- Struktura chemiczna
- Nieruchomości
- Wygląd fizyczny
- Temperatura topnienia
- Temperatura wrzenia
- Rozpuszczalność w wodzie
- Gęstość
- Stabilność
- pH
- Synteza
- Aplikacje
- Żywność
- Detergenty
- Leczniczy
- Bibliografia
Fosforan sodu jest solą nieorganiczną o o wzorze chemicznym Na 3 PO 4 . Jest również nazywany fosforanem trójsodowym (TSP) lub trójzasadowym fosforanem sodu, ponieważ całkowicie brakuje mu zdolności do oddawania jonów wodorowych H + .
Kiedy jest określany w liczbie mnogiej, fosforany sodu, odnosi się do całego zestawu soli, uwodnionych lub nie, pochodzących z oddziaływań elektrostatycznych między Na + i PO 4 3- . Niektóre z tych soli składają się nawet z pirofosforanów sodu lub nieorganicznych polimerów, które zawierają PO 4 3- jako monomer.
Oglądaj szkło z kryształkami fosforanu sodu. Źródło: Ondřej Mangl
Dlatego, o ile nie zostanie podana specyfikacja, będzie ona zawsze odnosić się do Na 3 PO 4, a nie do NaH 2 PO4, Na 2 HPO 4 , Na 4 P 2 O 7 lub jakiejkolwiek innej soli.
Zdjęcie powyżej pokazuje wygląd fosforanu sodu, który ma białe kryształy podobne do zwykłej lub stołowej soli lub jest kupowany jako amorficzny biały proszek. Na 3 PO 4 jest zdolny do tworzenia różnych hydratów, przy czym Na 3 PO 4 · 12H 2 O jest najbardziej skomercjalizowany.
Znajduje zastosowanie głównie w przemyśle spożywczym, w detergentach, suplementach sportowych, służy jako hiperosmotyczny środek przeczyszczający.
Struktura chemiczna
Główne jony fosforanu sodu. Źródło: Smolamj za pośrednictwem Wikipedii.
Ten sam wzór Na 3 PO 4 wskazuje, że dla każdego anionu PO 4 3 są trzy kationy Na + . Jony te można zobaczyć na powyższym obrazku. Należy zauważyć, że PO 4 3- ma geometrię czworościenną, a jego atomy tlenu przenoszą rezonansowy ładunek ujemny, który przyciąga Na + z otoczenia.
Podobnie formuła Na 3 PO 4 wskazuje, że jest to sól bezwodna, więc w jej kryształach nie ma cząsteczek wody. Przyciąganie elektrostatyczne między Na + i PO 4 3 ostatecznie definiuje biały kryształ trygonalny. Jego wiązanie jonowe jest takie, że Na 3 PO 4 ma temperaturę topnienia 1583 ° C, znacznie wyższą niż kilka soli.
Zarówno Na +, jak i PO 4 3- to jony, które mogą być silnie uwodnione, bez negatywnego wpływu na stabilność kryształów.
Z tego powodu hydraty mogą również krystalizować; jednak jej temperatury topnienia są niższe niż w przypadku soli bezwodnej, ponieważ międzycząsteczkowe wiązania wodorowe w wodzie oddzielają jony i osłabiają ich wzajemne oddziaływanie. Na przykład, w Na 3 PO 4 · 12H 2 O, jego temperatura topnienia wynosi 73,4 ºC, znacznie niższa niż temperatura topnienia Na 3 PO 4 .
Nieruchomości
Wygląd fizyczny
Może wyglądać jako określone białe kryształy lub jako proszek lub granulki tego samego koloru. Wszystkie podane poniżej wielkości fizyczne odnoszą się tylko do bezwodnej soli Na 3 PO 4 .
Temperatura topnienia
1583 ° C
Temperatura wrzenia
100 ºC
Rozpuszczalność w wodzie
14,5 g / 100 ml w temperaturze 25 ºC, dlatego uważa się, że jest dobrze rozpuszczalny w wodzie. Jednak jest nierozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak etanol i dwusiarczek węgla.
Gęstość
2,536 g / cm 3 w 17,5 ° C
Stabilność
Jest higroskopijnym ciałem stałym. Dlatego należy go przechowywać w taki sposób, aby nie był narażony na działanie wilgoci.
pH
Jest to sól silnie zasadowa. Na przykład jej 0,1% wodny roztwór ma już pH 11,5. Ta właściwość służy jako dodatek do detergentów.
Synteza
Jak jest wytwarzany lub syntetyzowany fosforan sodu? Aby to zrobić, zaczynamy od kwasu fosforowego, H 3 PO 4 lub soli diwodorofosforanowej sodu, NaH 2 PO 4 .
W zdecydowanej większości syntez preferowany jest H 3 PO 4 . Zatem H 3 PO 4 reaguje z zasadą, która neutralizuje jego trzy grupy OH, biorąc pod uwagę, że ten kwas można również zapisać jako PO (OH) 3 .
Preferowaną zasadą jest wodorotlenek sodu NaOH (w Niemczech), ale możliwe jest również (i tańsze) stosowanie węglanu sodu lub sody kalcynowanej Na 2 CO 3 (w Stanach Zjednoczonych). Równania dla obu reakcji neutralizacji są następujące:
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
Należy zauważyć, że przy stosowaniu Na 2 CO 3 , Na 3 PO 4 nie jest otrzymywany, ale Na 2 HPO 4 , co będzie wymagało późniejszej neutralizacji. Ponieważ medium reakcyjne jest wodne, Na 3 PO 4 · 12H 2 O krystalizuje , dlatego należy go kalcynować, aby usunąć zawartość wody, a tym samym spowodować powstanie bezwodnej soli.
Na 3 PO 4 · 12H 2 O charakteryzuje się „stopieniem” jego kryształów w zwartą, trudną do rozbicia masę. Im mniejszy rozmiar twoich kryształów, tym szybciej zostaną kalcynowane.
Aplikacje
Żywność
Fosforan sodu jest stosowany jako środek musujący do spieniania bułeczek cynamonowych lub ciastek. Źródło: Pixabay.
W przypadku stosowania fosforanu sodu nieuniknione jest mieszanie Na 3 PO 4 lub Na 3 PO 4 · 12H 2 O, ponieważ ten ostatni jest najbardziej komercyjnym hydratem. Na przykład, jeden z nich dostarcza nieszkodliwe jony (w teorii) do żywności, do której są dodawane, wzbogacając je w fosforany i jednocześnie zwiększając ich zasolenie.
Sól mięsna zawiera Na 3 PO 4 · 12H 2 O, aby dłużej zachować świeżość podczas przechowywania. Podobnie jest dodawany jako środek emulgujący, aby mieszanina oleju i wody nie „tnieła”, ale raczej pozostawała połączona; i jako regulator pH, ponieważ pomaga zmniejszyć kwasowość żywności (w tym zbóż).
Dodatkowo służy do zagęszczania niektórych sosów pomidorowych oraz do pieczenia ciast czy pieczywa (górne zdjęcie). Ta ostatnia wynika z faktu, że Na 3 PO 4 · 12H 2 O ma tendencję do uwalniania pary wodnej, co zwiększa rozmiar porów w cieście mącznym i zwiększa jego objętość.
Detergenty
Fosforan sodu jest wystarczająco zasadowy, aby zmydlać niektóre tłuszcze lub oleje, z którymi się styka. Jego zasadowość jest następnie wykorzystywana do polepszenia działania detergentów, o ile odtłuszczana powierzchnia nie jest metaliczna, ponieważ mogą ją uszkodzić.
Jednak produkcja detergentów wzbogaconych fosforanem została ograniczona z powodu eutrofizacji jezior i rzek, a wraz z nią rozmnażania się glonów pokrywających ich powierzchnie.
Został również użyty do przygotowania środka dezynfekującego: Na 3 PO 4 · 1/4 NaOCl · 11H 2 O, który jest przygotowywany przy użyciu podchlorynu sodu, NaOCl, zamiast NaOH lub Na 2 CO 3 w celu zneutralizowania H 3 PO 4 .
Leczniczy
Na 3 PO 4 indukuje wypróżnianie działając jako hiperosmotyczny środek przeczyszczający, niezbędny do oczyszczenia okrężnicy przed wykonaniem kolonoskopii. Z drugiej strony znalazł również zastosowanie (dodany) w suplementach energetycznych.
Bibliografia
- Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). Mc Graw Hill.
- Narodowe Centrum Informacji Biotechnologicznej. (2019). Fosforan trisodowy. Baza danych PubChem. CID = 24243. Odzyskany z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Fosforan trisodowy. Odzyskane z: en.wikipedia.org
- Curran MP i Plosker GL (2004). Doustny roztwór fosforanu sodu: przegląd jego stosowania jako środka do oczyszczania jelita grubego. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
- Corey Whelan. (22 grudnia 2017). Fosforan sodu. Odzyskany z: healthline.com
- Jacobs, Joel B. Taborosi, Steve. (2019). Proces produkcji fosforanu trójsodowego. Odzyskany z: freepatentsonline.com
- MaryAnn Marks. (2018). Dlaczego fosforan trójsodowy (TSP) jest dodawany do naszej żywności? Odzyskany z: theingredientguru.com