- Chemische Struktur
- Eigenschaften
- Aussehen
- Schmelzpunkt
- Siedepunkt
- Wasserlöslichkeit
- Dichte
- Stabilität
- pH
- Synthese
- Anwendungen
- Lebensmittel
- Reinigungsmittel
- Medizinisch
- Verweise
Das Natriumphosphat ist ein anorganisches Salz mit der chemischen Formel Na 3 PO 4 . Es wird auch Trinatriumphosphat (TSP) oder tribasisches Natriumphosphat genannt, da es nicht in der Lage ist, Wasserstoff-H + -Ionen abzugeben .
Wenn es im Plural als Natriumphosphate bezeichnet wird, bezieht es sich auf das gesamte Kompendium von Salzen, hydratisiert oder nicht, die aus den elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen Na + und PO 4 3- stammen . Einige dieser Salze bestehen sogar aus Natriumpyrophosphaten oder anorganischen Polymeren, die PO 4 3- als Monomer aufweisen.
Uhrglas mit Natriumphosphatkristallen. Quelle: Ondřej Mangl
Aus diesem Grund bezieht sich eine Spezifikation, sofern nicht angegeben, immer auf Na 3 PO 4 und nicht auf NaH 2 PO 4 , Na 2 HPO 4 , Na 4 P 2 O 7 oder ein anderes Salz.
Das obige Bild zeigt das Aussehen von Natriumphosphat, das entweder weiße Kristalle ähnlich wie Kochsalz oder Speisesalz aufweist oder als amorph aussehendes weißes Pulver gekauft wird. Na 3 PO 4 kann verschiedene Hydrate bilden, wobei Na 3 PO 4 · 12H 2 O das am meisten kommerzialisierte ist.
Es findet hauptsächlich Verwendung in der Lebensmittelindustrie, in Waschmitteln, Sportergänzungsmitteln und dient als hyperosmotisches Abführmittel.
Chemische Struktur
Hauptionen von Natriumphosphat. Quelle: Smolamj über Wikipedia.
Die gleiche Na 3 PO 4 -Formel zeigt an, dass für jedes PO 4 3 -Anion drei Na + -Kationen vorhanden sind . Diese Ionen sind im obigen Bild zu sehen. Es ist zu beachten, dass PO 4 3- eine tetraedrische Geometrie aufweist, wobei seine Sauerstoffatome eine negative Resonanzladung tragen, die Na + aus der Umgebung anzieht .
Ebenso zeigt die Na 3 PO 4 -Formel an, dass es sich um das wasserfreie Salz handelt, sodass in seinen Kristallen keine Wassermoleküle enthalten sind. Die elektrostatischen Anziehungskräfte zwischen Na + und PO 4 3- definieren schließlich einen weißen trigonalen Kristall. Seine Ionenbindung ist derart, dass Na 3 PO 4 einen Schmelzpunkt von 1583 ºC aufweist, der erheblich höher ist als der mehrerer Salze.
Sowohl Na + als auch PO 4 3- sind Ionen, die stark hydratisiert werden können, ohne die Stabilität der Kristalle negativ zu beeinflussen.
Aus diesem Grund können auch Hydrate kristallisieren; seine Schmelzpunkte sind jedoch niedriger als die des wasserfreien Salzes, da die intermolekularen Wasserstoffbrückenbindungen in Wasser die Ionen trennen und ihre Wechselwirkungen schwächen. In Na 3 PO 4 · 12H 2 O liegt sein Schmelzpunkt beispielsweise bei 73,4 ºC, viel niedriger als der von Na 3 PO 4 .
Eigenschaften
Aussehen
Es kann als definierte weiße Kristalle oder als Pulver oder Granulat derselben Farbe erscheinen. Alle nachstehend angegebenen physikalischen Größen beziehen sich nur auf das wasserfreie Na 3 PO 4 -Salz .
Schmelzpunkt
1583 ºC
Siedepunkt
100 ºC
Wasserlöslichkeit
14,5 g / 100 ml bei 25 ºC, weshalb es als wasserlöslich angesehen wird. Es ist jedoch in organischen Lösungsmitteln wie Ethanol und Schwefelkohlenstoff unlöslich.
Dichte
2,536 g / cm 3 bei 17,5 ° C.
Stabilität
Es ist ein hygroskopischer Feststoff. Daher muss es so gelagert werden, dass es keiner Feuchtigkeit ausgesetzt werden kann.
pH
Es ist ein stark alkalisches Salz. Beispielsweise hat eine 0,1% ige wässrige Lösung davon bereits einen pH-Wert von 11,5. Diese Eigenschaft dient als Additiv in Waschmitteln.
Synthese
Wie wird Natriumphosphat hergestellt oder synthetisiert? Dazu beginnen wir mit Phosphorsäure H 3 PO 4 oder dem Natriumsäurephosphatsalz NaH 2 PO 4 .
In der überwiegenden Mehrheit der Synthesen wird H 3 PO 4 bevorzugt . Somit wird H 3 PO 4 mit einer Base umgesetzt, die ihre drei OH-Gruppen neutralisiert, wobei berücksichtigt wird, dass diese Säure auch als PO (OH) 3 geschrieben werden kann .
Die bevorzugte Base ist Natriumhydroxid, NaOH (in Deutschland), aber es ist auch möglich (und billiger), Natriumcarbonat oder Soda, Na 2 CO 3 (in den Vereinigten Staaten), zu verwenden. Die Gleichungen für beide Neutralisationsreaktionen sind:
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.
Beachten Sie, dass bei Verwendung von Na 2 CO 3 nicht Na 3 PO 4 erhalten wird, sondern Na 2 HPO 4 , das eine anschließende Neutralisation erfordert. Da das Reaktionsmedium wässrig ist, kristallisiert Na 3 PO 4 · 12H 2 O, so dass es kalziniert werden muss, um seinen Wassergehalt zu entfernen und so das wasserfreie Salz entstehen zu lassen.
Na 3 PO 4 · 12H 2 O ist dadurch gekennzeichnet, dass seine Kristalle zu einer kompakten Masse "verschmolzen" werden, die schwer zu brechen ist. Je kleiner Ihre Kristalle sind, desto schneller werden sie kalziniert.
Anwendungen
Lebensmittel
Natriumphosphat wird als Brausemittel zum Ausdehnen von Zimtschnecken oder Kuchen verwendet. Quelle: Pixabay.
Bei der Verwendung von Natriumphosphat ist es unvermeidlich, Na 3 PO 4 oder Na 3 PO 4 · 12H 2 O zu mischen , da letzteres das am meisten kommerzialisierte Hydrat ist. Zum Beispiel trägt eines der beiden (theoretisch) harmlose Ionen zu den Lebensmitteln bei, denen sie zugesetzt werden, bereichert sie mit Phosphaten und erhöht gleichzeitig ihren Salzgehalt.
Im Fleischsalz ist Na 3 PO 4 · 12H 2 O enthalten, um sie während der Lagerung länger frisch zu halten. Ebenso wird es als Emulgator zugesetzt, damit das Öl-Wasser-Gemisch nicht „schneidet“, sondern vereint bleibt; und als pH-Regler, da er dazu beiträgt, den Säuregehalt von Lebensmitteln (einschließlich Getreide) zu verringern.
Darüber hinaus wird es zum Eindicken einiger Tomatensaucen und zum Backen von Kuchen oder Brot verwendet (oberes Bild). Letzteres ist auf die Tatsache zurückzuführen, dass Na 3 PO 4 · 12H 2 O dazu neigt, Wasserdampf freizusetzen, was die Größe der Poren des Mehlteigs und sein Volumen erhöht.
Reinigungsmittel
Natriumphosphat ist basisch genug, um einige Fette oder Öle zu verseifen, mit denen es in Kontakt kommt. Seine Alkalität wird dann verwendet, um die Wirkung von Reinigungsmitteln zu verbessern, solange die zu entfettende Oberfläche nicht metallisch ist, da sie diese verschlechtern können.
Die Produktion von phosphatangereicherten Waschmitteln wurde jedoch aufgrund der Eutrophierung von Seen und Flüssen und damit der Verbreitung von Algen, die ihre Oberflächen bedecken, verringert.
Es wurde auch verwendet, um ein Desinfektionsmittel herzustellen: Na 3 PO 4 · 1/4 NaOCl · 11H 2 O, das unter Verwendung von Natriumhypochlorit, NaOCl, anstelle von NaOH oder Na 2 CO 3 hergestellt wird , um H 3 zu neutralisieren PO 4 .
Medizinisch
Na 3 PO 4 induziert die Defäkation, indem es als hyperosmotisches Abführmittel wirkt, das zur Reinigung des Dickdarms erforderlich ist, bevor der Patient einer Koloskopie unterzogen wird. Andererseits wurde es auch in Energiezusätzen verwendet (hinzugefügt).
Verweise
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganische Chemie . (Vierte Edition). Mc Graw Hill.
- Nationales Zentrum für Informationen zur Biotechnologie. (2019). Trinatriumphosphat. PubChem-Datenbank. CID = 24243. Wiederhergestellt von: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Trinatriumphosphat. Wiederhergestellt von: en.wikipedia.org
- Curran MP & Plosker GL (2004). Orale Natriumphosphatlösung: eine Überprüfung ihrer Verwendung als kolorektales Reinigungsmittel. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
- Corey Whelan. (22. Dezember 2017). Natriumphosphat. Wiederhergestellt von: healthline.com
- Jacobs, Joel B. Taborosi, Steve. (2019). Verfahren zur Herstellung von Trinatriumphosphat. Wiederhergestellt von: freepatentsonline.com
- MaryAnn Marks. (2018). Warum wird unserer Nahrung Trinatriumphosphat (TSP) zugesetzt? Wiederhergestellt von: theingredientguru.com