Trong phòng thí nghiệm

Trong phòng thí nghiệm, axit phosphoric được điều chế bằng cách dùng HNO3 đặc oxy hóa phospho ở nhiệt độ cao:

P + 5 HNO 3 ⟶ H 3 PO 4 + 5 NO 2 + H 2 O {\displaystyle {\ce {P + 5HNO3 -> H3PO4 + 5NO2 + H2O}}}

Trong công nghiệp

Axit phosphoric được sản xuất công nghiệp bằng hai tuyến đường nói chung - quá nhiệt và quá trình ẩm ướt, trong đó bao gồm hai tiểu phương pháp. Quá trình ướt chiếm ưu thế trong lĩnh vực thương mại. Các quá trình nhiệt đắt hơn sản xuất một sản phẩm tinh khiết được sử dụng cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Phương pháp ướt

Sản xuất acid phosphoric bằng phương pháp ướt (phương pháp trích ly) bằng cách thêm axit sunfuric để phân huỷ khoáng calcium phosphate, thường được tìm thấy trong tự nhiên như quặng apatit. Phản ứng là:

Ca 5 ( PO 4 ) 3 X + 5 H 2 SO 4 ⟶ 5 CaSO 4 + 3 H 3 PO 4 + HX {\displaystyle {\ce {Ca5(PO4)3X + 5H2SO4 -> 5CaSO4 + 3H3PO4 + HX}}}

3 H 2 SO 4 + Ca 3 ( PO 4 ) 2 ⟶ 3 CaSO 4 + 2 H 3 PO 4 {\displaystyle {\ce {3H2SO4 + Ca3(PO4)2 -> 3CaSO4 + 2H3PO4}}}

trong đó X có thể bao gồm OH − {\displaystyle {\ce {OH-}}} , F − {\displaystyle {\ce {F-}}} , Cl − {\displaystyle {\ce {Cl-}}} , Br − {\displaystyle {\ce {Br-}}} ,... và các quặng khác chứa Fe 2 + {\displaystyle {\ce {Fe^2+}}} , Mg 2 + {\displaystyle {\ce {Mg^2+}}} ,...

Dung dịch axit phosphoric ban đầu có thể chứa 23-33% P 2 O 5 {\displaystyle {\ce {P2O5}}} (32-46% H3PO4), nhưng có thể được tập trung bởi sự bay hơi nước để sản xuất axit commercial- hoặc thương cấp phosphoric, trong đó có khoảng 54-62% P 2 O 5 {\displaystyle {\ce {P2O5}}} (75 -85% H 3 PO 4 {\displaystyle {\ce {H3PO4}}} ). Bốc hơi hơn nữa sản lượng nước axit superphosphoric với nồng độ trên 70% P 2 O 5 {\displaystyle {\ce {P2O5}}} (tương ứng với gần 100% H 3 PO 4 {\displaystyle {\ce {H3PO4}}} , tuy nhiên, các axit pyrophosphoric và polyphosphoric sẽ bắt đầu hình thành, làm cho các chất lỏng có độ nhớt cao).

Phân huỷ quặng photphat bằng axit sulfuric sản phẩm phụ canxi sunfat không tan (thạch cao), được lọc và loại bỏ như bùn cặn. Axit ướt quá trình có thể được tinh chế thêm bằng cách loại bỏ flo để sản xuất axit phosphoric dùng trong sản xuất phân bón, hoặc bằng cách chiết xuất dung môi và loại bỏ asen để sản xuất axit phosphoric thực phẩm. Tuy nhiên điều chế bằng phương pháp này thu được axit phosphoric không tinh khiết, có chất lượng thấp.

Quá trình nitrophosphate là tương tự như quá trình ướt trừ nó sử dụng axit nitric ở vị trí của axit sulfuric. Lợi thế cho phương pháp này là các sản phẩm đi kèm là canxi nitrat cũng là một loại phân bón cây trồng. Phương pháp này ít được sử dụng.

Phương pháp nhiệt

Axit phosphoric tinh khiết thu được bằng cách đốt phospho nguyên tố để tạo diphospho pentaoxit, sau đó được hòa tan trong axit phosphoric loãng. Phương pháp này tạo ra một axit phosphoric rất tinh khiết, vì hầu hết các tạp chất có trong đá đã được loại bỏ khi đốt phospho trong lò điện. Tuy nhiên, đối với các ứng dụng quan trọng như dược phẩm, thực phẩm cẩn có phân đoạn xử lý bổ sung để loại bỏ các hợp chất asen.

Phospho nguyên tố được sản xuất bởi một lò điện. Ở nhiệt độ cao, một hỗn hợp của quặng phosphat, silicat và vật liệu cacbon (than cốc, than đá vv...) sản xuất calcium silicate, khí phốt pho và carbon monoxide. Khí P {\displaystyle {\ce {P}}} và CO {\displaystyle {\ce {CO}}} từ phản ứng này được làm lạnh dưới nước để tách phospho rắn và bụi. Ngoài ra, khí P {\displaystyle {\ce {P}}} và CO {\displaystyle {\ce {CO}}} có thể được đốt cháy với không khí để tạo phospho pentoxit và carbon dioxide. Khí sau khi được làm nguội sơ bộ được đưa tới hidrat hoá tạo thành acid phosphoric.