¿Qué es el Ácido Fosfórico?
El ácido fosfórico es uno de los tres elementos principales de los abonos, junto con el nitrógeno y el potasio, y es un oxoácido del fósforo. También se le denomina ácido ortofosfórico u ortofosfórico. Favorece la floración y fructificación de las plantas y es un componente importante de los genes ADN y ARN y de las membranas celulares de los organismos vivos. El ácido fosfórico es esencial para el funcionamiento de la vida.
Como recurso natural, el fósforo existe en forma de mineral de fosfato, cuyo agotamiento es motivo de preocupación. Los métodos industriales de producción de ácido fosfórico incluyen métodos secos y húmedos.
Usos del Ácido Fosfórico
El ácido fosfórico se utiliza ampliamente en aplicaciones industriales como materia prima para diversos fosfatos, abrasivos químicos para aluminio, inhibidores de óxido de metales, agentes de limpieza de metales, agentes de limpieza de latas y auxiliares refractarios, agentes de preparación de pinturas, lodos activados, fertilizantes fosfatados y reactivos.
En aplicaciones alimentarias, puede utilizarse como materia prima de fosfatos para acidificantes en diversas bebidas, ajustadores de pH para la elaboración de cerveza y aditivos en zumos, colas y otros alimentos.
También se utiliza como materia prima para auxiliares de tintura, catalizadores petroquímicos y aditivos farmacéuticos.
Propiedades del Ácido Fosfórico
El ácido fosfórico tiene un punto de fusión de 42,35°C y un punto de ebullición de 407°C. Fundido, es un líquido incoloro y transparente.
Es soluble en agua, alcohol y éter. El ácido fosfórico anhidro líquido es un medio ácido fuerte y presenta una elevada conductividad eléctrica.
Estructura del Ácido Fosfórico
La fórmula química del ácido fosfórico se expresa como H3PO4. Su masa molar es de 98,00 g/mol y su densidad a 25°C es de 1,892. El ácido fosfórico puro forma cristales inestables del sistema ortorrómbico.
Los iones fosfato adoptan una estructura tetraédrica. La distancia de enlace entre el fósforo y el oxígeno (P-O) es de 152 pm en los cristales de fosfato de aluminio.
Más Informaciones sobre el Ácido Fosfórico
1. Cómo se sintetiza el Ácido Fosfórico
La combustión del fósforo produce pentóxido de difósforo que, disuelto en una solución diluida de ácido fosfórico, produce ácido fosfórico puro. Este método de síntesis térmica es respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, hay que eliminar las impurezas del fósforo extraído.
El ácido fosfórico puede obtenerse haciendo reaccionar ácido sulfúrico de alrededor del 35% con mineral de fosfato. Este método de síntesis húmeda puede purificarse por filtración. Sin embargo, pueden mezclarse impurezas como el ácido fluorhídrico, lo que lo hace menos puro que el método de síntesis térmica.
2. Estructura de los Iones Fosfato
El ácido fosfórico es un ácido trivalente. En solución acuosa, se ioniza, liberando tres iones hidrógeno. La primera etapa de ionización produce el ion dihidrógeno fosfato (H2PO4-), la segunda etapa de disociación el ion monohidrógeno fosfato (HPO42-) y la tercera etapa de disociación el ion fosfato (PO43-).
Los valores de pKa a 25 °C son pKa1 = 2,12, pKa2 = 7,21 y pKa3 = 12,67 respectivamente.
3. Reacción de Deshidratación del Ácido Fosfórico
Cuando se calienta el ácido fosfórico, se produce una reacción de deshidratación. La mezcla que se forma al calentarse se denomina ácido fosfórico fuerte y tiene un grave efecto sobre los metales a altas temperaturas.
Concretamente, a 150 °C se vuelve anhidro, y a 200 °C dos moléculas de ácido fosfórico reaccionan para formar gradualmente ácido pirofosfórico. También se producen ácidos fosfóricos condensados de orden superior y, por encima de 300 °C, se forma ácido metafosfórico cuando se desorbe una molécula de agua por unidad de ácido fosfórico. El ácido metafosfórico, también llamado ácido polifosfórico, es un compuesto condensado deshidratado del ácido fosfórico.
Ambos tienen la estructura de varios PO4 tetraédricos unidos por puentes de átomos de oxígeno, mientras que el ácido polifosfórico es un ácido ciclofosfórico con PO4 unidos en forma de anillo. La deshidratación produce pentóxido de difósforo (decapóxido de tetrafosforo), aunque es difícil deshidratarlo más. El pentóxido de difósforo reacciona violentamente con el agua y se utiliza como agente desecante.
4. El Ácido Fosfórico y la Salud
El fósforo es un elemento que se encuentra en los alimentos de origen biológico, como las verduras y la carne. El ácido fosfórico se utiliza como aditivo para dar acidez a alimentos y bebidas.
El fósforo en sí es un mineral necesario para el cuerpo humano; la cantidad diaria estándar para adultos de 18 a 49 años está fijada por el Ministerio de Sanidad, Trabajo y Bienestar (MHLW). Según la norma de ingesta, los hombres deben consumir 1.050 mg y las mujeres 900 mg. El límite máximo para ambos sexos es de 3.500 mg.