استخدامات حمض الفوسفوريك

حمض الفوسفوريك المعروف أيضا باسم حمض orthophosphoric، ويتكون من H3PO4، وهو الحمض الأكثر أهمية من حيث الأكسجين في المركبات الفوسفورية، ويستخدم في صناعة أملاح الفوسفات للأسمدة، كما يستخدم في صناعة الأسمنت للأسنان، وفي تحضير مشتقات الألبومين، وفي صناعات السكر والنسيج، ويستخدم كنكهة حامضية تشبه الفاكهة في المنتجات الغذائية.

تعريف حمض الفوسفوريك واستخداماته المتعددة

يتميز حمض الفوسفوريك النقي بكونه مادة صلبة بلورية (نقطة انصهاره 42.35 درجة مئوية، أو 108.2 درجة فهرنهايت)، وفي شكل أقل تركيزًا، يتميز بأنه سائل شراب عديم اللون، ويتم إنتاج الحمض الخام من صخور الفوسفات، في حين يتم صناعة الحمض عالي النقاء من الفوسفور الأبيض.

يتكون حمض الفوسفوريك من ثلاثة أنواع من الأملاح المقابلة، حيث يمكن استبدال ذرة واحدة أو اثنتين أو ثلاث ذرات هيدروجين من بين الأملاح الفوسفاتية الهامة التالية: فوسفات ثنائي هيدروجين الصوديوم (NaH2PO4)، والذي يستخدم لتنظيم تركيز أيونات الهيدروجين في المحاليل (الحموضة)، وثنائي فوسفات الهيدروجين ثنائي الصوديوم (NaH2PO4)، والذي يستخدم في معالجة المياه كمرسب للكاتيونات المعدنية المشحونة بشدة، وثلاثي فوسفات الصوديوم (Na3PO4)، والذي يستخدم في صناعة الصابون والمنظفات، وفوسفات الكالسيوم ثنائي هيدروجين أو سوبر فوسفات الكالسيوم (Ca[H2PO4]2)، والذي يعد مكونا رئيسيا في الأسمدة، وفوسفات الكالسيوم مونوهيدروجين (CaHPO4)، والذي يستخدم كعامل تكييف للأملاح والسكريات.

تتفاعل جزيئات حمض الفوسفوريك في ظروف مناسبة، غالبًا في درجات حرارة عالية، لتشكيل جزيئات أكبر (عادة مع فقدان الماء)، وهكذا يتكون حمض ثنائي الفوسفوريك، أو بيروفوسفوريك (H4P2O7) من جزيئين من حمض الفوسفوريك وجزيء واحد على الأقل من الماء.

وهي سلسلة متجانسة بسيطة من الجزيئات طويلة السلسلة تسمى أحماض الفوسفوريك، بتركيبة عامة H (HPO3) nOH، حيث n = 2، 3، 4، .. أحماض ميتفوسفورية، (HPO3)n، حيث n = 3، 4، 5، … وهي فئة أخرى من أحماض الفوسفوريك البوليمرية.

وتتميز الأحماض الميتافوسفورية المعروفة ببنى جزيئية دورية ، يستخدم مصطلح حمض metaphosphoric أيضًا للإشارة إلى ، مادة لزجة عبارة عن خليط من كل من السلسلة الطويلة ، وأشكال الحلقة من (HPO3 n(، ويتم أيضًا تحضير الأشكال البوليمرية المختلفة لحمض الفوسفوريك ، عن طريق ترطيب أكاسيد الفوسفور.

معلومات شاملة عن حمض الفوسفورسيك

كما ذكرنا سابقًا حمض الفوسفوريك هو حمض غير عضوي يحتوي على الفوسفور ، عديم اللون والرائحة ، وحمض الفوسفوريك هو عامل عزل يربط العديد من الكاتيونات ثنائية التكافؤ ، بما في ذلك Fe ++ ، و Cu ++ ، و Ca ++ ، و Mg ++ ، ويستخدم حمض الفوسفوريك في طب الأسنان ، وتقويم الأسنان كمحلول حفر ، لتنظيف وتسخين أسطح الأسنان ، حيث سيتم وضع أدوات ، أو حشوات الأسنان.

بالإضافة إلى ذلك، يعتبر حمض الفوسفوريك مكونًا في العظام والأسنان، ويشارك في العديد من عمليات الأيض الغذائي. يظهر حمض الفوسفوريك على شكل سائل شفاف عديم اللون أو بلورات شفافة صلبة، ويتم حل المادة الصلبة النقية عندرة درجة حرارة 42.35 درجة مئوية، وبكثافة 1.834 جم/سم 3.

وعادة ما يكون السائل محلول مائي بنسبة 85٪ ، يتم شحنها على أنها مادة صلبة وسائلة ، تآكل المعادن والأنسجة ، تستخدم في صناعة الأسمدة ، والمنظفات وفي تجهيز الأغذية ، والفوسفات ملح حامض الفوسفوريك ، في الكيمياء العضوية ، الفوسفات ، أو الفوسفات العضوي ، هو استر حامض الفوسفوريك ، والفوسفات العضوي مهم في الكيمياء الحيوية والكيمياء الحيوية والبيئية.

الفوسفات (Pi) هو عنصر أساسي في الحياة، ويوجد عادة على شكل أيونات فوسفات حرة في النظم البيولوجية، ويطلق عليه الفوسفات غير العضوي لتمييزه عن الفوسفات المرتبط بإسترات الفوسفات المختلفة. يرمز الفوسفات غير العضوي عادة بـ Pi، ويتكون بشكل أساسي من مزيج من أيونات HPO2-4 و H2PO-4 عند درجة الحموضة الفسيولوجية (المحايدة).

يتواجد الفوسفات بكثرة في شكل فوسفات الأدينوزين (AMP و ADP و ATP) وفي DNA و RNA، ويمكن إطلاقه عن طريق تحلل ATP أو ADP، وهناك تفاعلات مشابهة بثنائي فوسفات النيوكليوسيد وثلاثي فوسفات.

تحتوي روابط Phosphoanhydride في ADP و ATP ، وكذلك في ثنائي فوسفات النيوكليوسيدات وثلاثي الفوسفات ، على كميات كبيرة من الطاقة التي تلعب دورا حيويا في جميع الكائنات الحية. يجب نقل الفوسفات بنشاط إلى الخلايا عبر التدرج الكهروكيميائي، وفي الفقاريات، يوجد نوعان من الناقلات غير المرتبطة بـ Na+ المسؤولة عن نقل Pi بفعالية.

ومن اللافت للنظر أن العائلتين تنقلان أنواع Pi مختلفة : بينما يفضل النوع الثاني من نقل Na+/Pi المشترك (SCL34) الفوسفات ثنائي التكافؤ (2)، يفضل النوع الثالث من نقل Na+/Pi المشترك (SLC20) الفوسفات أحادي التكافؤ (H2PO4).

وتتضمن عائلة SCL34 الأعضاء الهيدروجينية والكهربائية المحايدة التي يتم تعبيرها في أجهزة مختلفة وخلايا متنوعة، ومن خلال نشاطهم المنظم في الأغشية القمية للأمعاء والكلى، يحافظون على توازن الفوسفور في الجسم، ويؤديون دورا في تنظيم محتوى الفوسفور في السوائل البيولوجية في الغدد اللعابية والثدي والكبد والخصيتين.

وتلعب مستويات الفوسفات في الدم دورًا مهمًا في إرسال إشارات الهرمونات ، واستتباب العظام ، وفي تنظيم الغدد الصماء الكلاسيكي ، يؤدي انخفاض فوسفات المصل إلى إنتاج الكلى لهرمون سيكويد الستيرويد 1 ، 25-ديهيدروكسي فيتامين د 3 (1 ، 25 (OH) 2D3) ، كما يعمل هذا المستقلب النشط لفيتامين د على استعادة مستويات المعادن المتداولة (أي الفوسفات والكالسيوم) ، عن طريق زيادة الامتصاص في الأمعاء ، وإعادة امتصاص الكلى ، وتعبئة الكالسيوم والفوسفات من العظام.

وبالتالي ، يرتبط الفشل الكلوي المزمن بارتفاع نشاط هرمونات الغدة الدرقية ، مما يساهم في تليين العظام ، ومن المضاعفات الأخرى للفشل الكلوي المزمن ارتفاع مستويات الفوسفات في الدم. ارتفاع مستويات الفوسفات في الدم ، هو حالة شائعة بين مرضى غسيل الكلى وترتبط بزيادة خطر الوفاة.

وارتبط نقص فوسفات الدم (متلازمة العظام الجائعة) ، بانحرافات الكهارل بعد الجراحة ، وبعد استئصال جارات الدرق (PMID 17581921 ، 11169009 ، 11039261 ، 9159312 ، 17625581) ، وقد تم الاعتراف مؤخرًا بعامل نمو الخلايا الليفية 23 (FGF-23) كوسيط رئيسي لاستتباب الفوسفات ، وأبرز تأثيره هو الترويج لإفراز الفوسفات.

تم الكشف عن دور FGF-23 في حدوث الأمراض مثل ورم الجسم السائد وهشاشة فوسفات الدم الخبيث ونقص فوسفات الدم المرتبط بـ X ولين العظام المصاحب للأورام، حيث يتم ربط فقدان الفوسفات بمستويات منخفضة غير ملائمة.

المخاطر المحتملة من حمض الفوسفوريك

غالبًا ما يكون لدينا كمية قليلة من الفوسفور المتوفرة، ورغم العثور على الفوسفور بشكل طبيعي في العديد من الأطعمة واستخدام حمض الفوسفوريك كمضاف، فإن معظم الناس يحصلون على كمية كافية منه في نظامهم الغذائي.

كما يحتاج جسمك إلى الفوسفور ، ولكن الكثير منه يمكن أن يسبب مشاكل ، وتشير الدراسات الموثوق بها إلى أن الإفراط في تناول الفوسفور ، يمكن أن يعرضك لخطر الإصابة بهشاشة العظام وأمراض القلب ، ويعمل الكالسيوم والفوسفور معًا لتكوين أسنان وعظام صحية والحفاظ عليها ، ويجب أن تكون المعادن متوازنة لكي تكون فعالة.

كما يمكن للفوسفور أن يقلل من كمية الكالسيوم في جسمك، مما يؤدي إلى فقدان العظام، وقد يضعف قدرة الجسم أيضا على استخدام المعادن الأخرى مثل الحديد والزنك والمغنيسيوم، ويعتبر حمض الفوسفوريك خطيرا إذا تعرضت له كمادة كيميائية، ويمكن أن تهيج الأبخرة السامة الجلد، والعينين، والجهاز التنفسي الخاص بك.