НАТРИЕВ ФОСФАТ: СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, СИНТЕЗ, ПРИЛОЖЕНИЯ - ХИМИЯ - 2025

На натриев фосфат е неорганична сол като на химична формула Na ₃ PO ₄. Нарича се още тринатриев фосфат (TSP) или триосновен натриев фосфат, тъй като напълно липсва способността да дарява водородни H ⁺ йони.

Когато се посочва множествено, натриеви фосфати, той се отнася до целия сбор от соли, хидратиран или не, произхождащ от електростатичните взаимодействия между Na ⁺ и PO ₄ ^3-. Някои от тези соли дори състои от натриеви пирофосфати или неорганични полимери, които имат PO ₄ ^3- като мономер.

Гледайте стъкло с кристали натриев фосфат. Източник: Ondřej Mangl

Ето защо, ако не бъде направена спецификация, тя винаги ще се отнася до Na ₃ PO _4, а не към NaH ₂ PO4, Na ₂ HPO ₄, Na ₄ P ₂ O ₇ или към друга сол.

Изображението по-горе показва появата на натриев фосфат, който има бели кристали, подобни на обикновена или трапезна сол, или е закупен като бял прах с аморфен вид. Na ₃ PO ₄ е в състояние да образува различни хидрати, като Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O е този, който е най-комерсиализиран.

Намира приложение главно в хранително-вкусовата промишленост, в перилните препарати, спортните добавки и служи като хиперосмотично слабително.

Химическа структура

Основни йони на натриев фосфат. Източник: Smolamj чрез Wikipedia.

Същият Na ₃ PO ₄ формула показва, че за всеки PO ₄ ^3- анион има три Na ⁺ катиони. Тези йони могат да се видят на изображението по-горе. Обърнете внимание, че PO ₄ ^3- има тетраедрична геометрия, като неговите кислородни атоми носят резонансен отрицателен заряд, който привлича Na ⁺ от околната среда.

По същия начин, Na на ₃ PO ₄ формула показва, че е безводната сол, така че няма водни молекули, включени в неговите кристали. Електростатичните атракции между Na ⁺ и PO ₄ ^3- завършват като определят бял триъгълен кристал. Неговата йонна връзка е такава, че Na ₃ PO ₄ има точка на топене 1583 ° С, значително по-висока от тази на няколко соли.

Както Na ⁺ и PO ₄ ^3- са йони, които могат да бъдат силно хидратирани, без да се отразява отрицателно на стабилността на кристалите.

Именно поради тази причина хидратите също могат да кристализират; въпреки това, точките му на топене са по-ниски от тези на безводната сол, тъй като междумолекулните водородни връзки във вода разделят йоните и отслабват взаимодействията им. Например, в Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O, неговата точка на топене е 73.4 ºC, много по-ниска от тази на Na ₃ PO ₄.

Имоти

Външен вид

Може да се появи като дефинирани бели кристали или като прах или гранули със същия цвят. Всички физични количества, изразени по-долу, се отнасят само за безводната сол на Na ₃ PO ₄.

Точка на топене

1583 ºC

Точка на кипене

100 ºC

Разтворимост във вода

14,5 g / 100 ml при 25 ° C, поради което се счита за доста разтворим във вода. Той обаче е неразтворим в органични разтворители като етанол и въглероден дисулфид.

плътност

2.536 g / cm ³ при 17.5 ° C.

стабилност

Това е хигроскопично твърдо вещество. Следователно, той трябва да се съхранява по такъв начин, че да не може да бъде излаган на влага.

рН

Това е силно алкална сол. Например, 0,1% воден разтвор от него вече има рН 11,5. Това свойство служи за добавка в перилните препарати.

синтез

Как се произвежда или синтезира натриев фосфат? За тази цел, започваме с фосфорна киселина, H ₃ PO ₄, или фосфатна сол на натриев диацид, NaH ₂ PO ₄.

В по-голямата част от синтезите се предпочита Н ₃ РО ₄. Така, H ₃ PO ₄ взаимодейства с основа, която неутрализира нейните три ОН групи, като се има предвид, че тази киселина може да се изписва като РО (ОН) ₃.

Основата за предпочитане е натриев хидроксид, NaOH (в Германия), но също така е възможно (и по-евтино) да се използва натриев карбонат или газирана сода, Na ₂ CO ₃ (в Съединените щати). Уравненията и за двете реакции на неутрализация са:

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

Обърнете внимание, че при използване на Na ₂ CO ₃, Na ₃ PO ₄ не се получава, а Na ₂ HPO ₄, което ще изисква последваща неутрализация. Както реакционната среда е водна, Na ₃ PO ₄ · 12Н ₂ О кристализира, така че трябва да се калцинира за премахване на водното му съдържание и по този начин да доведе до безводната сол.

Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O се характеризира с „сливане“ на кристалите си в компактна маса, която е трудно да се разруши. Колкото по-малък е размерът на кристалите ви, толкова по-бързо те ще се калцинират.

Приложения

храни

Натриевият фосфат се използва като ефервесцентно средство за разширяване на канелени рулца или питки. Източник: Pixabay

При използването на натриев фосфат е неизбежно смесването на Na ₃ PO ₄ или Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O, тъй като последният е хидратът, който е най-комерсиализиран. Например, един от двата допринася безвредни йони (на теория) за храните, към които са добавени, обогатявайки ги с фосфати и в същото време увеличавайки солеността им.

В солта на месото е включен Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O, за да ги запази свежи за по-дълго време на съхранение. По същия начин се добавя като емулгиращо средство, така че маслено-водната смес да не се "нарязва", а да остане обединена; и като регулатор на pH, тъй като помага за намаляване на киселинността на храните (включително зърнените култури).

В допълнение, той се използва за сгъстяване на някои доматени сосове и за печене на торти или хлябове (отгоре изображение). Последното се дължи на факта, че Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O има тенденция да отделя водна пара, което увеличава размера на порите в брашното тесто и неговия обем.

Почистващи препарати

Натриевият фосфат е достатъчно основен, за да осапунира някои мазнини или масла, с които влиза в контакт. Алкалността му след това се използва за подобряване на действието на детергентите, стига повърхността, която се обезмаслява, да не е метална, тъй като те могат да я влошат.

Въпреки това производството на обогатени с фосфати почистващи препарати е намалено поради еутрофикацията на езерата и реките, а с него и разпространението на водорасли, които покриват повърхностите им.

Той също се използва, за да дезинфектант: Na ₃ PO ₄ · 1/4 NaOCl · 11H ₂ O, която се получава при използване на натриев хипохлорит, NaOCl, вместо NaOH или Na ₂ СО ₃ да неутрализира Н ₃ PO ₄.

лечебен

Na ₃ PO ₄ индуцира дефекация, действайки като хиперосмотична слабително, необходимо за прочистване на дебелото черво преди пациентът претърпява колоноскопия. От друга страна, той също се използва (добавя) в енергийни добавки.

Препратки

1. Шивър и Аткинс. (2008 г.). Неорганична химия. (Четвърто издание). Mc Graw Hill.
2. Национален център за информация за биотехнологиите. (2019). Тринатриев фосфат. PubChem база данни. CID = 24243. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Wikipedia. (2019). Тринатриев фосфат. Възстановено от: en.wikipedia.org
4. Curran MP & Plosker GL (2004). Перорален разтвор на натриев фосфат: преглед на използването му като колоректален препарат за почистване. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
5. Corey Whelan. (22 декември 2017 г.). Натриев фосфат. Възстановени от: healthline.com
6. Джейкъбс, Джоел Б. Табороси, Стив. (2019). Процес за производство на тринатриев фосфат. Възстановени от: freepatentsonline.com
7. МериАн Маркс. (2018). Защо се добавя тринатриев фосфат (TSP) към храната ни? Възстановени от: theingredientguru.com