NATRIUMFOSFAT: STRUKTUR, EGENSKAPER, SYNTESE, BRUK - KJEMI - 2026

Den natriumfosfat er et uorganisk salt som har den kjemiske formel Na ₃ PO ₄ . Det kalles også trinatriumfosfat (TSP), eller tribasisk natriumfosfat, fordi det fullstendig mangler evnen til å donere hydrogen H ⁺ -ioner .

Når det refereres til på flertall, natriumfosfater, refererer det til hele kompendiet av salter, hydrert eller ikke, som stammer fra de elektrostatiske interaksjonene mellom Na ⁺ og PO ₄ ^3- . Noen av disse salter også bestå av natriumpyrofosfater, eller uorganiske polymerer som har PO ₄ ^3- som en monomer.

Se glass med natriumfosfatkrystaller. Kilde: Ondřej Mangl

Det er derfor, med mindre en spesifikasjon er gjort, vil det alltid referere til Na ₃ PO _4, og ikke for å NaH ₂ PO 4, Na ₂ HPO ₄ , Na- ₄ P ₂ O ₇ eller hvilket som helst annet salt.

Bildet over viser utseendet til natriumfosfat, som idretter hvite krystaller som ligner vanlig eller bordsalt, eller er kjøpt som et amorft, hvitt pulver. Na ₃ PO ₄ er istand til å danne forskjellige hydrater, svis Na ₃ PO ₄ · 12 H ₂ O den som er mest kommersialisert.

Den finner hovedsakelig bruk i matindustrien, i vaskemidler, sportstilskudd, og fungerer som et hyperosmotisk avføringsmiddel.

Kjemisk struktur

Hovedioner av natriumfosfat. Kilde: Smolamj via Wikipedia.

Den samme Na ₃ PO ₄ formel antyder at for hver PO ₄ ^3- anion er det tre Na ⁺ kationer . Disse ionene kan sees på bildet over. Merk at PO ₄ ^3- har tetraedrisk geometri, med oksygenatomer som har en resonant negativ ladning, som tiltrekker Na ⁺ fra omgivelsene.

Likeledes, Na ₃ PO ₄ formel viser at det er det vannfrie salt, slik at det ikke er noen vannmolekyler som inngår i dets krystaller. De elektrostatiske attraksjonene mellom Na ⁺ og PO ₄ ^3- ender opp med å definere en hvit trigonal krystall. Dens ionebinding er slik at Na ₃ PO ₄ har et smeltepunkt på 1583 ° C, som er betydelig høyere enn den for flere salter.

Både Na ⁺ og PO ₄ ^3- er ioner som kan være sterkt hydrert, uten negativ innvirkning på stabiliteten til krystallene.

Det er av denne grunn at hydrater også kan krystallisere; smeltepunktene derimot er lavere enn for det vannfrie saltet, siden de intermolekylære hydrogenbindinger i vann skiller ionene og svekker deres interaksjoner. I Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O er for eksempel smeltepunktet 73,4 ºC, mye lavere enn for Na ₃ PO ₄ .

Egenskaper

Fysisk utseende

Det kan vises som definerte hvite krystaller eller som et pulver eller granulater i samme farge. Alle de fysiske størrelser uttrykt nedenfor refererer bare til den vannfritt Na ₃ PO ₄ salt .

Smeltepunkt

1583 ºC

Kokepunkt

100 ºC

Vannløselighet

14,5 g / 100 ml ved 25 ºC, og det anses derfor som ganske løselig i vann. Imidlertid er det uoppløselig i organiske løsningsmidler som etanol og karbondisulfid.

tetthet

2,536 g / cm ³ ved 17,5 ° C.

Stabilitet

Det er et hygroskopisk fast stoff. Derfor må den lagres på en slik måte at den ikke kan utsettes for fuktighet.

pH-

Det er et sterkt alkalisk salt. For eksempel har en 0,1% vandig løsning derav allerede pH 11,5. Denne egenskapen tjener til å brukes som tilsetningsstoff i vaskemidler.

syntese

Hvordan produseres eller syntetiseres natriumfosfat? For å gjøre dette, starter vi med fosforsyre, H ₃ PO ₄ , eller natrium disyre fosfatsalt, NaH ₂ PO ₄ .

I de aller fleste av synteser, H ₃ PO ₄ er foretrukket . Således, H ₃ PO ₄ , omsettes med en base som nøytraliserer de tre OH-grupper, tatt i betraktning at denne syre kan også skrives som PO (OH) ₃ .

Den foretrukne base er natriumhydroksid, NaOH (i Tyskland), men det er også mulig (og billigere) til bruk natriumkarbonat eller sodaaske, Na ₂ CO ₃ (i USA). Ligningene for begge nøytraliseringsreaksjonene er:

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

Merk at ved bruk av Na ₂ CO ₃ , Na ₃ PO ₄ oppnås ikke, men Na ₂ HPO ₄ , noe som vil kreve en etterfølgende nøytralisering. Når reaksjonsmediet er vandig, er Na ₃ PO ₄ · 12 H ₂ O krystalliserer , slik at den må kalsineres for å fjerne dens vanninnhold, og således gi opphav til det vannfrie salt.

Na ₃ PO ₄ · 12 H ₂ O er karakterisert ved "fikse" dets krystaller til en kompakt masse som er vanskelig å bryte. Jo mindre størrelsen på krystallene dine er, jo raskere blir de kalsinert.

applikasjoner

Foods

Natriumfosfat brukes som et brusende middel for å utvide kanelruller eller kaker. Kilde: Pixabay.

Ved bruken av natriumfosfat, er det uunngåelig å blande Na ₃ PO ₄ eller Na ₃ PO ₄ · 12 H ₂ O, siden sistnevnte er det hydrat som er mest kommersialisert. For eksempel bidrar en av de to ufarlige ionene (i teorien) til matvarene de er tilsatt, og beriker dem med fosfater og øker samtidig deres saltholdighet.

I saltet av kjøtt er Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O inkludert for å holde dem friske lenger under lagring. På samme måte tilsettes det som et emulgeringsmiddel slik at olje-vann-blandingen ikke "kuttes", men forblir samlet; og som en pH-regulator, da det bidrar til å redusere surheten i matvarer (inkludert korn).

I tillegg brukes den til å tykne noen tomatsauser, og til å bake kaker eller brød (toppbilde). Det siste skyldes det faktum at Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O har en tendens til å frigjøre vanndamp, noe som øker størrelsen på porene i meldeigen og dens volum.

vaskemidler

Natriumfosfat er basisk nok til å forsone noen fett eller oljer det kommer i kontakt med. Alkaliteten brukes deretter til å forbedre virkningen av vaskemidler, så lenge overflaten som skal avfettes ikke er metallisk, da de kan forringe den.

Imidlertid har produksjonen av fosfatanrikede vaskemidler blitt redusert på grunn av overgjødsling av innsjøer og elver, og med den, spredningen av alger som belegger overflatene.

Det har også blitt brukt til å lage et desinfeksjonsmiddel: Na- ₃ PO ₄ 1/4 NaOCl 11 H ₂ O, som er fremstilt ved anvendelse av natriumhypokloritt, NaOCl, i stedet for NaOH eller Na ₂ CO ₃ for å nøytralisere H ₃ PO ₄ .

medisinsk

Na ₃ PO ₄ induserer defekasjon ved å virke som en hyperosmotisk avføringsmiddel, som er nødvendig for å rense kolon før den gjennomgår pasienten en kolonoskopi. På den annen side har den også blitt brukt (lagt til) i energitilskudd.

referanser

1. Shiver & Atkins. (2008). Uorganisk kjemi. (Fjerde utgave). Mc Graw Hill.
2. Nasjonalt senter for informasjon om bioteknologi. (2019). Trinatriumfosfat. PubChem-databasen. CID = 24243. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Wikipedia. (2019). Trinatriumfosfat. Gjenopprettet fra: en.wikipedia.org
4. Curran MP & Plosker GL (2004). Oral natriumfosfatløsning: en gjennomgang av bruken som tykktarmsrens. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
5. Corey Whelan. (22. desember 2017). Natriumfosfat. Gjenopprettet fra: healthline.com
6. Jacobs, Joel B. Taborosi, Steve. (2019). Prosess for produksjon av trinatriumfosfat. Gjenopprettet fra: freepatentsonline.com
7. MaryAnn Marks. (2018). Hvorfor tilsettes trisodiumfosfat (TSP) i maten? Gjenopprettet fra: theingredientguru.com