Fosfat Nedir? Fosfat üretimi çeşitleri ve kullanım alanları nelerdir?

Fosfat Nedir? Fosfat üretimi çeşitleri ve kullanım alanları nelerdir? Fosforik asitin tuzu ya da esteri. Doğada çok sayıda çeşidi bulunan fosfatlar organik, yarı-organik ve mineral fosfatlar olarak sınıflandırılırlar.

Organik Fosfatlar

Fosforik asitin (H₃PO₄) esterleri olan organik fosfatların genel formülleri (R₁R₂R₃) C-O-PO₃ H₂‘dir. Burada, R₁, R₂ ve R₃ simgeleri, organik kökleri gösterir. “Enerji bakımından zengin” bağları bulunan biyokimyasal bileşikleri oluştururlar. Özellikle adenozin mono -, di- ve trifosfatların (AMP, ADP, ATP) kendi aralarındaki geçişlerini, kreatin-fosfatı, gliserik asitin fosfatını, vb. saymak gerekir. Bu maddeler, solunum çevrimlerinde ve kas etkinliğinde ortaya çıkarlar. Fosfolipoyitler ya da fosfatitler, hücre zarlarının ve yumurta sarısının bileşenleridir; ayrıca sinir sisteminde de bulunurlar. Bir nükleozit ve fosforik asitin birleşmesi, nükleik asit birimi (DNA ve RNA) olan bir nükleotidi verir.

Yarı – Organik Fosfatlar

Bunlar, bir yandan, bakteriler tarafından hümüse bağlanmış toprak fosfatlarından oluşan hümofosfatlar,öte yandan, kemik iskeletinin destek öğesi olan kemik fosfatlarıdır. Kemik dokularını oluşturan apatitler, kanda dolaşan fosfat iyonunun ve kalsiyum iyonunun değiştokuşlarını sağlarlar. Fosfatın idrar yoluyla dışarı atılması ve dokularla kandaki kalsiyum ve fosfat miktarları paratormon tarafından düzenlenir.

Mineral Fosfatlar

Fosforun çıkarıldığı mineralleri oluştururlar. Aralarından, apatitler, koprolitler, fosfatlı kireç kayaları sayılabilir. Trikalsik fosfat, en çok kullanılandır. Öte yandan, %70 trikalsik fosfat içeren sarımsı bir kayaça da fosfat denir. Bu kayaç, fosforu bağlayabilen yosunların bulunduğu sulu ortamlarda oluşur. Fosfor içeren mineraller arasında tropikal denizlerdeki bazı adalarda bulunan ve gübre olarak kullanılan guanoyu (deniz kuşlarının eski ve katılaşmış dışkısı) belirtmek gerekir. Kimyasal açıdan fosfatlar, çok çeşitli bileşiklerden kurulu bir küme oluştururlar (çizelgede bellibaşlı fosfat asitleri verilmiştir).

Başlıca Fosforik Asitler

HÎPOFOSFORÖZ ASİT ya da diok- sofosforik(I)asit,barit suyuna fosfor etkisiyle hazırlanan baryum hipofosfit üstüne sülfürik asitin etkisi sonunda elde edilir. Asit ve tuzları güçlü birer indirgendir.

ORTOFOSFORİK ASİT ya da trioksofosforik (III) asit, fosfor triklorüre buz etkisi sonucu elde edilir. Bir diasittir ve tuzları gibi, güçlü bir indirgendir. Arsenik araştırmasında kullanılır.

HİPOFOSFORİK ASİT ya da heksaoksodifosforik (IV) asit iyon değiştirici reçine üstünde, hipofosfat (Na₂H₂P₂O₆) molekülündeki iki sodyum atomunun, iki hidrojen atomuyla yer değiştirmesiyle hazırlanır (Na₂H₂P₂O₆ formüllü hipofosfat ise, sodyum hipoklorite kırmızı fosfor etkisiyle elde edilir). Asit ve tuzları, yükseltgen ve indirgen etkenlere karşı duyarsızdırlar.

ORTOFOSFORİK ASİT ya da tetraoksofosforik (V) asit billur yapılı katı bir maddedir (söz konusu asitler arasında en önemlisi budur). Ticari olarak kullanılan asit, (PO₄) kümeleri arasında hidrojen bağlarının bulunmasından ötürü ağdalı, derişik bir çözeltidir.“Yeşil” asiti veren, apatite sülfürik asit etkisiyle, ya da “beyaz” asiti veren, sulu ortamda fosforun yükseltgenmesiyle elde edilir. Kararlı ve soğukta yükseltgen olmayan bir triasittir. Ortofosforik asitten su ayrışması, önce pirofosforik, sonra da metafosforik asitleri verir. Zincir halinde PO₄ kümelerinden kurulu birçok yoğunlaşmış fosfat [genel formülü (P_nO_3n + 1)⁽ⁿ⁺²⁾‘:n = 2 ise fosfatlar, n=3 ise tripolifosfatlar, vb.],, ya da halkalı fosfat [genel formülü (P03)’.- n=3 , trimetafosfat- ları verir ] vardır.

Fosfatın Kullanım Alanları

Fosfatlar, özellikle gübre olarak kullanılırlar. Az çözünen bir madde olan trikalsik fosfat, uzun süreli, ama yavaş bir etkiye sahiptir. Etkinin daha hızlı olması için, bu madde, süperfosfata dönüştürülerek, çözünür hale getirilir. Bu gübreyi elde etmek için, doğal fosfatlara, aşırı derişik sülfürik asit etki edilir. Bunun sonucu olarak, bir kalsiyum sülfat ve çözünen monokalsiyum fosfat [Ca(H₂PO₄)₂] karışımı elde edilir. Thomas yöntemiyle dökme demirin arıtılması sırasında oluşan bir ürün olan, fosforgiderme cürufları da, fosforlu gübrelerin hazırlanmasını sağlarlar.

Çeşitli fosfatlar, deterjan olarak ve suların işlenmesinde kullanılır (Na₄P₂O₇, Na₅P₃O₁₀). n-bütil trifosfat (BTP) gibi bazı esterler, sözgelimi plütonyum ve uranyum nitratların, çözücü yardımıyla elde edilmelerinde kullanılırlar.

Monometal fosfatlar, aşınmadan korumak için çeliklerin kaplanmasında kullanılır. Fosfatların ayrıca biyokimyadaki önemli rollerini de belirtmek gerekir; hidrojenfosfatın iki ayrı biçiminin sistemi (H₂PO₄^–HPO₄^-2) kan için bir tampon çözelti niteliğindedir.