NATRIUMFOSFAT: STRUKTUR, EGENSKAPER, SYNTES, ANVÄNDNING - KEMI - 2026

Den natriumfosfat är ett oorganiskt salt som har den kemiska formeln Na ₃ PO ₄ . Det kallas också trinatriumfosfat (TSP), eller tribasiskt natriumfosfat, eftersom det helt saknar förmågan att donera väte-H ⁺ -joner .

När det hänvisas till på ett flertal sätt, natriumfosfater, avser det hela kompendiet av salter, hydratiserade eller inte, härrörande från de elektrostatiska interaktioner mellan Na ⁺ och PO ₄ ^3- . Vissa av dessa salter består även av natriumpyrofosfater, eller oorganiska polymerer som har PO ₄ ^3- som en monomer.

Titta på glas med natriumfosfatkristaller. Källa: Ondřej Mangl

Det är därför, om inte en specifikation görs, kommer det alltid att hänvisa till Na ₃ PO _4, och inte till NaH ₂ PO4, Na ₂ HPO ₄ , Na ₄ P ₂ O ₇ eller något annat salt.

Bilden ovan visar utseendet på natriumfosfat, som sportar vita kristaller som liknar vanligt eller bordsalt, eller köps som ett amorft vitt pulver. Na ₃ PO ₄ är i stånd att bilda olika hydrater, är na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O den som är mest kommersiellt.

Den finner användning främst i livsmedelsindustrin, i tvättmedel, sporttillskott och fungerar som ett hyperosmotiskt laxermedel.

Kemisk struktur

Huvudjoner joner av natriumfosfat. Källa: Smolamj via Wikipedia.

Samma Na ₃ PO ₄ formeln indikerar att för varje PO ₄ ^3- anjon finns det tre Na ⁺ katjoner . Dessa joner kan ses på bilden ovan. Observera att PO ₄ ^3- har tetraedrisk geometri med sina syreatomer med en resonans negativ laddning, som drar Na ⁺ från miljön.

Likaledes, Na ₃ PO ₄ formeln anger att det är det vattenfria saltet, så det finns inga vattenmolekyler som ingår i dess kristaller. De elektrostatiska attraktionerna mellan Na ⁺ och PO ₄ ^3- definierar en vit trigonal kristall. Dess joniska bindningen är sådan att Na ₃ PO ₄ har en smältpunkt av 1583 ° C, betydligt högre än den för flera salter.

Både Na ⁺ och PO ₄ ^3- är joner som kan vara mycket hydratiserade utan att negativt påverka kristallernas stabilitet.

Det är av detta skäl som hydrater också kan kristallisera; emellertid är dess smältpunkter lägre än de för det vattenfria saltet, eftersom de intermolekylära vätebindningarna i vatten separerar jonerna och försvagar deras interaktioner. I Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O, till exempel, är dess smältpunkt 73,4 ° C, mycket lägre än den för Na ₃ PO ₄ .

Egenskaper

Fysiskt utseende

Det kan visas som definierade vita kristaller eller som ett pulver eller granulat i samma färg. Alla de fysiska kvantiteter uttryckta nedan avser endast den vattenfria Na ₃ PO ₄ -salt .

Smältpunkt

1583 ºC

Kokpunkt

100 ºC

Vattenlöslighet

14,5 g / 100 ml vid 25 ºC, varför det anses vara ganska lösligt i vatten. Det är emellertid olösligt i organiska lösningsmedel såsom etanol och koldisulfid.

Densitet

2,536 g / cm ³ vid 17,5 ° C

Stabilitet

Det är ett hygroskopiskt fast ämne. Därför måste den förvaras på ett sådant sätt att den inte kan utsättas för fukt.

pH

Det är ett starkt alkaliskt salt. Till exempel har en 0,1% vattenlösning därav redan pH 11,5. Den här egenskapen kan användas som tillsatsmedel i tvättmedel.

Syntes

Hur produceras eller syntetiseras natriumfosfat? För att göra detta, börjar vi med fosforsyra, H ₃ PO ₄ , eller natrium disyra fosfatsalt, NaH ₂ PO ₄ .

I den stora majoriteten av synteser, H ₃ PO ₄ är föredraget . Sålunda, H ₃ PO ₄ reageras med en bas som neutraliserar dess tre OH-grupper, med beaktande av att denna syra också kan skrivas som PO (OH) ₃ .

Basen är företrädesvis natriumhydroxid, NaOH (i Tyskland), men det är också möjligt (och billigare) att använda natriumkarbonat eller soda, Na ₂ CO ₃ (i USA). Ekvationerna för båda neutraliseringsreaktionerna är:

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

Notera att vid användning av Na ₂ CO ₃ , Na ₃ PO ₄ erhålls inte, men Na ₂ HPO ₄ , vilket kommer att kräva en efterföljande neutralisation. Såsom reaktionsmedium är vattenhaltigt, Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O kristalliserar , så det måste kalcineras för avlägsnande av dess vattenhalt och sålunda ge upphov till det vattenfria saltet.

Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O kännetecknas av "smält" dess kristaller till en kompakt massa som är svår att bryta. Ju mindre storleken på dina kristaller, desto snabbare kommer de att kalcineras.

tillämpningar

Foods

Natriumfosfat används som ett brusande medel för att expandera kanelrullar eller kakor. Källa: Pixabay.

I användningarna natriumfosfat, är det oundvikligt att blanda Na ₃ PO ₄ eller Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O, eftersom den senare är hydratet som är mest kommersiellt. Till exempel bidrar någon av de två ofarliga joner (i teorin) till de livsmedel som de tillsätts, berikar dem med fosfater och ökar deras salthalt samtidigt.

I saltet av kött ingår Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O för att hålla dem färska längre under lagring. På samma sätt tillsätts det som ett emulgeringsmedel så att olja-vattenblandningen inte "skärs" utan förblir förenad. och som en pH-regulator, eftersom det hjälper till att minska surheten i livsmedel (inklusive spannmål).

Dessutom används den för att tjockna vissa tomatsåsar och för att baka kakor eller bröd (toppbild). Det senare beror på det faktum att Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O tenderar att frigöra vattenånga, vilket ökar storleken på porerna i mjödegen och dess volym.

tvättmedel

Natriumfosfat är tillräckligt basiskt för att förtärva vissa fetter eller oljor som det kommer i kontakt med. Dess alkalinitet används sedan för att förbättra verkan av tvättmedel, så länge ytan som ska avfettas inte är metallisk, eftersom de kan försämra den.

Produktionen av fosfatanrikade tvättmedel har emellertid minskats på grund av övergödning av sjöar och floder och därmed spridningen av alger som täcker ytorna.

Det har också använts för att göra ett desinfektionsmedel: Na ₃ PO ₄ · 1/4 NaOCl · 11H ₂ O, som framställes med användning av natriumhypoklorit, NaOCl, i stället för NaOH eller Na ₂ CO ₃ för att neutralisera H ₃ PO ₄ .

Medicinsk

Na ₃ PO ₄ inducerar defekation genom att fungera som en hyperosmotisk laxermedel, nödvändigt att rengöra den kolon innan patienten genomgår en koloskopi. Å andra sidan har det också använts (lagt till) i energitillskott.

referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi . (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
2. National Center for Biotechnology Information. (2019). Trinatriumfosfat. PubChem-databas. CID = 24243. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Wikipedia. (2019). Trinatriumfosfat. Återställd från: en.wikipedia.org
4. Curran MP & Plosker GL (2004). Oral natriumfosfatlösning: en översikt över dess användning som kolorektal rengöringsmedel. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
5. Corey Whelan. (22 december 2017). Natriumfosfat. Återställd från: healthline.com
6. Jacobs, Joel B. Taborosi, Steve. (2019). Process för produktion av trinatriumfosfat. Återställs från: freepatentsonline.com
7. MaryAnn Marks. (2018). Varför läggs trisodiumfosfat (TSP) till vår mat? Återställd från: theingredientguru.com