Дигидроортофосфат калия, несмотря на длинное название, является важным и широко используемым веществом. Это соединение применяется в сельском хозяйстве как удобрение, в пищевой промышленности как добавка, а также в фармацевтике и технических целях. Давайте подробнее разберемся, что из себя представляет дигидроортофосфат калия и где он находит применение.
Что такое дигидроортофосфат калия
Дигидроортофосфат калия - это калиевая кислая соль ортофосфорной кислоты, имеющая химическую формулу KH2PO4. В чистом виде это белый порошок или кристаллы с плотностью 2,34 г/см3.
При нагревании до 252,6°С дигидроортофосфат калия разлагается с выделением воды:
KH2PO4 = KPO3 + H2O
Дигидроортофосфат калия хорошо растворим в воде. Например, в 100 мл воды при 20°С растворяется 22,6 г этого вещества, а при 90°С - уже 83,5 г.
У дигидроортофосфата калия есть несколько синонимичных названий:
- монофосфат калия
- двукислый фосфат калия
- калий фосфорнокислый однозамещенный
По сравнению с другими фосфатами калия, дигидроортофосфат калия содержит один атом водорода в молекуле. Это отличает его от безводного ортофосфата калия K3PO4 и гидрофосфата калия K2HPO4, у которых числа атомов водорода равны нулю и двум соответственно.
Производство и получение
Дигидроортофосфат калия можно получить, добавляя ортофосфорную кислоту H3PO4 к водным растворам соединений калия - гидроксидов или карбонатов. Количество добавляемой кислоты рассчитывают исходя из стехиометрии реакции.
Оборудование и условия синтеза
Для производства дигидроортофосфата калия в промышленных масштабах используется специальное оборудование.
Синтез осуществляется в реакторах с мешалкой, выполненных из коррозионно-стойких материалов. Оптимальная температура процесса составляет 80-90°С. При более высоких температурах возрастает вероятность разложения продукта с выделением летучих фосфорсодержащих соединений.
Контроль качества
Готовый продукт анализируют по основным показателям - содержанию основного вещества, примесей, влаги. Определяют также плотность, растворимость, кислотность.
Для контроля используют титриметрический, гравиметрический и другие методы химического анализа. Например, содержание примесей хлоридов определяют методом Мора, а фосфат-ионов - цветным методом с молибдатом аммония.
Упаковка и хранение
Дигидроортофосфат калия расфасовывают в мешки или пакеты из полимерных материалов массой от 5 до 50 кг. Для защиты от влаги пакеты помещают в картонные коробки или деревянные ящики.
При соблюдении правил хранения срок годности дигидроортофосфата калия составляет до 2 лет. Его хранят в сухих вентилируемых складских помещениях при температуре не выше +30°С.
Использование в сельском хозяйстве
Благодаря содержанию ценных для растений элементов (P и K), дигидроортофосфат калия широко используется в качестве жидкого комплексного удобрения при внекорневых подкормках.
Растворы дигидроортофосфата калия повышают иммунитет растений к болезням, а также улучшают качество и лежкость плодов.
При гидролизе дигидроортофосфата калия образуются KH2PO4 + KOH. Полученный таким образом гидроксид калия тоже может быть использован для подкормок как источник калия.
Применение в пищевой промышленности
В пищевой промышленности дигидроортофосфат калия используется в качестве регулятора кислотности E340 и эмульгатора E339. Он входит в состав различных пищевых добавок.
Дигидроортофосфат калия позволяет:
- стабилизировать pH продуктов
- улучшить структуру и консистенцию пищевых продуктов
- усилить вкусовые качества
Данная добавка широко используется при производстве молочных продуктов, кондитерских изделий, безалкогольных напитков.
Применение в фармацевтике
В фармацевтической промышленности дигидроортофосфат калия применяют для приготовления фосфатных буферных растворов, которые используются:
- в производстве лекарственных форм
- при проведении лабораторных исследований
- для консервации крови
Точная регулировка pH является важным условием получения качественных и стабильных лекарственных средств.
Техническое применение
В технических целях используются оптические свойства кристаллов дигидроортофосфата калия. Они применяются в качестве нелинейных оптических материалов для лазеров.
Такие кристаллы известны под аббревиатурой KDP (potassium dihydrogen phosphate).
Прочие области использования
Помимо перечисленных отраслей, дигидроортофосфат калия находит применение и в других областях.
Например, он может использоваться:
- В производстве моющих и чистящих средств как комплексообразователь и регулятор кислотности
- В текстильной промышленности как добавка при крашении тканей
- В производстве керамики и эмалей
- В гальванике для меднения, оцинкования и других процессов
Универсальность дигидроортофосфата калия определяется широким спектром его полезных свойств - растворимостью, буферными функциями, комплексообразующей и эмульгирующей способностью.
Безопасность и утилизация
Согласно классификации опасности веществ, дигидроортофосфат калия относится к 4 классу опасности (вещества малоопасные) при введении в желудок и к 3 классу опасности (умеренно опасные вещества) при нанесении на кожу.
При соблюдении мер предосторожности и правил безопасности, риск негативного воздействия минимален.
