dùng như chất điều chỉnh pH và chất ổn định trong quá trình xử lý bột giấy và tẩy trắng. Nó giúp kiểm soát độ kiềm, ngăn hiện tượng kết tủa ion kim loại (Fe³⁺, Mn²⁺) làm biến màu sản phẩm. Đặc biệt, trong sản xuất giấy cao cấp, phosphoric acid liều lượng sử dụng cho xử lý giấy thường nằm trong khoảng 0,1–0,3% khối lượng khô để đạt hiệu quả tối ưu mà không gây ăn mòn thiết bị.

Cơ chế hoạt động:
H₃PO₄ đóng vai trò acid yếu, phản ứng nhẹ với các ion kim loại trong dung dịch bột giấy để tạo muối phosphate bền. Tránh tạo màu hoặc oxy hóa cellulose. Đồng thời, nó điều chỉnh pH ở mức 6–7, giúp quá trình tẩy trắng diễn ra ổn định, giảm tiêu hao hóa chất tẩy.

Phosphoric Acid điều chỉnh pH

4.4. Phosphoric Acid ngành dệt nhuộm

Ứng dụng:
Trong phosphoric acid ngành dệt nhuộm, H₃PO₄ được sử dụng làm chất điều chỉnh pH và xúc tiến phản ứng nhuộm trên sợi tổng hợp như polyester hoặc nylon. Acid này giúp kiểm soát tốc độ ion hóa. Đảm bảo thuốc nhuộm thấm sâu và bền màu. Các nhà máy nhuộm sử dụng dung dịch H₃PO₄ ở nồng độ thấp (0,05–0,2%) để điều chỉnh môi trường acid nhẹ cho quá trình nhuộm.

Cơ chế hoạt động:
Phosphoric Acid proton hóa nhóm amino hoặc ester trên sợi, làm tăng ái lực giữa phân tử thuốc nhuộm và bề mặt sợi polymer. Ngoài ra, nó còn tạo phức ổn định với ion kim loại có trong thuốc nhuộm. Giúp tránh hiện tượng loang màu và giảm lượng muối dư trong nước thải sau nhuộm.

4.5. Phosphoric Acid làm thức uống (food grade)

Ứng dụng:
Phosphoric acid làm thức uống (food grade) được sử dụng trong nước giải khát có gas. Đặc biệt là cola, nhằm tạo vị chua dịu và ổn định pH. Acid này giúp cân bằng hương vị, tránh kết tủa muối canxi – magie và tăng cảm giác sảng khoái khi uống. Liều lượng sử dụng thường chỉ khoảng 0,05–0,1% để đảm bảo an toàn thực phẩm.

Cơ chế hoạt động:
Phosphoric Acid tham gia điều chỉnh pH dung dịch về mức 2,5–3, giúp hạn chế sự phát triển của vi sinh vật. Ngoài ra, acid này còn liên kết với ion kim loại trong nước tạo phức chất. Ngăn cặn kết tủa, duy trì độ trong suốt của sản phẩm.

4.6. Ứng dụng trong xử lý và khử kim loại nặng

Ứng dụng:
Trong lĩnh vực môi trường, phosphoric acid khử kim loại nặng là một bước trung gian quan trọng để cố định và loại bỏ ion độc hại trong chất thải rắn và nước thải. H₃PO₄ được trộn trực tiếp vào bùn thải hoặc dung dịch chứa kim loại nhằm tạo lớp phosphate bảo vệ và bất động hóa các ion độc.

Cơ chế hoạt động:
Khi tiếp xúc với dung dịch chứa kim loại nặng, ion PO₄³⁻ tạo kết tủa không tan như FePO₄, Zn₃(PO₄)₂, hoặc Pb₃(PO₄)₂. Làm giảm đáng kể khả năng di chuyển của kim loại trong môi trường. Hiện tượng thường thấy là kết tủa trắng mịn, dễ lọc. Đồng thời giúp giảm độc tính sinh học của nước thải.

4.7. Ứng dụng trong tẩy rửa và làm sạch kim loại

Ứng dụng:
Phosphoric acid làm sạch kim loại là một ứng dụng phổ biến trong ngành mạ điện, ô tô và sản xuất thép. H₃PO₄ được dùng để tẩy gỉ, loại oxit và dầu mỡ trước khi mạ hoặc sơn phủ. Giúp tăng độ bám dính của lớp phủ bề mặt.

Cơ chế hoạt động:
Phosphoric Acid phản ứng với lớp oxit kim loại (Fe₂O₃, Fe₃O₄) tạo thành FePO₄ và Fe(H₂PO₄)₃, những hợp chất bền, không tan. Phản ứng:
Fe₂O₃ + 2H₃PO₄ → 2FePO₄ + 3H₂O.
Hiện tượng vật lý là bề mặt kim loại chuyển sang màu xám nhạt, nhẵn mịn. Và có khả năng chống oxy hóa tạm thời, giúp quá trình mạ hoặc sơn diễn ra đồng đều.

Đọc thêm: hướng dẫn sử dụng phosphoric acid xử lý nước thải; phosphoric acid và mono ammonium phosphate (MAP) so sánh

5. Cách bảo quản và sử dụng Acid Phosphoric - Axit Photphoric - H3PO4

Cách bảo quản Acid Phosphoric

Axit Photphoric (H₃PO₄) là một hợp chất có tính ăn mòn nhẹ, hút ẩm mạnh, vì vậy cần được bảo quản trong điều kiện ổn định để duy trì chất lượng và hạn chế rủi ro phản ứng phụ.

1. Vật liệu chứa đựng:
   Axit nên được bảo quản trong thùng nhựa polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC) hoặc thép không gỉ 316L. Tuyệt đối tránh chứa trong thùng sắt, nhôm hoặc kẽm vì H3PO4 phản ứng với kim loại, sinh ra khí hydro (H₂) gây nguy cơ cháy nổ.
   → Phản ứng minh họa:
   2Al + 2H₃PO₄ → 2AlPO₄ + 3H₂↑

2. Điều kiện môi trường:
   Nhiệt độ bảo quản lý tưởng từ 15–25°C, tránh ánh nắng trực tiếp và nơi có độ ẩm cao. H₃PO₄ dễ hút nước, dẫn đến tăng nồng độ ion H⁺ và giảm độ tinh khiết.

3. An toàn hóa chất:
   Khi lưu trữ, cần đóng kín nắp, dán nhãn cảnh báo “Acid ăn mòn”, “Không trộn với kim loại”. Kho cần thông thoáng, có khay chống tràn, và trang bị bình trung hòa kiềm (Na₂CO₃ hoặc NaHCO₃) để xử lý sự cố rò rỉ nhỏ.

4. Thời hạn sử dụng:
   Nếu được niêm kín đúng cách, axit có thể bảo quản trong 12–24 tháng mà không bị phân hủy. Tuy nhiên, nên định kỳ kiểm tra độ tinh khiết (≥ 85%) để đảm bảo chất lượng cho các ứng dụng công nghiệp hoặc phân tích.

Cách sử dụng Acid Phosphoric

Axit Photphoric có nhiều ứng dụng, từ công nghiệp đến nông nghiệp và xử lý nước. Việc sử dụng đúng cách giúp đạt hiệu suất cao và đảm bảo an toàn lao động.

1. Nguyên tắc chung khi pha loãng: Khi cần pha loãng, phải rót acid vào nước, không được làm ngược lại. Do tính tỏa nhiệt mạnh khi hòa tan, nếu rót nước vào acid có thể gây sôi bắn nguy hiểm.
   → Hiện tượng vật lý: phản ứng hòa tan tỏa nhiệt. Tạo sương acid trắng và có thể ăn mòn da.

2. Tỷ lệ sử dụng theo mục đích:

   • Xử lý nước thải: Dùng dung dịch H₃PO₄ 0,05–0,2 mol/L để trung hòa và tạo kết tủa kim loại nặng.

   • Điều chỉnh pH trong dệt nhuộm: Sử dụng nồng độ 0,05–0,1% để duy trì pH từ 5,5–6,5.

   • Ngành giấy: Liều lượng khoảng 0,1–0,3% khối lượng bột khô. Giúp ổn định môi trường phản ứng và ngăn ion kim loại.

   • Tẩy rửa kim loại: Dùng dung dịch 10–15% H₃PO₄ để loại oxit sắt hoặc cặn bẩn trên bề mặt thép, nhôm trước khi mạ hoặc sơn.

   • Phosphoric acid dùng trong phân bón: Dung dịch cô đặc 50–85% được phản ứng trực tiếp với amoniac hoặc đá phosphate.

3. Lưu ý khi thao tác:

   • Luôn mang găng cao su chống acid, kính bảo hộ, mặt nạ lọc hơi acid khi thao tác.

   • Không dùng dụng cụ bằng kim loại nhẹ; nên dùng nhựa chịu acid hoặc thủy tinh borosilicate.

   • Khi rơi vãi, trung hòa ngay bằng Na₂CO₃ hoặc vôi Ca(OH)₂ rồi rửa bằng nước sạch.

4. Biện pháp xử lý sự cố:

   • Nếu tiếp xúc da: rửa bằng nước liên tục 15 phút.

   • Nếu hít phải hơi acid: di chuyển ra nơi thoáng khí, nghỉ ngơi và hỗ trợ hô hấp nếu cần.

   • Nếu tràn ra sàn: rào chắn khu vực, trung hòa bằng Na₂CO₃. Thu gom dung dịch trung hòa để xử lý theo quy định môi trường.

An toàn khi sử dụng:

• Để đảm bảo an toàn, hãy đeo kính bảo hộ, găng tay hóa chất và áo bảo hộ khi làm việc với axit phosphoric.
• Sử dụng axit phosphoric trong một không gian có đủ thông gió hoặc trong các thiết bị hút hóa chất để hạn chế tiếp xúc với hơi axit.
• Tránh hít phải hơi axit và tiếp xúc với da hoặc mắt. Nếu tiếp xúc xảy ra, hãy rửa ngay bằng nước sạch và tham khảo ý kiến y tế nếu cần thiết.
• Không uống hoặc ăn bất kỳ sản phẩm chứa axit phosphoric.
• Lưu ý không trộn axit phosphoric với các chất khác mà không có hướng dẫn hoặc hiểu rõ về tương tác của chúng.

5. Tư vấn về Phosphoric Acid - Axit Photphoric - H3PO4 tại Hà Nội, Sài Gòn

Quý khách có nhu cầu tư vấn Phosphoric Acid - Axit Photphoric - H3PO4. Hãy liên hệ ngay số Hotline 086.818.3331 - 0972.835.226. Hoặc truy cập trực tiếp website tongkhohoachatvn.com để được tư vấn và hỗ trợ trực tiếp từ hệ thống các chuyên viên.

Tư vấn Phosphoric Acid - Axit Photphoric - H3PO4. 

Giải đáp Phosphoric Acid - Axit Photphoric - H3PO4 qua KDCCHEMICAL. Hỗ trợ cung cấp thông tin Phosphoric Acid - Axit Photphoric - H3PO4 tại KDCCHEMICAL.

Hotline:  086.818.3331 - 0972.835.226

Zalo : 086.818.3331 - 0972.835.226

Web: tongkhohoachatvn.com

Mail: kdcchemical@gmail.com

Cập nhật lúc 15:31 Thứ Năm, 30/10/2025