Kyselina ortofosforečná pro pájení: aplikace pájecí kyseliny. Jak pájet hliník tavidlem? Složení a koncentrace

Kyselina ortofosforečná (kyselina fosforečná) je anorganická trojsytná kyselina střední síly. Čistá látka se skládá z průhledných hygroskopických krystalů.

Chemický vzorec kyseliny fosforečné: Zdroj: chemege.ru Chemické a fyzikální vlastnosti

• pevný stav agregace;
• molární hmotnost 98 g/mol;
• ve své čisté formě nemá krystalická látka barvu;
• teplota tání 42,35 °C;
• bod varu +158 °C;
• krystalizuje v monoklinickém systému.

V pevném stavu je látka hygroskopická a může difundovat vzduchem. Kyselina fosforečná se mísí s vodou v libovolném poměru. Nejběžnější koncentrace roztoku jsou:

Zdroj: ru.wikipedia.org Vlastnosti

Pouze disociace v prvním stupni (exotermická) je doprovázena uvolňováním tepla. Ve druhém a třetím stupni se teplo absorbuje, to znamená, že proces je endotermický:

Hlavní způsoby získávání

Kyselina fosforečná byla poprvé syntetizována Robertem Boylem v roce 1694 pomocí oxidu fosforečného v reakci. Reakce

V laboratorních podmínkách se sloučenina získává oxidací fosforu kyselinou dusičnou:

Technologie výroby kyseliny fosforečné, založená na tepelné metodě, zahrnuje spalování fosforu na oxid fosforečný, který následně reaguje s vodou:

V praxi se k realizaci této chemické interakce používají různé metody.

IG proces (pod názvem společnosti IG) zahrnuje provádění těchto reakcí v jediné reakční koloně. Fosfor, jehož spalovací teplota je více než 1,5 °C, se do něj čerpá pomocí stlačeného vzduchu nebo páry pod tlakem 2000 MPa tryskou.

Výsledný oxid fosforečný je absorbován kyselinou fosforečnou proudící shora podél stěn kolony. Stěny kolony jsou tak zcela pokryty kyselinou. Látka plní několik funkcí najednou:

• rozpuštění oxidu fosforečného;
• odvod tepla z procesu chemického spalování;
• ochrana sloupové konstrukce před požárem.

Vzniklá kyselina fosforečná se koncentruje v komoře na dně kolony. Směs je transportována přes výměník tepla, vstupuje do horní části kolony a opět stéká po stěnách.

Zařízení používané v chemickém průmyslu pro syntézu kyseliny fosforečné je vyrobeno z nerezové nízkouhlíkové oceli. Tento materiál je stabilní a nereaguje s koncentrovanou kyselinou fosforečnou při teplotách nepřesahujících 100 °C.

Charakteristickým rysem kyseliny fosforečné syntetizované pomocí této techniky je minimální koncentrace sloučenin nečistot v nižších oxidačních stavech. Například sloučenina obsahuje kyselinu fosforitou H3PO3, jejíž podíl je 0,1 %.

Výsledná kyselina se čistí od nečistot arsenu, který je typicky přítomen v malých koncentracích i ve velmi čistém fosforu. Toto čištění se provádí působením sirovodíku (získá se přidáním sulfidu sodného ke kyselině fosforečné) a filtrací po vysrážení sulfidu arsenu.

Tyto chemické reakce jsou základem TVA proces (z úřadu Tennessee Valley Authority). Rozdíl oproti předchozí technologii je v tom, že spalování fosforu a absorpce oxidu fosforečného jsou realizovány odděleně.

Fosfor a vzduch jsou přiváděny do ocelové spalovací komory, která je doplněna externím chlazením. Produkty spalování jsou pak transportovány přes horní část komory do absorpčního oddělení pro další tvorbu kyseliny fosforečné.

В Hoechstův proces (podle názvu firmy Hoechst) jsou spalovací a absorpční reakce odděleny. Rozdíl mezi touto technologií syntézy kyseliny fosforečné a jinými metodami je využití tepla, které se uvolňuje při spalování fosforu, k výrobě páry.

Při realizaci extrakční metoda Při syntéze kyseliny fosforečné se přírodní fosfáty upravují anorganickými kyselinami. V běžných případech se k tomuto účelu používá koncentrát apatitu Khibiny a fosforitany Karatau.

Zpracování fosfátů se v průmyslu aktivně využívalo již v polovině 1880. let XNUMX. století. Tento směr se začal rozvíjet po druhé světové válce, což bylo vysvětleno vysokou poptávkou po minerálních hnojivech v zemědělství.

Extrakční proces pro výrobu kyseliny fosforečné. Rovnice pro schéma rozkladu surovin, kde parametr x může být roven 0,1 až 2,2:

V důsledku toho vzniká vedlejší produkt ve formě síranu vápenatého. Tato látka je při určité teplotě a koncentraci kyseliny fosforečné schopna srážet se ve formě dihydrátu nebo hemihydrátu Pozn

Tam je také anhydritová metoda, která zahrnuje vysrážení bezvodého síranu vápenatého. Technologie se nepoužívá v průmyslové výrobě kyseliny fosforečné, což se vysvětluje výskytem vážných problémů s korozí.

Klasická technologie pro syntézu kyseliny fosforečné – dihydrátový proces. Výhodou této metody je její relativně nízká teplota, která eliminuje vznik koroze. Při zavádění technologie je přípustné používat různé fosfátové suroviny a zpracovávat je ve velkých objemech.

V první fázi se surovina rozdrtí na částice o velikosti menší než 150 mikronů. Fosfát a kyselina sírová vstupují do reaktoru v oddělených proudech. Vzniklá vrstva síranu vápenatého na částicích tedy nebrání dalšímu rozkladu. Teplota procesu se udržuje v rozmezí od 70 °C do 80 °C. V tomto případě je koncentrace kyseliny fosforečné v systému 28-31 % z hlediska Kde se používá, oblasti použití

Kyselina fosforečná se používá jako tavidlo v procesu pájení (na oxidovanou měď, na železný kov, na nerez).

Sloučenina se používá k provádění vědeckých experimentů v laboratorní praxi.

Látka se používá k odstranění rzi z kovových povrchů. V důsledku této úpravy se vytvoří ochranný film, který slouží jako bariéra proti korozním procesům.

Kyselina fosforečná se používá ve složení freonů, v průmyslových mrazících jednotkách jako silná vazebná složka.

V letectví je kyselina ortofosforečná součástí hydraulické kapaliny NGZh-5U a jejích zahraničních analogů.

V potravinářském průmyslu se látka používá jako potravinářská přísada. Kyselina fosforečná reguluje hladinu kyselosti v sycených nápojích, jako je Coca-Cola. Slabý vodný roztok kyseliny fosforečné s malým obsahem cukru chutná jako angrešt.

V oblasti kožešinového chovu zejména na farmách, kde se chovají norci, krmením roztokem kyseliny ortofosforečné zabraňují zvýšení kyselosti v žaludku a rozvoji urolitiázy.

Látka při použití v hydroponických systémech umožňuje kontrolovat hladinu pH živného roztoku.

Kyselina fosforečná našla široké uplatnění ve stomatologii. Pomocí této látky se před vyplňováním zubů leptá sklovina a dentin, to znamená, že se odstraní mazací vrstva.

Chcete-li získat vysoce kvalitní připojení, potřebujete nejen speciální vybavení, ale také další spotřební materiál. Při pájení se používá tavidlo s pájkou vyrobenou z olova a cínu, často ve formě drátu. Jako tavidlo se používá pájecí kyselina, která se dělí na několik typů. Nejoblíbenější látkou je ortofosfor.

Vlastnosti a účel

Při dlouhodobém používání kovové výrobky oxidují a na jejich povrchu se hromadí nečistoty a prach. Nečistoty lze odstranit mechanicky pomocí pilníku; oxidy jsou eliminovány výhradně chemickými sloučeninami. Kyselina ortofosforečná pro pájení zabraňuje tvorbě nové membrány a eliminuje stávající usazeniny.

Umožňuje nejen čištění kovových povrchů, ale také poskytuje ochranu proti korozi a dalším negativním jevům.

Tato látka se liší od ostatních pájecích kyselin složením a koncentrací a její použití je plně oprávněné. Úprava kovových povrchů kyselinou ortofosforečnou tvoří ochrannou membránu, která zabraňuje tvorbě oxidů. Látka se používá pro pájení různých materiálů:

• hliník;
• stát se;
• slitiny mědi;
• nikl

Pájení by mělo být prováděno při teplotách nad 350 stupňů. Během tohoto procesu se kyselá membrána uvolní a uvolní na povrch v důsledku rozpuštění oxidových vrstev. Spolehlivost pájení je dosažena díky nové získané fólii.

Složení a vlastnosti

Kyselina ortofosforečná je bezbarvá látka anorganického původu. Je to hygroskopická látka s pastovitou strukturou. Při zahřátí se rozpustí a stane se tekutým. Kyselina má dobré tokové vlastnosti a lze ji po ukončení práce snadno odstranit vodou.

Za normálních podmínek je kyselina ortofosforečná přítomna jako bezbarvé krystaly. Nejčastěji se používá ke spojování obrobků z uhlíkové nebo nízkolegované oceli. Toto tavidlo rozpouští oxidový film a pohybuje ho na povrch.

Poté se na vyčištěné ploše objeví nová membrána, která plní ochrannou funkci a zabraňuje oxidaci materiálu.

V konečné fázi práce se zbývající kyselina smyje vodou. Jedná se o univerzální hmotu, která je vhodná pro pájení různých materiálů, včetně výrobků ze železných a neželezných kovů, nerezové oceli. Výhodou kyseliny ortofosforečné oproti kalafuně je její širší spektrum účinku a zjednodušený proces pájení. Existuje však také negativní bod: nelze jej použít při pájení kontaktů, protože existuje vysoké riziko koroze materiálu.

Tipy pro výběr

Kyselina ortofosforečná – je nejlepší volbou pro pájení prvků z nízkouhlíkové oceli a dalších obtížně spojitelných materiálů. Tavidlo obvykle obsahuje ¾ této látky z celkového množství. Přispívají různé faktory doplňky, díky nim je možné se vyrovnat s hlavními obtížemi, které se vyskytují při pájení.

Existuje číslo normy GOST, kterými se musí výrobci pájecí kyseliny řídit, ale ve skutečnosti se jimi vždy neřídí. Z tohoto důvodu se může kvalita produktů mezi různými společnostmi výrazně lišit. Při výběru kyseliny ortofosforečné věnujte pozornost přítomnosti a množství sedimentu, protože může negativně ovlivnit kvalitativní vlastnosti látky, a tedy i výsledek pájení.

Musíte se také podívat na barvu kyseliny: pokud je tmavá, znamená to, že v kompozici je mnoho nečistot. Tento aspekt však není vždy považován za negativní, protože řada přísad naopak zlepšuje kvalitu pájení.

Světle žlutý odstín je považován za normální., nedoporučuje se kupovat příliš tmavé tekutiny. Před nákupem se vždy podívejte na datum expirace kompozice. Tento bod je velmi důležitý, v průměru se kyselina skladuje 6 měsíců.

Bezpečnostní opatření

Kyselina ortofosforečná je klasifikována jako látka, která je při použití zdraví toxická Je nutné přísně dodržovat bezpečnostní pravidla, nezanedbávejte bezpečnostní opatření. Pro uchování této látky použijte hermeticky uzavřená nádoba. Kyselinu používejte pouze v místnosti s dobrým větráním.

Při práci s tímto materiálem je nutné používat osobní ochranné prostředky. Pokud se vám kyselina náhodou dostane na kůži, omyjte ji mýdlovou vodou. Postup pájení je stejný jako při použití jiných typů tavidel. Kovový povrch je předčištěn mechanicky. Poté se zpracuje kyselinou.

Tato manipulace eliminuje stopy rzi a jiných nečistot, výrazně zvyšuje kvalitu a pevnost spojů získaných pájením. Je důležité vzít v úvahu, že v agresivním prostředí existuje možnost negativního dopadu na jemné části.. Kyselina ortofosforečná vykazuje své nejlepší vlastnosti při pájení kovů s vysokým bodem tání.

Jak používat kyselinu fosforečnou viz níže.