NATRIJEV FOSFAT: STRUKTURA, LASTNOSTI, SINTEZA, UPORABE - KEMIJA - 2026

Natrijev fosfat je anorganska sol, ki ima v kemijsko formulo Na ₃ PO ₄ . Imenujejo ga tudi trinatrijev fosfat (TSP) ali tribazični natrijev fosfat, ker popolnoma nima sposobnosti doniranja vodikovih H ⁺ ionov .

Kadar se natrijevi fosfati množično sklicujejo, se nanaša na celoten kompleks soli, hidriran ali ne, ki izvira iz elektrostatičnih interakcij med Na ⁺ in PO ₄ ^3- . Nekatere od teh soli so celo sestavljene iz natrijevih pirofosfatov ali anorganskih polimerov, ki imajo PO ₄ ^3- kot monomer.

Pazi na steklo s kristali natrijevega fosfata. Vir: Ondřej Mangl

Zato se, če ni podana specifikacija, vedno nanaša na Na ₃ PO ₄ in ne na NaH ₂ PO4, Na ₂ HPO ₄ , Na ₄ P ₂ O ₇ ali katero koli drugo sol.

Zgornja slika prikazuje videz natrijevega fosfata, ki ima bele kristale, podobne navadni ali namizni soli, ali pa je kupljen kot bel prah amorfnega videza. Na ₃ PO ₄ lahko tvori različne hidrate, pri čemer je Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O tisti, ki je najbolj tržen.

Uporablja se predvsem v prehrambeni industriji, v detergentih, športnih dodatkih in služi kot hiperosmotično odvajalo.

Kemična zgradba

Glavni ioni natrijevega fosfata. Vir: Smolamj prek Wikipedije.

Ista formula Na ₃ PO ₄ pomeni, da so za vsak PO ₄ ^3- anion trije Na ⁺ kationi . Te ione lahko vidimo na zgornji sliki. Upoštevajte, da ima PO ₄ ^3- tetraedrsko geometrijo, pri čemer njegovi kisikovi atomi nosijo resonančni negativni naboj, ki privablja Na ⁺ iz okolja.

Prav tako formula Na ₃ PO ₄ kaže, da gre za brezvodno sol, zato v njegovih kristalih ni molekul vode. Elektrostatične privlačnosti med Na ⁺ in PO ₄ ^{3- na} koncu definirajo bel trigonalni kristal. Njegova ionska vez je taka, da ima Na ₃ PO ₄ tališče 1583 ºC, kar je bistveno večje od temperature več soli.

Oba Na ⁺ in PO ₄ ^3- so ioni, ki se lahko zelo hidratov, ne da bi negativno vplivalo na obstojnost kristalov.

Zaradi tega lahko hidrati tudi kristalizirajo; vendar so njene tališča nižje od tistih brezvodne soli, saj medmolekulske vodikove vezi v vodi ločijo ione in oslabijo njihovo medsebojno delovanje. Na primer, v Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O je njegova tališče 73,4 ºC, precej nižje kot pri Na ₃ PO ₄ .

Lastnosti

Fizični videz

Lahko se pojavi kot opredeljeni beli kristali ali kot prah ali zrnca iste barve. Vse fizične količine, navedene v nadaljevanju, se nanašajo samo na brezvodno sol Na ₃ PO ₄ .

Tališče

1583 ° C

Vrelišče

100 ° C

Topnost v vodi

14,5 g / 100 ml pri 25 ° C, zato velja, da je v vodi zelo topen. Vendar je netopno v organskih topilih, kot sta etanol in ogljikov sulfid.

Gostota

2,536 g / cm ³ pri 17,5 ° C.

Stabilnost

Je higroskopska trdna snov. Zato ga je treba hraniti tako, da ne more biti izpostavljen vlagi.

pH

Je močno alkalna sol. Na primer, njegova 0,1% vodna raztopina ima že pH 11,5. Ta lastnost služi kot dodatek v detergentih.

Sinteza

Kako nastane ali sintetizira natrijev fosfat? Za to začnemo s fosforno kislino, H ₃ PO ₄ ali natrijevo diacidno fosfatno soljo NaH ₂ PO ₄ .

V veliki večini sintez je prednostni H ₃ PO ₄ . Tako H ₃ PO ₄ reagira z bazo, ki nevtralizira njene tri OH skupine, pri čemer upoštevamo, da lahko to kislino zapišemo tudi kot PO (OH) ₃ .

Najprimernejša baza je natrijev hidroksid NaOH (v Nemčiji), vendar je prav tako (in ceneje) uporabiti natrijev karbonat ali sodo pepel Na ₂ CO ₃ (v ZDA). Enačbe za obe reakciji nevtralizacije so:

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

Upoštevajte, da pri uporabi Na ₂ CO ₃ ne dobimo Na ₃ PO ₄ , ampak Na ₂ HPO ₄ , kar bo zahtevalo naknadno nevtralizacijo. Kot reakcijski medij vodni, Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O kristalizira , zato je treba kalciniran odpraviti njene vsebnosti vode in s tem povzroči brezvodno sol.

Za Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O je značilno, da "kristale" združuje v kompaktno maso, ki jo je težko razbiti. Manjša kot je velikost vaših kristalov, hitreje se bodo kalcinirali.

Prijave

Živila

Natrijev fosfat se uporablja kot šumeče sredstvo za širjenje cimetovih zvitkov ali peciva. Vir: Pixabay.

Pri uporabi natrijevega fosfata je neizogibno mešati Na ₃ PO ₄ ali Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O, saj je slednji tisti, ki je najbolj komercializiran. Na primer, kateri koli od obeh prispeva neškodljive ione (teoretično) k živilom, ki so jim dodane, jih obogati s fosfati in hkrati poveča njihovo slanost.

V soli mesa je vključen Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O, da bodo med skladiščenjem dalj časa sveži. Prav tako se doda kot emulgator, da se mešanica olje in voda ne "razreže", ampak ostane združena; in kot uravnavalec pH, saj pomaga zmanjšati kislost živil (vključno z žiti).

Poleg tega se uporablja za zgoščevanje nekaterih paradižnikovih omak in za peko tort ali kruh (zgornja slika). Slednje je posledica dejstva, da se Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O nagiba k sproščanju vodne pare, kar poveča velikost pore v mokovem testo in njegovo prostornino.

Detergenti

Natrijev fosfat je dovolj bazičen, da saponificira nekaj maščob ali olj, s katerimi pride v stik. Njegova alkalnost se nato uporabi za izboljšanje delovanja detergentov, dokler površina, ki jo je treba razmastiti, ni kovinska, saj jo lahko pokvari.

Vendar se je proizvodnja detergentov, obogatenih s fosfati, zmanjšala zaradi evtrofikacije jezer in rek ter s tem širjenja alg, ki prevlečejo njihove površine.

Uporabili so ga tudi za izdelavo razkužila: Na ₃ PO ₄ 1/4 NaOCl 11H ₂ O, ki ga pripravimo z uporabo natrijevega hipoklorita, NaOCl, namesto NaOH ali Na ₂ CO ₃ za nevtralizacijo H ₃ PO ₄ .

Zdravilo

Na ₃ PO ₄ povzroči defekacijo, saj deluje kot hiperosmotično odvajalo, potrebno za čiščenje debelega črevesa, preden bolnik opravi kolonoskopijo. Po drugi strani pa je bila uporabljena (dodana) tudi v energijskih dopolnilih.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). Mc Graw Hill.
2. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2019). Triatrijev fosfat. Baza podatkov PubChem. CID = 24243. Pridobljeno: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Wikipedija. (2019). Triatrijev fosfat. Pridobljeno: en.wikipedia.org
4. Curran MP & Plosker GL (2004). Peroralna raztopina natrijevega fosfata: pregled njene uporabe kot čistilec za debelo črevo. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
5. Corey Whelan. (22. december 2017). Natrijev fosfat. Pridobljeno: zdravjeline.com
6. Jacobs, Joel B. Taborosi, Steve. (2019). Postopek za proizvodnjo trinatrijevega fosfata. Pridobljeno: freepatentsonline.com
7. MaryAnn Marks. (2018). Zakaj se v našo hrano doda triatrijev fosfat (TSP)? Pridobljeno od: theingredientguru.com