- Химическая структура
- свойства
- Внешность
- Температура плавления
- Точка кипения
- Растворимость воды
- плотность
- стабильность
- pH
- Синтез
- Приложения
- Продукты
- Моющие средства
- целебный
- Ссылки
Фосфат натрия представляет собой неорганическую соль , имеющая в химической формуле Na 3 PO 4 . Его также называют тринатрийфосфатом (TSP) или трехосновным фосфатом натрия, потому что он полностью лишен способности отдавать ионы водорода H + .
Когда он упоминается во множественном смысле, фосфаты натрия, он относится ко всему набору солей, гидратированных или негидратированных, возникающих в результате электростатических взаимодействий между Na + и PO 4 3- . Некоторые из этих солей даже состоят из пирофосфатов натрия или неорганических полимеров, которые содержат PO 4 3- в качестве мономера.
Стекло для часов с кристаллами фосфата натрия. Источник: Ондржей Мангл
Вот почему, если не указано иное, оно всегда будет относиться к Na 3 PO 4, а не к NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 , Na 4 P 2 O 7 или любой другой соли.
На изображении выше показан внешний вид фосфата натрия, который имеет белые кристаллы, похожие на обычную или поваренную соль, или приобретается в виде аморфного белого порошка. Na 3 PO 4 способен образовывать различные гидраты, среди которых Na 3 PO 4 · 12H 2 O наиболее коммерциализирован.
Он находит применение в основном в пищевой промышленности, в моющих средствах, спортивных добавках и служит гиперосмотическим слабительным.
Химическая структура
Основные ионы фосфата натрия. Источник: Smolamj через Википедию.
Та же формула Na 3 PO 4 показывает, что на каждый анион PO 4 3- приходится три катиона Na + . Эти ионы можно увидеть на изображении выше. Обратите внимание, что PO 4 3- имеет тетраэдрическую геометрию, а его атомы кислорода несут резонансный отрицательный заряд, который притягивает Na + из окружающей среды.
Точно так же формула Na 3 PO 4 указывает на то, что это безводная соль, поэтому в его кристаллах нет молекул воды. В результате электростатического притяжения между Na + и PO 4 3- образуется белый треугольный кристалл. Его ионная связь такова, что Na 3 PO 4 имеет температуру плавления 1583 ºC, что значительно выше, чем у некоторых солей.
И Na +, и PO 4 3- представляют собой ионы, которые могут быть сильно гидратированы без отрицательного влияния на стабильность кристаллов.
По этой причине гидраты также могут кристаллизоваться; однако его температуры плавления ниже, чем у безводной соли, поскольку межмолекулярные водородные связи в воде разделяют ионы и ослабляют их взаимодействие. У Na 3 PO 4 · 12H 2 O, например, его температура плавления составляет 73,4 ºC, что намного ниже, чем у Na 3 PO 4 .
свойства
Внешность
Он может иметь вид определенных белых кристаллов или порошка или гранул одного цвета. Все физические величины, указанные ниже, относятся только к безводной соли Na 3 PO 4 .
Температура плавления
1583 ºC
Точка кипения
100 ºC
Растворимость воды
14,5 г / 100 мл при 25 ºC, поэтому он считается хорошо растворимым в воде. Однако он нерастворим в органических растворителях, таких как этанол и сероуглерод.
плотность
2,536 г / см 3 при 17,5 ° С.
стабильность
Это гигроскопичное твердое вещество. Поэтому его необходимо хранить таким образом, чтобы не подвергать его воздействию влаги.
pH
Это сильнощелочная соль. Например, его 0,1% водный раствор уже имеет pH 11,5. Это свойство можно использовать в качестве добавки в моющие средства.
Синтез
Как производится или синтезируется фосфат натрия? Для этого мы начинаем с фосфорной кислоты H 3 PO 4 или фосфатной соли двухосновной кислоты NaH 2 PO 4 .
В подавляющем большинстве синтезов предпочтителен H 3 PO 4 . Таким образом, H 3 PO 4 реагирует с основанием, которое нейтрализует его три OH-группы, с учетом того, что эту кислоту также можно записать как PO (OH) 3 .
Предпочтительным основанием является гидроксид натрия NaOH (в Германии), но также возможно (и дешевле) использовать карбонат натрия или кальцинированную соду Na 2 CO 3 (в США). Уравнения для обеих реакций нейтрализации:
Na 2 CO 3 + H 3 PO 4 → Na 2 HPO 4 + CO 2 + H 2 O
Na 2 HPO 4 + NaOH → Na 3 PO 4 + H 2 O
Обратите внимание, что при использовании Na 2 CO 3 получается не Na 3 PO 4 , а Na 2 HPO 4 , который потребует последующей нейтрализации. Поскольку реакционная среда является водной, Na 3 PO 4 · 12H 2 O кристаллизуется , поэтому ее необходимо прокалить, чтобы удалить содержащуюся в ней воду и, таким образом, получить безводную соль.
Na 3 PO 4 · 12H 2 O характеризуется «сплавлением» кристаллов в компактную массу, которую трудно сломать. Чем меньше размер ваших кристаллов, тем быстрее они будут прокалены.
Приложения
Продукты
Фосфат натрия используется как шипучий агент для расширения булочек с корицей или пирожных. Источник: Pixabay.
При использовании фосфата натрия неизбежно смешивание Na 3 PO 4 или Na 3 PO 4 · 12H 2 O, поскольку последний является наиболее продаваемым гидратом. Например, любой из двух вносит безвредные ионы (теоретически) в продукты, в которые они добавляются, обогащая их фосфатами и одновременно повышая их соленость.
В соль для мяса включен Na 3 PO 4 · 12H 2 O, чтобы они дольше оставались свежими во время хранения. Точно так же его добавляют в качестве эмульгатора, чтобы смесь масла и воды не «разрезалась», а, скорее, оставалась единой; и как регулятор pH, поскольку он помогает снизить кислотность продуктов (в том числе злаков).
Кроме того, его используют для сгущения некоторых томатных соусов, а также для выпечки тортов или хлеба (верхнее изображение). Последнее связано с тем, что Na 3 PO 4 · 12H 2 O имеет свойство выделять водяной пар, что увеличивает размер пор в мучном тесте и его объем.
Моющие средства
Фосфат натрия достаточно щелочной, чтобы омылять некоторые жиры или масла, с которыми он контактирует. Его щелочность затем используется для улучшения действия моющих средств, если обезжириваемая поверхность неметаллическая, поскольку они могут испортить ее.
Однако производство моющих средств, обогащенных фосфатами, сократилось из-за эвтрофикации озер и рек и, как следствие, распространения водорослей, покрывающих их поверхности.
Он также использовался для изготовления дезинфицирующего средства: Na 3 PO 4 · 1/4 NaOCl · 11H 2 O, которое получают с использованием гипохлорита натрия, NaOCl, вместо NaOH или Na 2 CO 3 для нейтрализации H 3. ПО 4 .
целебный
Na 3 PO 4 вызывает дефекацию, действуя как гиперосмотическое слабительное, необходимое для очищения толстой кишки до того, как пациенту будет сделана колоноскопия. С другой стороны, он также использовался (добавлялся) в энергетических добавках.
Ссылки
- Шивер и Аткинс. (2008). Неорганическая химия . (Четвертое издание). Мак Гроу Хилл.
- Национальный центр биотехнологической информации. (2019). Тринатрийфосфат. База данных PubChem. CID = 24243. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Тринатрийфосфат. Получено с: en.wikipedia.org
- Курран М.П. и Плоскер Г.Л. (2004). Раствор фосфата натрия для перорального применения: обзор его использования в качестве очищающего средства для кишечника. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
- Кори Уилан. (22 декабря 2017 г.). Фосфат натрия. Получено с: healthline.com
- Джейкобс, Джоэл Б. Табороси, Стив. (2019). Процесс производства тринатрийфосфата. Получено с: freepatentsonline.com
- МэриЭнн Маркс. (2018). Почему в нашу пищу добавляют тринатрийфосфат (TSP)? Получено с: theingredientguru.com