پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات (KH₂PO₄) چیست

پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات (با نام‌های مرسوم Monopotassium Phosphate یا مخفف KH₂PO₄) یکی از ترکیبات شیمیایی پرکاربردی است که در صنایع مختلف استفاده می‌شود. این نمک سفیدرنگ و محلول در آب، به‌عنوان کود فسفره و پتاسیمی (NPK) در کشاورزی شناخته می‌شود؛ هم‌چنین در صنایع غذایی کاربرد به‌عنوان تنظیم‌کننده pH دارد، در آزمایشگاه‌ها به‌عنوان بافر فسفاتی به‌کار می‌رود و در محصولات تکنولوژیکی مانند ماژول‌های نوری غیرخطی نیز استفاده می‌شود. در این مقاله، ابتدا به بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی KH₂PO₄ (از جمله نقطه ذوب، حلالیت، جرم مولی) خواهیم پرداخت، سپس کاربردهای متنوع آن در کشاورزی، داروسازی، صنعت غذا و بافرینگ را تشریح می‌کنیم. علاوه بر این، به مزایای KH₂PO₄ در مقایسه با ترکیبات مشابه، مانند Diphosphate پتاسیم (K₂HPO₄) پرداخته و نکات ایمنی، روش نگهداری و راهنمای خرید آن را نیز ارائه خواهیم داد. اگر به دنبال خرید KH₂PO₄ صنعتی یا غذایی، محتوای تخصصی در زمینه بافرهای فسفاتی، یا کاربردهای بافری و غذایی این ترکیب هستید، این مقاله قدم به قدم شما را راهنمایی خواهد کرد.

خواص فیزیکی و شیمیایی پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات (KH₂PO₄)

پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات (KH₂PO₄)، معروف به Monopotassium Phosphate یا مونوپتاسیم فسفات، یک ترکیب سفیدرنگ و محلول‌پذیر است که در سیستم بلوری تترگونال شکل می‌گیرد. جرم مولی آن حدود ۱۳۶.۰۹ گرم بر مول و چگالی‌اش در حد ۲.۳۴ گرم بر سانتی‌متر مکعب است. یکی از مزیت‌های کلیدی KH₂PO₄، حلالیت بالا در آب است: در دمای ۲۰ °C تقریباً ۲۲.۶ گرم در ۱۰۰ میلی‌لیتر و در دمای ۹۰ °C این میزان به حدود ۸۳.۵ گرم در ۱۰۰ میلی‌لیتر می‌رسد. نقطه ذوب پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات نزدیک ۲۵۲.۶–۲۵۳ °C است و در دمایی نزدیک به ۴۰۰ °C دچار تجزیه شده و جوش نمی‌آید. محلول ۱ درصدی این ترکیب، pH حدود ۴.۲ تا ۴.۵ دارد که نشان‌دهنده خاصیت اسیدی ملایم آن است.  از لحاظ ایمنی، KH₂PO₄ به‌طور کلی ترکیبی با خطر پایین (NFPA H1, F0, R0) است. با این‌حال، تماس مستقیم با پوست یا چشم ممکن است منجر به تحریک خفیف شود، بنابراین استفاده از لباس محافظ و عینک ایمنی توصیه می‌شود.

روش تولید پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات (KH₂PO₄)

تولید پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات هم به‌صورت آزمایشگاهی و هم صنعتی انجام می‌شود. در روش صنعتی رایج، این ترکیب از واکنش خنثی‌سازی اسید فسفریک (H₃PO₄) با پتاسیم کربنات (K₂CO₃) یا پتاسیم هیدروکسید (KOH) به‌دست می‌آید. در این فرآیند، اسید فسفریک به‌صورت کنترل‌شده به محلول قلیایی اضافه می‌شود تا pH محیط در محدوده‌ای نگه‌داشته شود که تشکیل مونوپتاسیم فسفات را تسهیل کند. پس از تکمیل واکنش، محلول حاوی KH₂PO₄ خنک شده و بلورهای سفیدرنگ این ترکیب به‌وسیله تبلور مجدد (Recrystallization) جدا و خشک می‌شوند.

معادله کلی واکنش با استفاده از پتاسیم کربنات به این صورت است:

H₃PO₄ + K₂CO₃ → 2KH₂PO₄ + CO₂

در مقیاس بزرگ، برای تولید کودهای محلول و ترکیبات با خلوص بالا، از روش‌های تصفیه چندمرحله‌ای استفاده می‌شود تا ناخالصی‌هایی مانند کلریدها، سولفات‌ها و فلزات سنگین حذف شوند. این کار باعث افزایش کیفیت محصول و اطمینان از سازگاری آن با کاربردهای کشاورزی، غذایی و دارویی می‌شود. یکی از مزایای این روش، راندمان بالای واکنش و امکان کنترل دقیق اندازه بلورها و میزان خلوص نهایی است. در کاربردهای آزمایشگاهی نیز معمولاً از همین مسیر سنتز استفاده می‌شود، با این تفاوت که در مقیاس کوچک‌تر و تحت شرایط کنترل‌شده انجام می‌گیرد.

کاربردهای پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات (KH₂PO₄ / مونوپتاسیم فسفات)

1.  کشاورزی و باغداری

   • پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات به‌عنوان کود محلول در آب یکی از بهترین منابع هم‌زمان پتاسیم و فسفر برای گیاهان محسوب می‌شود.

   • این کود قابلیت انحلال بالا دارد و به‌سرعت توسط ریشه و برگ جذب می‌شود.

   • استفاده آن در مراحل حساس رشد، مانند گل‌دهی و تشکیل میوه، باعث افزایش کیفیت محصول، بهبود رنگ و طعم، افزایش قند میوه‌ها، و تقویت مقاومت گیاه در برابر تنش‌های محیطی مثل خشکی، سرما و بیماری‌های قارچی می‌گردد.

   • به‌دلیل عدم وجود نیتروژن، این کود برای کنترل رشد رویشی و تمرکز انرژی گیاه روی تولید میوه بسیار مناسب است.

صنایع غذایی

• • در صنعت غذا، KH₂PO₄ به‌عنوان عامل بافر برای تنظیم و تثبیت pH در محصولات مختلف به‌کار می‌رود.

  • در تولید نوشیدنی‌های ورزشی و مکمل‌های انرژی‌زا، این ماده به‌عنوان منبع پتاسیم برای حفظ تعادل الکترولیت بدن استفاده می‌شود.

  • در فرآورده‌های لبنی و محصولات غنی‌شده با املاح معدنی، KH₂PO₄ به حفظ بافت و طعم کمک می‌کند و ارزش تغذیه‌ای را بالا می‌برد.

  • استفاده از آن به‌عنوان افزودنی مجاز غذایی با کد E340 در استانداردهای بین‌المللی تأیید شده است.

1. داروسازی و پزشکی

   • در داروسازی، KH₂PO₄ به‌عنوان ماده کمکی در محلول‌های تزریقی و مکمل‌های خوراکی استفاده می‌شود.

   • این ترکیب در تنظیم سطح پتاسیم و فسفر خون و پیشگیری یا درمان اختلالات الکترولیتی نقش دارد.

   • در برخی فرمولاسیون‌های دارویی، به‌عنوان بافر پایدارکننده pH و جلوگیری از تخریب ترکیبات فعال استفاده می‌شود.

2. صنایع شیمیایی و آزمایشگاهی

   • KH₂PO₄ یکی از مواد اصلی برای تهیه محلول‌های بافری در آزمایشگاه‌ها است، به‌ویژه در تست‌های بیوشیمی و شیمی تجزیه.

   • در تولید مواد شیمیایی صنعتی که نیاز به یک نمک محلول و پایدار دارند، این ماده جایگاه ویژه‌ای دارد.

   • به‌عنوان منبع پایدار پتاسیم و فسفر در فرآیندهای صنعتی و تولید کودهای ترکیبی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

نکات ایمنی و روش نگهداری پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات

پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات (KH₂PO₄) به‌طور کلی ماده‌ای با خطر کم در رده‌بندی شیمیایی محسوب می‌شود، اما رعایت اصول ایمنی هنگام کار با آن ضروری است. این ترکیب به شکل پودر یا کریستال سفیدرنگ عرضه می‌شود و قابلیت انحلال بالایی در آب دارد. تماس مستقیم با پوست یا چشم ممکن است باعث تحریک خفیف شود و در صورت استنشاق گرد این ماده، احتمال ایجاد سوزش دستگاه تنفسی وجود دارد. بنابراین توصیه می‌شود هنگام جابجایی و استفاده از KH₂PO₄، از دستکش مقاوم، عینک ایمنی و ماسک گردوغبار استفاده شود. در صورت تماس پوستی، محل تماس را باید با آب و صابون شست‌وشو داد و در صورت تماس با چشم، فوراً با آب فراوان شست‌وشو و در صورت ادامه تحریک، به پزشک مراجعه کرد. بلعیدن مقدار زیاد این ماده ممکن است باعث مشکلات گوارشی شود، بنابراین باید از خوردن و آشامیدن در محیط کار پرهیز کرد. برای نگهداری KH₂PO₄، باید آن را در ظروف دربسته، خشک و دور از رطوبت قرار داد، زیرا این ماده رطوبت‌پذیر است و در تماس طولانی با هوا ممکن است کیفیت آن کاهش یابد. همچنین باید در محیطی خنک، دور از نور مستقیم خورشید و مواد شیمیایی ناسازگار مانند اسیدهای قوی یا اکسیدکننده‌ها نگهداری شود. رعایت این اصول نه‌تنها ایمنی فردی را تضمین می‌کند، بلکه به حفظ کیفیت و طول عمر پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات در طول زمان نیز کمک می‌کند.

جمع‌بندی

پتاسیم دی‌هیدروژن فسفات (KH₂PO₄) یا مونوپتاسیم فسفات، یک ترکیب معدنی چندمنظوره است که به‌دلیل تأمین هم‌زمان دو عنصر حیاتی پتاسیم و فسفر، جایگاه مهمی در کشاورزی، صنایع غذایی، داروسازی و شیمیایی دارد. این ماده با انحلال‌پذیری بالا و جذب سریع، به‌عنوان یکی از بهترین کودهای محلول در آب برای افزایش کیفیت محصول، بهبود رشد و مقاومت گیاهان در شرایط سخت شناخته می‌شود. در صنایع غذایی، نقش آن در تنظیم pH، بهبود بافت و غنی‌سازی محصولات ارزشمند است و در داروسازی، به‌عنوان منبع الکترولیت و بافر پایدارکننده کاربرد دارد. در حوزه شیمی و آزمایشگاه، KH₂PO₄ در تهیه محلول‌های بافری و فرمولاسیون‌های صنعتی نقش کلیدی ایفا می‌کند. انتخاب این ماده در هر یک از این بخش‌ها، به معنای بهره‌مندی از ترکیبی پایدار، کارآمد و ایمن است که می‌تواند بهره‌وری فرآیندها را به شکل چشمگیری افزایش دهد.