Ácido Fosfórico

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Ácido Fosfórico
Da metalurgia aos refrigerantes
November 30, 2011
Um quadro das propriedades, reações químicas, aplicações e diversos dados do principal ácido
derivado do elemento fósforo.
Artigo já disponível em nosso site: https://sites.google.com/site/scientiaestpotentiaplus/acido-fosforico
1.Definições
 
Ácido fosfórico ou ácido ortofosfórico é um composto químico de fórmula molecular H PO ,
sendo classificado, dentre os ácidos minerais, como um ácido fraco, oxiácido derivado do anidrido
fosfórico. É o mais importante dos ácidos derivados do fósforo.
 
Planta de produção de ácido fosfórico (www.ffbl.com.pk). 
 
2.Sinônimos, Nomenclatura, Classificações
 
O ácido fosfórico é também conhecido, além do mais usual nome ácido ortofosfórico como ácido
fosfórico (V) (devido ao estado de oxidação do fósforo em sua molécula) e fosfato de hidrogênio.
As moléculas do ácido ortofosfórico podem combinar-se entre si formando uma variedade de
compostos ao quais nos referimos como ácidos fosfóricos, mas de um modo geral. O termo ácido
fosfórico pode também se referir a um produto químico ou reagente consistindo de ácidos
fosfóricos, normalmente o ácido ortofosfórico.
Abstract
3 4
Authors
Quiumento Francisco
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A maioria das pessoas e químicos referem-se ao ácido ortofosfórico simplesmente como ácido
fosfórico, o qual é o nome na IUPAC para este composto. O prefixo orto é usado para distinguir o
ácido de outros ácidos fosfóricos, chamados polifosfóricos.
 
3.Estrutura e Composição Química da Substância Pura
 
Modelos da molécula do ácido fosfórico:
 
(Editado de scienceblogs.com e Wikipedia) 
 
Tendo fórmula química H PO , observa-se que o ácido sulfúrico é composto de hidrogênio (H),
fósforo (P) e oxigênio (O) nas seguintes proporções em unidades de massa atômica:
 Hidrogênio: 3 átomos x 1,00794 ua = ua correspondendo a aproximadamente 3,0856 % do total.
 Fósforo: 1 átomo x 30,973762 ua = 30,973762 ua correspondendo a aproximadamente 31,6074 %
do total.
 Oxigênio 4 átomos x 15,9994 ua = 63,9976 ua correspondendo a aproximadamente 65,3068 % do
total.
 Totalizando uma massa molecular de 97,9951 ua.
 
Distâncias atômicas da molécula do ácido ortofosfórico.
 
3 4
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O estado de oxidação do fósforo (P) no ácido ortofosfórico e outros ácidos fosfóricos é +5; o estado
de oxidação de todos os átomos de oxigênio (O) é -2 e de todos os átomos de hidrogênio (H) é +1.
 
Um esquema da distribuição dos elétrons na molécula de ácido ortofosfórico (elmhurst.edu):
 
 
4.Propriedades Físicas
 
Densidade: 1,684 típica.
Massa molecular: 97,97 g/mol
pH: < 1 (da solução 85%)
Ponto de congelamento: 21ºC. O ácido fosfórico anidro puro, a temperatura e pressão ambiente,
é um sólido branco que funde-se a 42.35 °C formando um líquido incolor e viscoso.
Ponto de ebulição: 158ºC.
Pressão de vapor: (mmHg, 25ºC) 2,24 (água).
Solubilidade em água: Completa, 100%.
Concentração: 85% em água (usual na comercialização)
É uma molécula muito polar, consequentemente é muito solúvel em água e solúvel em etanol.
O ácido fosfórico é muito deliquescente e é geralmente fornecido como uma solução aquosa
concentrada a 85%.
Tabela de concentração em função da densidade a 20°C do ácido fosfórico.[1]
 
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Ácido fosfórico
Concentração vs. densidade (20°C)
% ácido em peso Densidade [g/cm ]
0,50 1,0010
1,00 1,0038
1,50 1,0065
2,00 1,0092
2,50 1,0119
3,00 1,0146
3,50 1,0173
4,00 1,0200
4,50 1,0227
5,00 1,0254
5,50 1,0281
6,00 1,0309
6,50 1,0336
7,00 1,0363
7,50 1,0391
8,00 1,0418
8,50 1,0446
9,00 1,0474
9,50 1,0503
10,00 1,0531
11,00 1,0589
12,00 1,0647
13,00 1,0705
14,00 1,0765
15,00 1,0825
16,00 1,0885
17,00 1,0947
18,00 1,1009
19,00 1,1071
20,00 1,1135
22,00 1,1263
24,00 1,1395
26,00 1,1528
28,00 1,1665
30,00 1,1804
32,00 1,1945
34,00 1,2089
36,00 1,2236
38,00 1,2385
3
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40,00 1,2536
________________________________________________________________
 
 
5.Propriedades químicas
 
5.1.Dissociação
 
O ácido H PO é dito um ácido trivalente, ou ácido triprótico (três prótons), isto significa que os três
hidrogênios ácidos podem ser convertidos por substituição gradual, dando um H a cada vez, os
quais reagem com uma molécula de água, H O, como mostrado destas reações:
 
 H PO + H O ⇌ H O + H PO K = 7.5×10 
 
 H PO + H O ⇌ H O + HPO K = 6.2×10
 
 HPO + H O ⇌ H O + PO K = 2.14×10
 
O ânion formado após a primeira dissociação, H PO , é o ânion dihidrogenofosfato. O ânion
formado após a segunda dissociação, HPO , é o ânion hidrogenofosfato. O ânion formado após a
terceira dissociação, PO , é o ânion fosfato ou ortofosfato. Para cada uma das reações de
dissociação mostradas acima, há constante de dissociação ácida específica, chamada K , K , e K
dada a 25°C. Associadas com estas três constantes de dissociação estão correspondentes
pK =2.12 , pK =7.21 , e pK =12.67 medidos a 25°C. O ácido fosfórico é, portanto, um ácido que
varia de fraco a medianamente forte.
 
Estes ânions fosfato, ditos primários (com a substituição por um átomo metal, por exemplo),
secundários (dois átomos) e terciários (três átomos), resultam nos sais derivados do ácido
fosfórico que são chamados de genericamente de fosfatos.
Mesmo que todos os três átomos de hidrogênio (H ) sejam equivalentes em uma molécula de ácido
fosfórico, os sucessivos valores de K diferem, já que é energeticamente menos favorável perder
outro H se um (ou mais) já tenha sido perdido e a molécula/íon seja mais negativamente carregada.
 
5.2.Condensação química
Sob aquecimento, o ácido ortofosfórico passa por uma condensação de unidades fosfóricas que
pode ser induzida por remoção da água formada pela condensação. Quando uma molécula de água
tenha sido removida para cada duas moléculas de ácido fosfórico, o resultado é o ácido
pirofosfórico (H P O ). Quando uma média de uma molécula de água por unidade de ácido
fosfórico tenha sido removida, a substância resultante é um sólido vítreo tendo a fórmula
empírica HPO e é chamado de ácido metafosfórico.[2] Ácido metafosfórico é uma versão singular
anidra do ácido ortofosfórico e é algumas vezes usada como um reagente absorvente de água ou
3 4
+
2
3 4(s) 2 (l) 3 +(aq) 2 4–(aq) a1
−3
2 4
–
(aq) 2 (l) 3
+
(aq) 4
2–
(aq) a2
−8
4
2–
(aq) 2 (l) 3
+
(aq) 4
3–
(aq) a3
−13
2 4
–
4
2–
4
3–
a1 a2 a3
a1 a2 a3
a
+
4 2 7
3
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umidade. Posterior desidratação é muito difícil, e pode ser realizada somente por meio de um
dessecante extremamente enérgico (e não somente por aquecimento). Produz-se anidrido
fosfórico, o qual tem uma fórmula empírica P O , embora sua molécula atualmente seja descrita
com a fórmula química P O . Anidrido fosfórico é umsólido, o qual é um absorvente de umidade
muito enérgico e é usado como dessecante.
Modelo da molécula de ácido pirofosfórico (img.alibaba.com):
Um quadro dos diversos ácidos fosfóricos (static.newworldencyclopedia.org):
 
5.3.pH e composição das soluções aquosas de ácido fosfórico
 
Para uma dada concentração ácida [A] = [H PO ] + [H PO ] + [HPO ] + [PO ] ([A] é o total do
número de moles de H PO puro os quais tenham sido usados para preparar 1 litro de solução), a
2 5
4 10
3 4 2 4
−
4
2−
4
3−
3 4
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composição de uma solução aquosa de ácido fosfórico pode ser calculada usando as equações de
equilíbrio associadas com as três reações descritas acima juntas com a relação [H ][OH ] = 10 e a
equação da neutralidade elétrica. Possíveis concentrações de moléculas polifosfóricas e íons são
negligenciadas. O sistema pode ser reduzido a uma equação de quinto grau para [H ] a qual pode
ser resolvida numericamente, resultando:
[A]
(mol/L)
pH [H PO ]/[A] (%) [H PO ]/[A] (%) [HPO ]/[A] (%) [PO ]/[A] (%)
1 1.08 91.7 8.29 6.20×10 1.60×10
10 1.62 76.1 23.9 6.20×10 5.55×10
10 2.25 43.1 56.9 6.20×10 2.33×10
10 3.05 10.6 89.3 6.20×10 1.48×10
10 4.01 1.30 98.6 6.19×10 1.34×10
10 5.00 0.133 99.3 0.612 1.30×10
10 5.97 1.34×10 94.5 5.50 1.11×10
10 6.74 1.80×10 74.5 25.5 3.02×10
10 7.00 8.24×10 61.7 38.3 8.18×10
 Fonte: Wikipédia (en)
 
Para altas concentrações, a solução é principalmente composta de H PO . For [A] = 10 , o pH é
próximo a pK , dando uma mistura equimolar de H PO e H PO . Para [A] abaixo de 10 , a solução
é principalmente composta de H PO com [HPO ] tornando-se não negligenciável para soluções
muito diluídas. [PO ] é sempre negligenciável.
5.4.Derivados diretos
 
A partir do ácido fosfórico derivam-se o ácido difosfórico ou pirofosfórico, o ácido metafosfórico e o
ácido polifosfórico.
6.Aplicações 
 
PRINCIPAIS USOS
 
Destacam-se, genericamente, os seguintes usos para o ácido fosfórico:
 
Indústria de fertilizantes
Industria de produção de sal mineral para alimentação animal
Indústria de bebidas
Usina de chocolate
Indústria farmacêutica
Formulação de detergentes
Abrilhantador de alúminio
Decapante
 
+ − −14
+
3 4 2 4
−
4
2−
4
3−
−6 −17
−1 −5 −16
−2 −4 −14
−3 −3 −12
−4 −2 −10
−5 −8
−6 −2 −6
−7 −3 −5
−10 −4 −5
3 4
−2
a1 3 4 2 4
− −3
2 4
−
4
2−
4
3−
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Trataremos mais pormenorizadamente das seguintes aplicações:
 
6.1.Preparação de haletos de hidrogênio
Ácido fosfórico reage com haletos para formar o gás haleto de hidrogênio correspondente (fumos
vaporosos são observados quando do aquecimento da mistura de reação). Esta é uma prática
comum para a preparação laboratorial de haletos de hidrogênio.
 
 NaCl(s) + H PO (l) → NaH PO (s) + HCl(g)
 
 NaBr(s) + H PO (l) → NaH PO (s) + HBr(g)
 
 NaI(s) + H PO (l) → NaH PO (s) + HI(g)
 
6.2.Remoção de ferrugem
O ácido fosfórico pode ser usado por aplicação direta a ferro enferrujado, ferramentas de aço, ou
superfícies de maneira a converter óxido de ferro (III) (a popular ferrugem) em um composto fosfato
solúvel em água. É normalmente disponível como um líquido esverdeado, disponível para imersão
(banho ácido), mas é geralmente mais usado como um componente de um gel, comumente chamado
em inglês de naval jelly (geléia naval). Como um gel espesso, pode ser aplicado em
superfícies inclinadas, verticais, ou “sobre a cabeça”. Algumas vezes vendido com outros nomes, tais
como “removedor de ferrugem” ou ”rust killer“ (em inglês, “matador de ferrugem”). 
 
Cuidados devem ser tomados para evitar queimaduras pelo seu caráter corrosivo ácido à pele e
especialmente aos olhos, mas os resíduos são facilmente diluídos com água. Quando
suficientemente diluídos, pode ser nutritivo à vida vegetal, contendo os nutrientes essenciais fósforo
e ferro. Não deve ser diretamente derramado na água de superfície tal como ralos ou em drenos,
entretanto.
 
Após tratamento, o óxido de ferro castanho-avermelhado será convertido ao revestimento de
composto fosfato de ferro preto que pode ser removido por atrito. Por esta razão, nos processos de
decapagem com ácidos clorídrico ou sulfúrico é evitada pela tratamento das peças decapadas com
ácido fosfórico diluído.
 
Tanque de fosfatização (www.ultrapoxi.com.br). 
3 4 2 4
3 4 2 4
3 4 2 4
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Múltiplas aplicações de ácido fosfórico podem ser necessárias para remover toda a ferrugem. O
composto preto resultante pode prover posterior resistência à corrosão (tal proteção é algo provido
pelos superficialmente similares processos de revestimento por conversão eletroquímica fosfatização,
“parkerizing”, e “ao azul”). Após a aplicação e remoção da ferrugem usando compostos de ácido
fosfórico, o metal deve ser “oleado”, receber a aplicação de um óleo protetivo, (se para ser usado
sem revestimento, como em uma ferramenta) ou apropriadamente pintado, por aplicação de um
processo de múltiplas camadas de “primer“, intermediários, e revestimentos finais.
 
6.3.Uso no processamento de alimentos
Ácido fosfórico de grau alimentício (frequentemente tratado com o Número E E338) é usado para
acidificar alimentos e bebidas tais como vários refrigerntes a base de cola, mas não sem
controvérsia considerando seus efeitos para a saúde. Ele provê um a gosto ácido ou azedo e, sendo
um produto químico de produção em massa, é disponível a baixo custo em grandes quantidades,
onde representa aproximadamente 25% de todos os ácidos usados na indústria alimentícia.[3] O
baixo custo e a disponibilidade massiva é um diferencial de mais caros aditivos acidificantes naturais
que dão sabores comparáveis, tais como o ácido cítrico, o qual também é obtido do limão e das limas.
(Entretanto a maior parte do ácido cítrico na indústria de alimentos não é extraída das frutas cítricas,
mas obtido por fermentação pelo fungo Aspergillus niger de resíduos de melaço e de amidos
hidrolisados e ácido fosfórico.[4][5][6][7][8])
 
Ver abaixo a questão do ácido fosfórico e a densidade óssea e a saúde do fígado.
 
6.4.Uso médico
 
EM ODONTOLOGIA
Ácido fosfórico é usado em odontologia e ortodontia como um corrosivo, para limpar e tornar ásperas
as superfícies dos dentes onde serão aplicados dispositivos ortodônticos ou colocados obturações. A
técnica de preparação do esmalte dentário pr ataque ácido para a posterior aplicação de resinas
fotopolimerizntes é chamada de condicionamento ácido do esmalte dental.[9] Aplica-se o ácido fosfórico
para as cimentações das restaurações indiretas metálicas. Nestas aplicações, o ácido fosfórico é utilizado
em concentrações que variam de 10 a 37% (3 M).[10] Utiliza-se o ácido fosfórico numa técnica de
microabrasão, em concentração de 37% em substituição ao ácido clorídrico.[11][12]
 
Este ácido é também usado em muitos branqueadores dentários para eliminar a placa que pode estar sobre o
dente antes da aplicação.
 
EM M EDICAM ENTOS
 
Ácido fosfórico é também um ingrediente em medicamentações anti-náusea de venda livre que
também contém altos níveis de açúcar (glucose e frutose). Ele não deve ser usado por diabéticos
sem consulta médica.
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10/18knowledgeispowerquiumento.wordpress.com/article/acido-fosforico-2tlel7k7dcy4s-5/6.5.Produção de tampões
Por causa da dissociação triprótica do ácido ortofosfórico, suas bases conjugadas (os fosfatos
mencionado acima) cobrem uma larga faixa de pH, e por causa que soluções de ácido
fosfórico/fosfatos são, em geral, não tóxicas, misturas destes tipos de fosfatos são frequentemente
usadas para produzir agentes de tamponação, onde o pH desejado depende das proporções dos
fosfatos nas misturas. O sistema tampão a base de fosfato, formado pelo fosfato de sódio e ácido
fosfórico é eficaz em sua aplicação ao plasma sanguíneo, no líquido intracelular e nos túbulos renais
onde se concentra em grande quantidade.[13] Similarmente, os não tóxicos sais do também triprótico
ácido cítrico, orgânico, são também frequentemente usados para produzir tampões.
6.6.Outras aplicações
 
Ácido fosfórico é usado como o eletrólito em células combustíveis de ácido fosfórico. É também usado
como um padrão externo para ressonância magnética nuclear (RMN) para fósforo 31.
 Esquema de uma célula combustível com ácido fosfórico
(www.grossepointepersonaltrainer.org):
 
 
Ácido fosfórico é usado como um limpador por construtores para remover depósitos minerais, manchas de
cimento, e manchas causadas por água dura. Também é usado como um quelante em alguns limpadores
domésticos em tarefas similares de limpeza.
Ácido fosfórico quente é usado na microfabricação para gravar em nitreto de silício (Si N ). O ácido
fósfórico é altamente seletivo na gravação de Si N contra o dióxido de silício, SiO .[14]
Ácido fosfórico é usado como um fluxo por hobbistas (tal como modelistas de estradas de ferro, ou
“miniaturas de trens”) como um auxílio à brasagem (soldagem com metal ou liga diversa dos metais
base).
Ácido fosfórico também é usado em soluções para o ajuste de pH para hidroponia para baixar o pH de
soluções nutrientes. Enquanto outros tpos de ácidos até podem ser usados, o fósforo é um nutriente
usado por plantas, especialmente durante a floração, tornando o ácido fosfórico particularmente desejável.
Em hidroponia soluções líquidas gerais para abaixar-se o pH contém ácido fosfórico em adição ao ácido
cítrico e bissulfato de amônio com tamponadores para manter um pH estável na reserva de nutrientes.
Ácido fosfórico é usado como um ajustador de pH em cosméticos e produtos para tratamento de pele.[15]
3 4
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Ácido fosfórico é usado como um agente químico oxidante para a produção de carvão ativado.[16]
Ácido fosfórico é também usado para cromatografia líquida de alta pressão (HPLC, High Pressure Liquid
Chromotography).
Ácido fosfórico pode ser usado como um aditivo para estabilizar soluções aquosas dentro de uma faixa de
pH desejada e específica, como se faz em aquariamo, em que produtos como os “redutores de pH”
são baseados num tampão de ácido fosfórico. O ácido fosfórico tende a manter o pH em 6,5
dependendo da quantidade usada. Mas o uso de ácido fosfórico tem o significativo efeito
colateral de aumentar o nível de fosfatos nos aquários, estimulando o crescimento de algas
(eutrofização), sendo difícil controlar o crescimento de algas num aquário com elevados níveis de
fosfatos. A única vantagem sobre o ácido clorídrico nesta aplicação é que o pH fica estabilizado
com a capacidade tampão no seu valor mais baixo.
 
7.Apresentações comerciais e usuais e seus fins
Soluções aquosas a 75-85% (as mais comuns) são claras, inodoras, não voláteis, um tanto viscosas,
líquido xaroposos, mas ainda sim fluidos. Ácido fosfórico é muito comumente usado e comercializado
como uma solução aquosa de ácido fosfórico a 85% (85% de H PO ).
Por causa da alta percentagem do ácido fosfórico neste reagente, pelo menos algo de ácido fosfórico
é condensado em ácidos polifosfóricos em um equilíbrio independente da temperatura, mas, para a
rotulagem e a simplicidade, os 85% representam H PO como se eles fossem todos ácido
ortofosfórico. Outras porcentagens são possíveis também, mesmo acima de 100%, onde os ácidos
fosfóricos e água estarão num equilíbrio não específico, mas o conteúdo molar total deverá ser
considerado específico (similarmente ao ácido sulfúrico fumegante, ou oleum). Quando soluções
aquosas de ácido fosfórico e/ou fosfato são diluídas, elas estão ou irão alcançar um equilíbrio após
um ponto onde praticamente todas as unidades fosfórico/fosfato estão na forma orto-.
 
8.Segurança e saúde
8.1.Toxidez e corrosividade
O ácido ortofosfórico não é tóxico, mas na forma de soluções aquosas concentradas pode ser
corrosivo.
 
8.2.EFEITOS BIOLÓGICOS NO CÁLCIO ÓSSEO E SAÚDE DO FÍGADO
 
Ácido fosfórico, usado em muitos refrigerantes e sucos (principalmente “colas”), tem sido relacionado
a baixa densidade óssea e estudos epidemiológicos. Estudos sobre a ação do ácido fosfórico e sua
ação da desmineralização óssea tem sido realizados em ratos, visando s associação de sua ação
com a ocorrência de fraturas.[17] Um estudo usando absorciometria de raio X de energia dupla
(dual-energy X-ray) um pouco mais de que um questionário sobre a ruptura, proporciona razoável
evidência que apoia a teoria que beber refrigerantes a base de cola resulta em baixa densidade
óssea. Este estudo foi publicado no American Journal of Clinical Nutrition. Um total de 1672 mulheres
e 1148 homens foram estudados entre 1996 e 2001. Informação sobre dietas foi coletada usando um
questionário de frequência alimentar que tinha questões específicas sobre o número de ingestão de
3 4
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bebidas a base de cola e outras bebidas carbonatadas e que também faziam uma diferenciação entre
bebida regular, sem cafeína e bebidas dietéticas (diet). O artigo cita significativas evidências
estatísticas mostrando que mulheres que consumiram bebidas a base de cola diariamente tinham
mais baixa densidade óssea.[18] A ingestão total de fósforo não foi significativamente mais alta em
consumidores diários de bebidas a base de cola que em não consumidores; entretanto, a razão
cálcio-fósforo foi mais baixa. O estudo também sugere que pesquisa posterior é necessária para
confirmar os resultados.
 
Imagens de ossos normais e com osteoporose, ilustrando a diferença de densidade,
mas não associadas ao consumo de ácido fosfórico alimentício, necessariamente. 
 
Por outro lado, um estudo financiado pela Pepsi sugere que baixa ingestão de fósforo conduz a mais
baixa densidade óssea. O estudo não examina o efeito do ácido fosfórico, o qual liga-se com
magnésio e cálcio no trato digestivo formando sais que não são absorvidos, mas, minimamente, ele
trata da ingestão genérica de fósforo.[19] Entretanto, um bem controlado estudo clínico por Heaney e
Rafferty usando métodos de balanço de cálcio não encontrou impacto de bebidas carbonatadas
contendo ácido fosfórico e a excreção de cálcio.[20] O estudo comparado ao impacto da água, leite,
e várias bebidas sem álcool (duas com cafeína e duas sem; duas com ácido fosfórico e duas com
ácido cítrico) sobre o balanço de cálcio de mulheres de 20 a 40 anos de idade que costumeiramente
consumiam ~3 ou mais xícaras (680 ml) de uma bebida sem álcool carbonatada por dia. Eles
encontraram que, relativamente à água, somente leite e duas bebidas sem álcool contendo cafeína
aumentaram o cálcio na urina, e que a perda de cálcio associada com consumo de bebida sem álcool
cafeinada era aproximadamente igual aquele previamente encontrado para a cafeína isolada. Ácido
fosfórico sem cafeína não tem impacto no cálcio da urina, nem aumentou a perda de cálcio pela urina
relacionada à cafeína.Por causa de estudos tem-se mostrado que o efeito da cafeína é compensado
for perda de cálcio reduzida tardiamente no dia,[21] Heaney e Rafferty concluíram que o efeito de
rede de bebidas carbonatadas – incluindo aquelas com cafeína e ácido fosfórico – é negligenciável, e
que o efeito esquelético do consumo bebida sem álcool carbonatada seja provavelmente devido
primariamente a modificação no consumo de leite.
Outros compostos químicos tais como a cafeína (também um componente significativo de bebidas
comuns e populares a base de cola) são também suspeitos como possíveis contribuidores para baixa
densidade óssea, devido ao conhecido efeito da cafeína na calciúria (presença de cálcio na urina).
Outro estudo, compreendido por 30 mulheres no período de uma semana, sugere que ácido fosfórico
 
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em colas não tem tal efeito, e postula que a cafeína tem somente um efeito temporário, o qual é
posteriormente revertido. Os autores deste estudo concluem que os efeitos esqueléticos do consumo
de bebida carbonatada são provavelmente devidos principalmente a lateração do consumo
de leite.[20] (Outro possível “fator parasita” – uma variável que altera os resultados e suas relações
com determinados fatores - pode ser uma associação entre consumo elevado de bebidas sem álcool
e um estilo de vida sedentário.)
Consumo de bebidas a base de cola tem também sido relacionados a doenças crônicas de fígado e
“pedras” (cálculos) no fígado através de pesquisa médica.[22] Este estudo diferencia entre os efeitos
de bebidas de cola (que geralmente contém ácido fosfórico), bebidas não a base de
cola carbonatadas (ácido cítrico como substituinte) e café (controle para cafeína), e encontrou que
bebendo-se 2 ou mais bebidas a base de cola por dia mais que dobraram a incidência de moléstias
do fígado.
 
9.Questões ambientais
 
Como todo composto que possui fósforo e produz fosfatos por reações químicas, o ácido fosfórico
pode ser associado à eutrofização das massas d’água.
 
10.Produção
 
É o derivado do fósforo mais importante comercialmente, respondendo por mais de 90% da rocha fosfática que
é extraída.
 
Na indústria, o ácido fosfórico pode ser feito por três métodos:
 
via úmida;
via seca (ou térmica);
processo Kiln
 
10.1.Via úmida
 
A via úmida é responsável pela maior parte da produção industrial de ácido fosfórico. Nesse
processo, rochas sedimentares ou magmáticas contendo fosfatos de cálcio, como as portadoras do
mineral apatita (Ca (PO ) (X ), sendo X = F, OH ou Cl, reagem com ácido sulfúrico. Os subprodutos
do processo são o CaSO (gesso, anidrita ou gipsita) e o H SiF .
 
Quanto à hidratação do gesso obtido como subproduto do processo o processo a úmido é
classificado em processo dihidratro (Di), memihidrato (Hemi) e processo hemi-dihidrato (Hemi-Di),
sendo o processo dihidrato o processo dominante na maior parte do século XX.[48]
 
A reação simplificada é (processo dihidrato):
4 4 3 2
4 2 6
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 3 H SO + Ca (PO ) + 6 H O ↔ 2 H PO + 3 CaSO .2H O
 
Fluxograma da produção de ácido fosfórico a partir da reação de
ácido sulfúrico com fosfatos minerais (editado de www.fao.org).
 
O ácido obtido por via úmida pode ser purificado pela remoção de flúor para produzir ácido fosfórico
de grau veterinário, ou por extração por solvente e na remoção de arsênio para produzir ácido
fosfórico de grau alimentício.
 
Fluxograma da purificação do ácido fosfórico obtido por via úmida
(editado de www.geocities.com/RainForest/Vines). 
 
Nos anos recentes, e até a atualidade, a expressão rápida da fabricação de ácido fosfórico por via
úmida foi consequência do aumento da demanda de fertilizantes com alto teor de fósforo, da
demanda de superfosfato triplo e de fosfatos de amônio e de cálcio.[23] 
 
Em épocas anteriores, a maior parte do ácido ortofosfórico produzido era preparada pela ação do
ácido sulfúrico diluido, a 50°Be, sobre rocha fosfática moída ou sobre ossos. Esse método foi
suplantado pelo processo Dorr[24], a ácido concentrado que leva a produção de um ácido
concentrado e barato.[23]
 
O equipamento deve ser revestido com chumbo, ou aço inoxidável ou tijolo à prova de ácido, e deve
ser suficiente o tempo de residência nos diversos agitadores, afim de que a reação se complete.
 
A temperatura do digestor deverá ser suficientemente baixa para assegurar a precipitação do gesso
(CaSO .2H O) e não da anitrita (sulfato de cálcio anidro). Quando e forma esta substância, sua
posterior hidratação provoca o entupimento das tubulações. O ácido obtido mediante este processo é
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4 2
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usado quase que inteiramente na produção de fertilizantes, onde as impurezas não tem importância,
ou na produção de diversos fosfatos de sódio, depois de uma certa purificação. O ácido puro é
obtido a partir do fósforo elementar, no processo do forno elétrico.[23]
 
Em diversas publicações encontra-se descrito o processo do ácido fosfórico por via
úmida.[25][26][27][28][29][30]
 
As reações essenciais são: 
 
 CaF .3Ca (PO ) + 10 H SO + 20 H O → 10 CaSO .2H O + 2 HF + 6
H PO 
 
ou, simplificadamente
 
 Ca (PO ) + 3 H SO + 6 H O → 3 CaSO .2H O + 2 H PO
 
 ΔH= -76,6 kcal
 
É frequente que o ácido do processo por via úmida seja concentrado, mas é necessário o cuidado de
impedir a incrustração nos tubos, para reduzir o tempo ocioso de limpeza, por mio de circulação
forçada ou outro expediente.[23][31][32]
 
PASSOS
 
 -A rocha fosfática é finamente moída e misturada num tanque com o H PO de reciclagem do
resfriador de lama. 
 -O sobrenadante do tanque de misturação reage com o H SO e com o H PO de reciclagem num
sistema digestor agitado, formando cristais de gesso e H PO .
 -A massa de lama é reciclada pelo resfriamento de lama.
 -O resto da lama vai para o tanque de carga do filtro e para a unidade de filtração, a bandejas
basculantes, rotatória, do tipo Bird-Prayon. É utilizado alternativamente o processo de bandejas
rolantes Dorr-Oliver.[46][47] 
 - Na ação sucessiva e basculante das bandejas deste filtro, o H PO é separado do gesso, usando-se
três estágios de lavagem em contra corrente.
 
 
2 3 4 2 2 4 2 4 2
3 4
3 4 2(s) 2 4(l) 2 4 2 (s) 3 4(l)
3 4
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Filtros de bandeja inclinável ou de bandejas vasculantes (Bird – Prayon) –
www.metalcraftservices.com
 
Detalhe de uma bandeja (www.metalcraftservices.com).
 
 - O gesso é automaticamente recolhido.
 - Os gases expelidos são lavados, para remoção do flúor, antes da descarga.
 - O H PO pode se usado diretamente (30 a 32% de P O ) ou concentrado.[23]
 
A tecnologia das bandejas basculantes rotatórias do tipo Bird-Prayon, desenvolvida em 1950, são a
tecnologia dominante no mercado, produzindo atualmente entre 50 e 60% do ácido forfórico do
mundo, em mais de 120 plantas, incluindo as maiores, com capacidade variável de 25 a 1500
toneladas por dia de P O . O processo tem sido modificado ao longo do tempo, estando atualmente em sua
quarta geração, como o processo da empresa KEMWorks Inc. chamado Processo Dihidrato Prayon Mark IV
(Prayon Mark IV Dihydrate Process).[43][44]10.2.Via seca
 
A via seca ou térmica consiste, resumidamente, na queima de fósforo branco ao ar, com a formação
3 4 2 5
2 5
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de P O e sua hidrólise subsequente. O ácido fosfórico produzido dessa forma atinge o grau
farmacêutico.
Este ácido fosfórico de alta pureza é obtido por queimar-se fósforo elementar para produzir pentóxido
de fósforo e dissolvendo-se o produto em ácido fosfórico diluído, devido a extrema exotermicidade da
reação. Isto resulta em um ácido fosfórico muito puro, desde que as principais impurezas presentes
nas rochas tenham sido removidas quando da extração de fósforo em um forno. O produto final é um
ácido de grau alimentício, ácido fosfórico de processo térmico; entretanto, para aplicações críticas,
processamento adicional para remover o os compostos de arsênio pode ser necessário.
 
PASSOS
 
 - A rocha fosfática é moída e classificada.
 - A rocha e a areia, misturadas com o coque e sinterizados, são introduzidos no forno elétrico.
 - A mistura é aquecida e reduzida a uma temperatura elevada.
 - A escória e o ferro fosforoso são sangrados separadamente.
 - O vapor de fósforo e o CO são extraídos e o fósforo é condensado.
 - O fósforo é transportado em carros-tanque até os centros consumidores.
 - O fósforo é fundido e nebulizado numa torre de oxidação em ácido inoxidável.
 - O fósforo é oxidado a P O .
 - O P O é resfriado e hidratado num hidratador em aço inoxidável, ou numa torre, com água ou com H PO
diluído.
 - A névoa de H PO é precipitada num precipitador eletrostático ou num eliminador de névoa Brink.
 
A instalação Brink original, 1960. (Brink® Mist Eliminators) 
 
 
 - O H PO é filtrado e purificado.[23]
O processo de forno elétrico foi usado pela primeira vez em 1920.[33][34][35][36][37] Este processo
possibilita o uso de rocha de pior qualidade que a do processo por via úmida, pois a escória arrasta
as impurezas. Na verdade, prefere-se frequentemente as rochas de grau inferior, pois nelas é mais
favorável a razão CaO/SiO para a formação de escória. A principal exigência é o custo de energia
elétrica.[23]
 
10.3.Processo Haifa – Ácido Fosfórico via Ácido clorídrico
 
Este processo usa o ácido clorídrico para acidular (em ligeiro excesso, para impedir a formação de
fosfato monocálcico), um solvente orgânico (um álcool primário em C ou C , como o n-butanol ou o
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18/18knowledgeispowerquiumento.wordpress.com/article/acido-fosforico-2tlel7k7dcy4s-5/
n-pentanol), para extrair o ácido fosfórico; a água, para extrair o ácido fosfórico com pequeno teor de
solvente e ácido clorídrico; e a concentração, para eliminar pequenos traços de solvente e de ácido
clorídrico e levar a um produto concentrado, ácido ortofosfórico a 59, 75 ou 85%. Este processo foi
desenvolvido em Israel e adotado no Japão e nos EUA. A calcinação da rocha fosfática, e/ou a
purificação por troca iônica, melhora a qualidade deste ácido.[23][38][39] 
 
 Pentóxido de fósforo
 
 4 P + 5 O → 2 P O ΔH= -720 kcal
 
 Ácido Ortofosfórico
 
 P O + 3 H O → 2 H PO ΔH= -45 kcal
10.4.Processo Kiln
 
A tecnologia de processo para o ácido fosfórico Kiln (KPA, Kiln Phosphoric Acid) é a mais recente
tecnologia. Chamado de processo rigoroso melhorado (Improved Hard Process)[40], esta
tecnologia irá tanto fazer viáveis reservas de rocha fosfática de baixo teor comercialmente como irá
aumentar a recuperação de P O das reservas de fosfatos existentes. Isto irá estender
significativamente a viabilidade comercial das reservas de fosfato.
 
10.5.Produção ácido fosfórico deuterado
 
O ácido fosfórico deuterado, D PO é preparado pelo método de Simon e Schulze[41] pela reação de
água pesada e P O no vácuo.[42] 
 
13.Biologia
 
Fosfatos são amplamente encontrados em biologia, especialmente nos compostos derivados
de açúcares fosforilados, tais como DNA, RNA (nos quais tem grande importância, estruturadas por
moléculas de açúcares e fosfato intercalados unidos por ligações fosfodiéster), e nas moléculas
energéticas como o trifosfato de adenosina (ATP, do inglês adenosine triphosphate). O ácido
fosfórico atua na fosforilação de proteínas.
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