Natriumfosfaatstructuur, eigenschappen, synthese, gebruik

5114
Alexander Pearson
Natriumfosfaatstructuur, eigenschappen, synthese, gebruik

De Sodium fosfaat is een anorganisch zout waarvan de chemische formule Na is3PO4. Het wordt ook trinatriumfosfaat (TSP) genoemd: Trinatrium fosfaat), of tribasisch natriumfosfaat, omdat het volledig het vermogen mist om waterstofionen H te doneren+.

Wanneer het in meervoud wordt aangeduid, natriumfosfaten, verwijst het naar het volledige compendium van zouten, al dan niet gehydrateerd, afkomstig van elektrostatische interacties tussen Na+ en de PO43-. Sommige van deze zouten bestaan ​​zelfs uit natriumpyrofosfaten of anorganische polymeren met PO43- als monomeer.

Horlogeglas met natriumfosfaatkristallen. Bron: Ondřej Mangl [publiek domein]

Daarom zal het, tenzij er een specificatie wordt gemaakt, altijd verwijzen naar de Na3PO4, en niet NaHtweePO4, NatweeHPO4, Na4P.tweeOF7 noch met enig ander zout.

De afbeelding hierboven toont het uiterlijk van natriumfosfaat, dat witte kristallen bevat die lijken op gewoon zout of tafelzout, of dat wordt gekocht als een wit, amorf ogend poeder. Dan een3PO4 is in staat om verschillende hydraten te vormen, namelijk Na3PO412HtweeOf degene die het meest op de markt wordt gebracht.

Het wordt voornamelijk gebruikt in de voedingsindustrie, in wasmiddelen, sportsupplementen en dient als hyperosmotisch laxeermiddel.

Artikel index

  • 1 Chemische structuur
  • 2 Eigenschappen
    • 2.1 Fysiek uiterlijk
    • 2.2 Smeltpunt
    • 2.3 Kookpunt
    • 2.4 Oplosbaarheid in water
    • 2.5 Dichtheid
    • 2.6 Stabiliteit
    • 2,7 pH
  • 3 Synthese
  • 4 toepassingen
    • 4.1 Voedsel
    • 4.2 Wasmiddelen
    • 4.3 Medicinaal
  • 5 referenties

Chemische structuur

Belangrijkste ionen van natriumfosfaat. Bron: Smolamj via Wikipedia.

Dezelfde formule Na3PO4 geeft aan dat voor elke PO anion43- er zijn drie Na kationen+. Deze ionen zijn te zien in de bovenstaande afbeelding. Merk op dat de PO43- heeft tetraëdrische geometrie, met zijn zuurstofatomen die een resonerende negatieve lading dragen, die Na aantrekt+ van het milieu.

Evenzo is de formule Na3PO4 wijst erop dat het het watervrije zout is, dus er zijn geen watermoleculen in de kristallen. De elektrostatische attracties tussen Na+ en de PO43- ze definiëren uiteindelijk een trigonaal wit kristal. De ionische binding is zodanig dat Na3PO4 heeft een smeltpunt van 1583 ºC, aanzienlijk hoger dan dat van verschillende zouten.

Zowel de Na+ zoals de PO43- Het zijn ionen die sterk gehydrateerd kunnen worden, zonder de stabiliteit van de kristallen negatief te beïnvloeden.

Om deze reden kunnen hydraten ook kristalliseren; de smeltpunten zijn echter lager dan die van het watervrije zout, aangezien de intermoleculaire waterstofbruggen in water de ionen scheiden en hun interacties verzwakken. In de Na3PO412HtweeOf het smeltpunt is bijvoorbeeld 73,4 ºC, veel lager dan dat van Na3PO4.

Eigendommen

Fysiek uiterlijk

Het kan verschijnen als gedefinieerde witte kristallen of als een poeder of korrels van dezelfde kleur. Alle onderstaande fysische hoeveelheden hebben alleen betrekking op het watervrije zout Na3PO4.

Smeltpunt

1583 ºC

Kookpunt

100 ºC

Oplosbaarheid in water

14,5 g / 100 ml bij 25 ºC, daarom wordt het beschouwd als een fosfaat dat vrij oplosbaar is in water. Het is echter onoplosbaar in organische oplosmiddelen zoals ethanol en koolstofdisulfide..

Dichtheid

2,536 g / cm3 bij 17,5 ºC.

Stabiliteit

Het is een hygroscopische vaste stof. Daarom moet het zo worden bewaard dat het niet aan vocht kan worden blootgesteld.

pH

Het is een sterk alkalisch zout. Een 0,1% waterige oplossing daarvan heeft bijvoorbeeld al een pH van 11,5. Deze eigenschap dient om als additief in wasmiddelen te worden gebruikt.

Synthese

Hoe wordt natriumfosfaat geproduceerd of gesynthetiseerd? Om dit te doen, gaan we uit van fosforzuur, H3PO4, of van het natriumdizuurfosfaatzout, NaHtweePO4.

Bij de overgrote meerderheid van syntheses heeft H de voorkeur3PO4. Dus de H reageert3PO4 met een base die zijn drie OH-groepen neutraliseert, rekening houdend met het feit dat dit zuur ook geschreven kan worden als PO (OH)3.

De basis is bij voorkeur natriumhydroxide, NaOH (in Duitsland), maar het is ook mogelijk (en goedkoper) om natriumcarbonaat of natriumcarbonaat, NatweeCO3 (in de Verenigde Staten). De vergelijkingen voor beide neutralisatiereacties zijn:

NatweeCO3 + H.3PO4 → NatweeHPO4 + COtwee + H.tweeOF

NatweeHPO4 + NaOH → Na3PO4 + H.tweeOF

Merk op dat bij gebruik van NatweeCO3 Na wordt niet verkregen3PO4 maar de NatweeHPO4, die een volgende neutralisatie nodig hebben. Omdat het reactiemedium waterig is, kristalliseert Na3PO412HtweeOf het moet dus worden gecalcineerd om het watergehalte te verwijderen en zo het watervrije zout te verkrijgen.

Dan een3PO412HtweeOf het wordt gekenmerkt door het "versmelten" van zijn kristallen tot een compacte massa die moeilijk te breken is. Hoe kleiner de grootte van uw kristallen, hoe sneller ze zullen calcineren.

Toepassingen

Voedsel

Natriumfosfaat wordt gebruikt als bruismiddel om kaneelbroodjes of cakes uit te zetten. Bron: Pixabay.

Bij het gebruik van natriumfosfaat is het onvermijdelijk om Na te mengen3PO4 of naar Na3PO412HtweeOf, aangezien dit laatste het hydraat is dat het meest wordt gecommercialiseerd. Elk van de twee draagt ​​bijvoorbeeld (in theorie) onschadelijke ionen bij aan de voedingsmiddelen waaraan ze worden toegevoegd, door ze te verrijken met fosfaten en tegelijkertijd hun zoutgehalte te verhogen..

In het zout van het vlees, de Na3PO412HtweeOf inbegrepen om ze langer vers te houden tijdens opslag. Evenzo wordt het toegevoegd als emulgeermiddel zodat het olie-watermengsel niet "snijdt", maar eerder verenigd blijft; en als pH-regulator, omdat het de zuurgraad van voedsel (inclusief granen) helpt verminderen.

Daarnaast wordt het gebruikt om sommige tomatensauzen te verdikken, en voor het bakken van taarten of brood (bovenste afbeelding). Dit laatste komt door de Na3PO412HtweeOf het heeft de neiging om waterdamp af te geven, waardoor de poriegrootte en het volume van het bloemdeeg toenemen..

Wasmiddelen

Natriumfosfaat is basisch genoeg om sommige vetten of oliën waarmee het in contact komt, te verzepen. De alkaliteit ervan wordt vervolgens gebruikt om de werking van wasmiddelen te verbeteren, zolang het te ontvetten oppervlak niet van metaal is, aangezien deze het kunnen aantasten..

De productie van met fosfaten verrijkte detergentia is echter afgenomen als gevolg van de eutrofiëring van meren en rivieren en daarmee de proliferatie van algen die hun oppervlak bedekken..

Het is ook gebruikt om een ​​ontsmettingsmiddel te maken: Na3PO41 / 4NaOCl11HtweeOf, dat is bereid met natriumhypochloriet, NaOCl, in plaats van NaOH of NatweeCO3 om de H te neutraliseren3PO4.

Medicinaal

Dan een3PO4 het veroorzaakt ontlasting door te werken als een hyperosmotisch laxeermiddel, dat nodig is om de dikke darm te reinigen voordat de patiënt een colonoscopie ondergaat. Aan de andere kant is het ook gebruikt (toegevoegd) in energiesupplementen.

Referenties

  1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde. (Vierde druk). Mc Graw Hill.
  2. Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2019). Trinatrium fosfaat. PubChem-database. CID = 24243. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Wikipedia. (2019). Trinatrium fosfaat. Hersteld van: en.wikipedia.org
  4. Curran M.P. & Plosker G.L. (2004). Orale natriumfosfaatoplossing: een overzicht van het gebruik ervan als een colorectale reiniger. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
  5. Corey Whelan. (22 december 2017). Sodium fosfaat. Hersteld van: healthline.com
  6. Jacobs, Joel B. Taborosi, Steve. (2019). Proces voor de productie van trinatriumfosfaat. Hersteld van: freepatentsonline.com
  7. MaryAnn Marks. (2018). Waarom wordt trinatriumfosfaat (TSP) aan ons voedsel toegevoegd? Hersteld van: theingredientguru.com

Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.