Калий фосфорнокислый: технические характеристики и применение
Калий фосфорнокислый (ортофосфат калия) неорганическое соединение, выпускаемое в виде кристаллического порошка или гранул белого цвета. В зависимости от степени замещения атомов водорода в молекуле ортофосфорной кислоты различают три формы: однозамещенный (монокалийфосфат, KHPO), двузамещенный (дикалийфосфат, KHPO) и трехзамещенный (трикалийфосфат, KPO). Продукт характеризуется высокой растворимостью в воде от 222 до 330 г/л при температуре 20C в зависимости от формы, pH водных растворов варьируется от 4,5 до 12,0.
Вещество применяется в качестве компонента буферных растворов, источника ионов калия и фосфат-ионов в лабораторной практике, а также как технологическая добавка в промышленных процессах. Калий фосфорнокислый выпускается в соответствии с ГОСТ 4198-83 (для реактивов квалификации ч.д.а. и х.ч.) и ГОСТ 2493-75 (для технических марок). Массовая доля основного вещества в реактивных марках составляет не менее 99,5 %, содержание нерастворимых в воде примесей не превышает 0,002 %.
Физико-химические показатели
Ключевые параметры, определяющие пригодность калия фосфорнокислого для конкретных технологических задач:
- молярная масса от 136,09 до 212,27 г/моль в зависимости от формы;
- температура плавления от 253 до 1340C (разложение трехзамещенной формы);
- насыпная плотность от 800 до 1100 кг/м;
- массовая доля PO от 22,8 до 33,2 %;
- массовая доля KO от 34,6 до 66,5 %.
| Форма | Формула | pH раствора (1 %) | Растворимость при 20C, г/л | Массовая доля KO, % |
|---|---|---|---|---|
| Монокалийфосфат | KHPO | от 4,5 до 4,7 | 222 | 34,6 |
| Дикалийфосфат | KHPO | от 8,7 до 9,3 | 330 | 54,0 |
| Трикалийфосфат | KPO | от 11,5 до 12,0 | 310 | 66,5 |
Области применения
Калий фосфорнокислый востребован в следующих отраслях и технологических процессах:
- приготовление буферных растворов в аналитической химии и биохимических исследованиях фосфатный буфер с диапазоном pH от 5,8 до 8,0;
- производство питательных сред для культивирования микроорганизмов в микробиологии и фармацевтике;
- компонент кристаллизационных ванн при выращивании монокристаллов KDP (дигидрофосфата калия) для оптоэлектроники и лазерной техники;
- антифризная и огнезащитная добавка в составах для пропитки древесины и текстильных материалов;
- регулятор кислотности и стабилизатор консистенции в пищевой промышленности (E340);
- компонент электролитов для химических источников тока и гальванических процессов.
В лабораторной практике калий фосфорнокислый применяется для приготовления титрованных растворов, осаждения труднорастворимых фосфатов металлов, а также как исходное вещество при синтезе комплексных соединений. В системах водоподготовки ортофосфат калия используется для ингибирования коррозии углеродистых сталей в оборотных циклах охлаждения при концентрациях от 5 до 15 мг/л.
Условия хранения и меры безопасности
Калий фосфорнокислый относится к малоопасным веществам (III класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76). Продукт гигроскопичен, поэтому хранение осуществляется в герметичной упаковке полиэтиленовых мешках с вкладышем или многослойных бумажных мешках с полиэтиленовым слоем. Рекомендуемый температурный режим хранения от 20 до +30C при относительной влажности воздуха не более 75 %. Срок хранения реактивных марок 3 года, технических 5 лет с даты изготовления.
При работе с порошком необходимо использовать средства индивидуальной защиты органов дыхания (респиратор типа Лепесток), защитные очки и перчатки из нитрилового каучука. Пыль продукта при попадании на слизистые оболочки вызывает раздражение. При рассыпании продукта допускается сухая уборка с последующей нейтрализацией остатков 1 % раствором уксусной кислоты.
Вопросы и ответы (FAQ)
Чем отличается калий фосфорнокислый однозамещенный от двузамещенного?
Различие заключается в количестве атомов калия в молекуле и, соответственно, в кислотно-основных свойствах водных растворов. Однозамещенная форма (KHPO) дает кислую среду с pH от 4,5 до 4,7, двузамещенная (KHPO) слабощелочную с pH от 8,7 до 9,3. Выбор формы определяется требуемым значением pH рабочего раствора.
Какая квалификация реактива доступна для лабораторных работ?
Для аналитических и исследовательских задач поставляется калий фосфорнокислый квалификаций х.ч. (химически чистый) и ч.д.а. (чистый для анализа) по ГОСТ 4198-83. Содержание основного вещества не менее 99,5 %, примеси тяжелых металлов нормируются на уровне от 0,0005 до 0,001 %.
Допустимо ли использовать калий фосфорнокислый в пищевых производствах?
Да, трехзамещенный и двузамещенный ортофосфат калия зарегистрирован как пищевая добавка E340. Применяется как регулятор кислотности и влагоудерживающий агент в производстве мясных продуктов, плавленых сыров и хлебобулочных изделий. Требования к качеству регламентируются ТР ТС 029/2012.
Какой срок хранения у калия фосфорнокислого?
Для реактивных марок (х.ч., ч.д.а.) гарантийный срок хранения составляет 3 года, для технических марок 5 лет. Условия хранения: герметичная тара, температура от 20 до +30C, влажность не более 75 %. По истечении срока хранения продукт подлежит повторному входному контролю.
