ФОСФАТ НАТРІЮ: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, СИНТЕЗ, ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Фосфат натрію являє собою неорганічну сіль , що має в хімічній формулі Na ₃ PO ₄ . Його ще називають тринатрієвим фосфатом (TSP), або триосновним фосфатом натрію, тому що йому повністю не вистачає здатності здавати водні іони H ⁺ .

Коли в множині називають фосфатами натрію, він відноситься до всього компендію солей, гідратного чи ні, що походить від електростатичних взаємодій між Na ⁺ та PO ₄ ^3- . Деякі з цих солей навіть складаються з пірофосфатів натрію або неорганічних полімерів, які мають ПО ₄ ^3- як мономер.

Дивитися скло з кристалами фосфату натрію. Джерело: Ondřej Mangl

Ось чому, якщо не буде зроблено специфікацію, вона завжди стосуватиметься Na ₃ PO _4, а не NaH ₂ PO4, Na ₂ HPO ₄ , Na ₄ P ₂ O ₇ або будь-яка інша сіль.

На зображенні вище показано появу фосфату натрію, який або є білими кристалами, подібними до звичайної, або кухонною сіллю, або купується у вигляді білого порошку аморфного вигляду. Na ₃ PO ₄ здатний утворювати різні гідрати, будучи Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O тим, який найбільш комерціалізований.

Він знаходить застосування переважно в харчовій промисловості, в миючих засобах, спортивних добавках і служить гіперосмотичним проносним засобом.

Хімічна структура

Основні іони фосфату натрію. Джерело: Смолам через Вікіпедію.

Та сама формула Na ₃ PO ₄ вказує, що для кожного PO ₄ ^3- аніона є три катіона Na ⁺ . Ці іони можна побачити на зображенні вище. Зауважимо, що PO ₄ ^3- має чотиригранну геометрію, атоми його кисню несуть резонансний негативний заряд, який притягує Na ⁺ із середовища.

Так само, формула Na ₃ PO ₄ вказує, що це безводна сіль, тому в її кристалах немає молекул води. Електростатичні привабливості між Na ⁺ та PO ₄ ^{3- в} кінці визначають білий тригональний кристал. Її іонний зв’язок такий, що Na ₃ PO ₄ має температуру плавлення 1583 ºC, значно вищу, ніж у кількох солей.

І Na ^+, і PO ₄ ^3- є іонами, які можуть бути сильно гідратними, не впливаючи негативно на стабільність кристалів.

Саме з цієї причини гідрати також можуть кристалізуватися; однак його температури плавлення нижчі, ніж у безводної солі, оскільки міжмолекулярні водневі зв’язки у воді відокремлюють іони та послаблюють їх взаємодію. Наприклад, у Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O його температура плавлення становить 73,4 ºC, набагато нижча, ніж у Na ₃ PO ₄ .

Властивості

Зовнішність

Він може виглядати як визначені білі кристали або у вигляді порошку або гранул одного кольору. Всі фізичні величини, виражені нижче, стосуються лише безводної солі Na ₃ PO ₄ .

Точка плавлення

1583 ºC

Точка кипіння

100 ºC

Розчинність у воді

14,5 г / 100 мл при температурі 25 ° С, тому його вважають досить розчинним у воді. Однак він нерозчинний в органічних розчинниках, таких як етанол і сірководень.

Щільність

2,536 г / см ³ при 17,5 ° С.

Стабільність

Це тверда гігроскопічна речовина. Тому його слід зберігати таким чином, щоб він не піддавався впливу вологи.

рН

Це сильно лужна сіль. Наприклад, його 0,1% водний розчин вже має рН 11,5. Ця властивість служить для використання в якості добавки в миючих засобах.

Синтез

Як виробляється або синтезується фосфат натрію? Для цього ми починаємо з фосфорної кислоти, H ₃ PO ₄ або фосфатної солі натрієвої кислоти, NaH ₂ PO ₄ .

У переважній більшості синтезів кращим є H ₃ PO ₄ . Таким чином, H ₃ PO ₄ вступає в реакцію з основою, яка нейтралізує три її групи ОН, враховуючи, що цю кислоту можна також записати як PO (OH) ₃ .

Базовою перевагою є гідроксид натрію, NaOH (у Німеччині), але також доцільно (і дешевше) використовувати карбонат натрію або кальциновану соду, Na ₂ CO ₃ (у США). Рівняння для обох реакцій нейтралізації:

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

Слід зазначити , що при використанні Na ₂ CO ₃ , Na ₃ PO ₄ ніхто не почув, але Na ₂ HPO ₄ , що потребують подальшої нейтралізації. Оскільки реакційне середовище є водним, Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O кристалізується , тому його необхідно прожарити, щоб видалити його вміст води і, таким чином, призвести до безводної солі.

Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O характеризується "сплавленням" своїх кристалів у компактну масу, яку важко розбити. Чим менше розмір ваших кристалів, тим швидше вони будуть прожарюватися.

Програми

Продукти харчування

Фосфат натрію використовується як шипучий засіб для розширення булочок із корицею або коржів. Джерело: Pixabay.

При використанні фосфату натрію неминуче змішувати Na ₃ PO ₄ або Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O, оскільки останній є гідратом, який найбільш комерціалізований. Наприклад, будь-який з двох сприяє нешкідливим іонам (теоретично) до продуктів, до яких вони додаються, збагачуючи їх фосфатами і одночасно збільшуючи їх солоність.

У сіль м'яса входить Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O, щоб довше зберігати їх свіжими під час зберігання. Так само його додають як емульгуючий засіб, щоб масляно-водна суміш не «розрізалася», а залишалася об'єднаною; і як регулятор рН, оскільки він сприяє зниженню кислотності продуктів (у тому числі злакових).

Крім того, його використовують для згущення деяких томатних соусів, а також для випікання тортів або хлібців (зверху зображення). Останнє пояснюється тим, що Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O має тенденцію до виділення водяної пари, що збільшує розмір пор борошняного тіста та його об’єм.

Миючі засоби

Фосфат натрію є достатньо базовим для омилення деяких жирів або олій, з якими він контактує. Потім її лужність використовується для поліпшення дії миючих засобів до тих пір, поки знежирена поверхня не буде металевою, оскільки вони можуть її погіршити.

Однак виробництво миючих засобів, збагачених фосфатами, зменшилось через евтрофікацію озер та річок, а разом з цим і розповсюдження водоростей, що покривають їх поверхні.

Він також використовувався для виготовлення дезінфікуючого засобу: Na ₃ PO ₄ 1/4 NaOCl 11H ₂ O, який готують з використанням гіпохлориту натрію, NaOCl замість NaOH або Na ₂ CO ₃ для нейтралізації H ₃ PO ₄ .

Лікарські

Na ₃ PO ₄ викликає дефекацію, діючи як гіперосмотичний проносний засіб, необхідний для очищення товстої кишки до того, як пацієнт пройде колоноскопію. З іншого боку, його також використовували (додавали) в енергетичні добавки.

Список літератури

1. Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
2. Національний центр інформації про біотехнології. (2019). Тринатрієвий фосфат. PubChem База даних. CID = 24243. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Вікіпедія. (2019). Тринатрієвий фосфат. Відновлено з: en.wikipedia.org
4. Curran MP & Plosker GL (2004). Пероральний розчин натрію фосфату: огляд його використання як колоректального миючого засобу. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
5. Корі Уілан. (22 грудня 2017 р.). Фосфат натрію. Відновлено: Healthline.com
6. Якобс, Джоел Б. Таборосі, Стів. (2019). Спосіб отримання тринатрію фосфату. Відновлено з: freepatentsonline.com
7. МеріАнн Маркс. (2018). Чому додається тринатрійфосфат (TSP) в нашу їжу? Відновлено з: theingredientguru.com