Kwas fosforowy (E338) – co to jest? Właściwości, zastosowanie, szkodliwość

Kwas fosforowy – właściwości

Kwas fosforowy jest nieorganicznym związkiem chemicznym, kwasem tlenowym zawierającym trzy grupy hydroksylowe. Kwas fosforowy ma wzór H₃PO₄. Jego nazwa systematyczna to kwas fosforowy (V). Wynika z niej, że fosfor w tym związku występuje na V stopniu utlenienia i tworzy pięć wiązań chemicznych. Nie należy mylić go z kwasem fosforowym (III), który nazywany jest kwasem fosfonowym lub fosforawym.

Czysty kwas fosforowy jest krystalicznym, bezbarwnym ciałem stałym bez zapachu. Rozpuszczalność w wodzie (szczególnie gorącej) kwasu fosforowego (V) jest bardzo dobra. Tworzy on bezbarwne roztwory. Odczyn 0,1 N roztworu jest silnie kwasowy, pH wynosi 1,5.

Kwas fosforowy (V) sprzedawany jest najczęściej jako ciało stałe lub 85 proc. roztwór wodny. Stężony kwas fosforowy jest żrący. Powoduje oparzenia skóry, uszkodzenia oczu i przewodu pokarmowego. W pracy ze stężonym związkiem konieczne jest stosowanie rękawic, okularów i odzieży ochronnej.

Kwas fosforowy (V) jest higroskopijny, co oznacza, że ma on zdolność pochłaniania wody z otoczenia. Powoduje korozję metali. Jest sekwestrantem – wiąże jony metali, takich jak żelazo, miedź, wapń i magnez. Kwas fosforowy (V) tworzy trzy rodzaje soli, w których metal zastępuje jeden, dwa lub trzy atomy wodoru w cząsteczce. Sole kwasu fosforowego są szczególnie istotne w produkcji nawozów sztucznych.

Cząsteczki kwasu fosforowego (V) w sprzyjających warunkach, szczególnie w podwyższonej temperaturze, łączą się ze sobą, tworząc kwas difosforowy (pirofosforowy).

Czytaj również: Betanina (E162) – właściwości i zastosowanie. Czy betanina jest szkodliwa?

Kwas fosforowy – zastosowanie i otrzymywanie

Otrzymywanie kwasu fosforowego prowadzi się dwiema metodami – mokrą i termiczną. W metodzie mokrej prowadzi się reakcję między kwasem siarkowym (VI) oraz skałami naturalnie zawierającymi fosfor. Metoda ta jest najczęściej używana do produkcji kwasu fosforowego stosowanego w nawozach sztucznych. Proces termiczny obejmuje spalanie czystego fosforu w tlenie, a następnie uwodnienie tlenku fosforu (V). Czystość i stężenie tak otrzymanego kwasu jest dużo wyższe, dlatego używa się go w przemyśle chemicznym.

Do najważniejszych zastosowań kwasu fosforowego (V) należy produkcja nawozów sztucznych dla rolnictwa. Wytwarza się je z użyciem soli fosforanu wapnia, a dokładnie wodorofosforanu wapnia – CaHPO₄ – oraz superfosfatu wapnia – Ca(H₂PO₄)₂. Inne sole istotne w zastosowaniach przemysłowych i laboratoryjnych to diwodorofosforan sodu stosowany jako regulator kwasowości roztworu, wodorofosforan sodu używany do strącania jonów metali z roztworów czy fosforan sodu występujący w mydłach i detergentach.

Kwas fosforowy jest stosowany w stomatologii i ortodoncji jako roztwór trawiący do czyszczenia powierzchni zębów przed umieszczeniem na nich wypełnień dentystycznych. Jako bufor pH dodawany jest do wyrobów farmaceutycznych.

Kwas fosforowy (V) znany jest jako odrdzewiacz. Jest on składnikiem napojów typu cola, dlatego można ich używać do rozpuszczania rdzy na śrubach, gwoździach i innych elementach metalowych. Kwas fosforowy na rdzę wchodzi w reakcję z tlenkami i wodorotlenkami metali i rozpuszcza je, oczyszczając powierzchnię metalu.

Kwas fosforowy w żywności – E338

Kwas fosforowy jako dodatek do żywności oznaczany jest symbolem E338. Stosuje się go jako regulator kwasowości i sekwestrant. Kwas fosforowy w jedzeniu można znaleźć w wielu produktach. Zalicza się do nich napoje gazowane, w których E338 nadaje ostrzejszy i bardziej cierpki smak. Kwas fosforowy w napojach gazowanych jest najbardziej znany z występowania w coca-coli.

Spożywczy kwas fosforowy zapobiega także rozwojowi pleśni i bakterii. Podobną rolę pełni w dżemach, marmoladach i konfiturach. Sole kwasu fosforowego są używane w produkcji nabiału (maślanek, serków wiejskich). Uczestniczą w modyfikacji białek mleka i regulacji pH gotowego produktu.

E338 w produktach spożywczych może być dodawany m.in. do:

• mleka sterylizowanego, UHT, zagęszczonego, w proszku;
• śmietanki pasteryzowanej i UHT;
• serów niedojrzewających i topionych;
• owoców kandyzowanych;
• przetworów owocowych;
• przetworów mięsnych;
• napojów dla sportowców;
• napojów na białkach roślinnych;
• lodów, deserów;
• pieczywa cukierniczego i wyrobów ciastkarskich;
• mąki rosnącej bez drożdży;
• proszku do pieczenia;
• sosów, zup i bulionów, polew;
• herbat instant;
• past rybnych;
• surimi;
• przetworów ziemniaczanych;
• napojów na bazie kawy do automatów.

Kwas fosforowy jako dodatek do żywności często występuje w produktach w towarzystwie E492, E553b, E575, E472d, E1442, E308, E451, E160d, E472f.

Czytaj również: Żółcień chinolinowa (E104) – co to jest, funkcje, szkodliwość żółtego barwnika

Kwas fosforowy – szkodliwość

Fosfor zawarty w kwasie fosforowym oraz w solach kwasu fosforowego jest wchłaniany w organizmie. Jest to bardzo powszechny składnik żywności, występujący w niej zarówno naturalnie, jak i dodawany w procesie produkcyjnym. Trudno zatem ocenić, jakie ilości fosforu w diecie pochodzą z kwasu fosforowego.

Szkodliwość E338 nie jest związana z działaniem żrącym i drażniącym kwasu fosforowego (V) – ze względu na występowanie kwasu fosforowego w jedzeniu w bardzo niskich stężeniach. Istnieje związek między wysoką zawartością fosforu we krwi a śmiertelnością z przyczyn sercowo-naczyniowych u osób z niewydolnością nerek . Wiadomo również, że nadmiar fosforu w diecie powoduje zmniejszenie gęstości kości i przyczynia się do chorób, takich jak osteoporoza i osteomalacja. Wykazano, że picie napojów z kwasem fosforowym powoduje kamienie nerkowe i może prowadzić do przewlekłych chorób nerek.

Wiadomo także, że nadmiar fosforu w diecie zaburza wchłanianie i poziom w organizmie takich pierwiastków jak wapń, żelazo, magnez i cynk. Mimo że fosfor jest potrzebny do prawidłowego funkcjonowania organizmu, jest to pierwiastek bardzo powszechny, a jego nadmiar jest szkodliwy. Lepiej unikać produktów z kwasem fosforowym w ciąży.