Kwas fosforowy – właściwości, zastosowanie i szkodliwość

Kwas fosforowy to nieorganiczny związek chemiczny. Uściślając jest to grupa tlenowych kwasów nieorganicznych, różniących się stopniami utlenienia budujących je atomów fosforu. Fosfor może występować w nich na trzech różnych stopniach utlenienia: I, III i V.

Do kwasów fosforowych należą:

• kwas fosforowy (I) (kwas fosfinowy, kwas podfosforawy),
• kwas ortofosforowy (III) (kwas fosfonowy, kwas fosforawy),
• kwas ortofosforowy (V) (kwas fosforowy),
• kwas pirofosforowy (V),
• kwas metafosforowy (V).

Najważniejszym kwasem fosforowym jest kwas ortofosforowy (V). Wstępuje on na V stopniu utlenienia i tworzy pięć wiązań chemicznych. Ma postać bezbarwnych kryształów, dobrze rozpuszcza się w wodzie i etanolu. Nie ma zapachu. Substancja tworzy bezbarwne roztwory. Odczyn 0,1 N roztworu jest silnie kwasowy, pH wynosi 1,5. Jego wzór sumaryczny to H3PO4.

Kwas fosforowy to doskonały odrdzewiacz. Stosowany na rdzę wchodzi w reakcję z tlenkami oraz wodorotlenkami metali i rozpuszcza je, oczyszczając powierzchnię metalu. To dlatego używa się go do rozpuszczania rdzy na gwoździach, śrubach i różnych elementach metalowych. To również sekwestrant, który wiąże jony metali, takich jak miedź, żelazo czy magnez. Kwas fosforowy (V) jest higroskopijny. Oznacza to, że pochłaniania wodę z otoczenia. Sprzedawany jako ciało stałe lub 85-procentowy roztwór wodny.

Stężony kwas fosforowy jest niebezpieczny i żrący. Kontakt z nim wywołuje oparzenia skóry, uszkodzenia oczu i przewodu pokarmowego. To dlatego podczas pracy ze stężonym związkiem niezbędne jest stosowanie rękawic, okularów i odzieży ochronnej.

Kwas fosforowy można otrzymać stosując dwie metody: termiczną i mokrą. Proces termiczny polega na spalaniu czystego fosforu w tlenie, a następnie uwodnienie tlenku fosforu (V). Używa się go w przemyśle chemicznym z uwagi na czystość i wyższe stężenie.

Metoda mokra opiera się na reakcji między kwasem siarkowym (VI) oraz skałami, które naturalnie zawierają fosfor. Kwas otrzymywany na tej drodze wykorzystuje się do produkcji nawozów sztucznych.

Kwas fosforowy występuje również naturalnie w organizmie człowieka. To składnik enzymów, zębów oraz kości. Związek ten bierze także udział w metabolizmie tłuszczów, białek oraz węglowodanów. Jego wchłanialność jest uzależniona od zapotrzebowania organizmu.

Kwas fosforowy stosuje się:

• w roli regulatora kwasowości. Wykorzystuje się go w przemyśle spożywczym (oznaczany symbolem E338),
• do produkcji nawozów sztucznych,
• do produkcji fosforanowych powłok ochronnych na metalach,
• do wyrobu środków farmaceutycznych (jako bufor pH),
• w celu oczyszczania soków w cukrownictwie,
• do odkamieniania armatury ciepłowniczej,
• jako płyn do lutowania oraz odrdzewiacza do stali,
• roztwór trawiący do czyszczenia powierzchni zębów przed umieszczeniem na nich wypełnień dentystycznych w stomatologii i ortodoncji. Dodawany jest także do wyrobów farmaceutycznych.

Kwas fosforowy, znany jako dodatek chemiczny o symbolu E338, to powszechny składnik żywności. Występuje w niej naturalnie, ale i jest dodawany w procesie produkcyjnym.

Można go znaleźć w wielu produktach spożywczych. Stosowany jest jako regulator kwasowości. Nadaje produktom lekko kwaskowaty, ostrzejszy i bardziej cierpki smak, ale i wpływa na ich jakość i trwałość. Kwas fosforowy hamuje namnażanie się bakterii i pleśni.

Kwas fosforowy znajduje się w:

• napojach gazowanych,
• mleku sterylizowanym oraz UHT,
• lodach, deserach,
• owocach kandyzowanych,
• surimi,
• przetworach mięsnych,
• mące,
• sosach,
• bulionach,
• winach owocowych,
• miodach pitnych,
• napojach izotonicznych,
• proszku do pieczenia,
• gumach do żucia.

Kwas fosforowy spożywany w nadmiarze jest niebezpieczny. Szkodliwość E338 nie jest jednak związana z działaniem żrącym i drażniącym, ponieważ w jedzeniu pojawia się on w bardzo niskich stężeniach.

Okazuje się, że kwas fosforowy może wywołać:

• demineralizację kości,
• uszkadza szkliwo zębów,
• bóle brzucha,
• biegunkę,
• nudności oraz wymioty.

Szkodliwość kwasu fosforowego i jego negatywny wpływ na gęstość kośćca potwierdzona została badaniami.

Trzeba wiedzieć, że kwas fosforowy może zaburzać prawidłową pracę nerek, powodować przewlekłe choroby nerek, w tym wystąpienie kamieni nerkowych (fosforany mają zdolność do odkładania się w postaci złogów).

Fosfor zawarty w kwasie fosforowym oraz w solach kwasu fosforowego jest wchłaniany w organizmie. Ponieważ zostaje wydalony w postaci fosforanu wapnia, jego nadmierne spożycie może prowadzić do niedoboru wapnia.

Ze względu na negatywny wpływ E338, produktów z kwasem fosforowym w składzie szczególnie powinny unikać osoby chore na osteoporozę oraz kobiety w trakcie menopauzy. Kwas fosforowy w ciąży jest związkiem, którego należy unikać.