- Chemische structuur
- Eigendommen
- Fysiek uiterlijk
- Smeltpunt
- Kookpunt
- Oplosbaarheid in water
- Dichtheid
- Stabiliteit
- pH
- Synthese
- Toepassingen
- Voedingsmiddelen
- Wasmiddelen
- Medicinaal
- Referenties
De natriumfosfaat een anorganisch zout met de chemische formule Na 3 PO 4 . Het wordt ook trinatriumfosfaat (TSP) of tribasisch natriumfosfaat genoemd, omdat het volledig het vermogen mist om waterstof-H + -ionen af te staan .
Wanneer het in meervoud wordt aangeduid, natriumfosfaten, verwijst het naar het volledige compendium van zouten, al dan niet gehydrateerd, afkomstig van de elektrostatische interacties tussen Na + en PO 4 3- . Sommige van deze zouten bestaan zelfs uit natriumpyrofosfaten, of anorganische polymeren die PO 4 3 als monomeer hebben.
Horlogeglas met natriumfosfaatkristallen. Bron: Ondřej Mangl
Daarom, tenzij een specificatie wordt gedaan, wordt deze altijd naar Na 3 PO 4, en niet NaH 2 PO4, Na 2 HPO 4 , Na 4 P 2 O 7 of enig ander zout.
De bovenstaande afbeelding toont het uiterlijk van natriumfosfaat, dat ofwel witte kristallen bevat die lijken op gewoon zout of tafelzout, of dat het wordt gekocht als een amorf ogend wit poeder. Na 3 PO 4 kan verschillende hydraten vormen, waarbij Na 3 PO 4 · 12H 2 O degene is die het meest in de handel wordt gebracht.
Het wordt voornamelijk gebruikt in de voedingsindustrie, in wasmiddelen, sportsupplementen en dient als hyperosmotisch laxeermiddel.
Chemische structuur
Belangrijkste ionen van natriumfosfaat. Bron: Smolamj via Wikipedia.
Dezelfde Na 3 PO 4- formule geeft aan dat er voor elk PO 4 3- anion drie Na + -kationen zijn . Deze ionen zijn te zien in de afbeelding hierboven. Merk op dat PO 4 3- een tetraëdrische geometrie heeft, waarbij zijn zuurstofatomen een resonerende negatieve lading dragen, die Na + uit de omgeving aantrekt .
Evenzo geeft de Na 3 PO 4- formule aan dat het het watervrije zout is, dus er zijn geen watermoleculen in de kristallen. De elektrostatische aantrekkingskracht tussen Na + en PO 4 3 - bepaalt uiteindelijk een wit trigonaal kristal. De ionische binding is zodanig dat Na 3 PO 4 een smeltpunt heeft van 1583 ºC, aanzienlijk hoger dan dat van verschillende zouten.
Zowel Na + als PO 4 3- 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 waterstofbindingen in water de ionen scheiden en hun interacties verzwakken. In Na 3 PO 4 · 12H 2 O is het smeltpunt bijvoorbeeld 73,4 ºC, veel lager dan dat van Na 3 PO 4 .
Eigendommen
Fysiek uiterlijk
Het kan verschijnen als gedefinieerde witte kristallen of als een poeder of korrels van dezelfde kleur. Alle fysieke grootheden hieronder uitgedrukt hebben enkel betrekking op watervrij Na 3 PO 4 zout .
Smeltpunt
1583 ºC
Kookpunt
100 ºC
Oplosbaarheid in water
14,5 g / 100 ml bij 25 ºC, daarom wordt het beschouwd als vrij oplosbaar in water. Het is echter onoplosbaar in organische oplosmiddelen zoals ethanol en koolstofdisulfide.
Dichtheid
2,536 g / cm 3 bij 17,5 ° C
Stabiliteit
Het is een hygroscopische vaste stof. Daarom moet het zo worden opgeslagen 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, beginnen we met fosforzuur, H 3 PO 4 , of het natrium dizuur fosfaat zout, NaH 2 PO 4 .
In de meeste syntheses, H 3 PO 4 de voorkeur . Aldus reageert H 3 PO 4 met een base die de drie OH-groepen neutraliseert, rekening houdend met het feit dat dit zuur ook kan worden geschreven als PO (OH) 3 .
De base bij voorkeur natriumhydroxide, NaOH (Duitsland), maar het is ook mogelijk (en goedkoper) te gebruiken natriumcarbonaat of natriumcarbonaat, Na 2 CO 3 (in de Verenigde Staten). De vergelijkingen voor beide neutralisatiereacties zijn:
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 op dat bij gebruik van Na 2 CO 3 geen Na 3 PO 4 wordt verkregen, maar Na 2 HPO 4 , dat vervolgens moet worden geneutraliseerd. Als reactiemedium waterig, Na 3 PO 4 · 12H 2 O kristalliseert , dus het moet worden gegloeid om zijn watergehalte te verwijderen en zo tot het watervrije zout.
Na 3 PO 4 · 12H 2 O 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 worden gecalcineerd.
Toepassingen
Voedingsmiddelen
Natriumfosfaat wordt gebruikt als bruismiddel om kaneelbroodjes of cakes uit te zetten. Bron: Pixabay.
Bij het gebruik van natriumfosfaat is het onvermijdelijk om Na 3 PO 4 of Na 3 PO 4 · 12H 2 O te mengen , aangezien dit laatste het hydraat is dat het meest in de handel wordt gebracht. Elk van de twee draagt bijvoorbeeld (in theorie) onschadelijke ionen bij aan het voedsel waaraan ze worden toegevoegd, door ze te verrijken met fosfaten en tegelijkertijd hun zoutgehalte te verhogen.
In het zout van vlees is Na 3 PO 4 · 12H 2 O opgenomen om ze tijdens opslag langer vers te houden. Evenzo wordt het toegevoegd als emulgator 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 is te wijten aan het feit dat Na 3 PO 4 · 12H 2 O de neiging heeft om waterdamp af te geven, waardoor de poriën in het bloemdeeg toenemen en het volume ervan toeneemt.
Wasmiddelen
Natriumfosfaat is basisch genoeg om sommige vetten of oliën waarmee het in contact komt, te verzepen. De alkaliteit ervan wordt dan gebruikt om de werking van detergentia te verbeteren, zolang het te ontvetten oppervlak niet van metaal is, aangezien deze het kunnen aantasten.
De productie van met fosfaat verrijkte detergentia is echter verminderd 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 desinfectiemiddel te maken: Na 3 PO 4 1/4 NaOCl 11H 2 O, dat wordt bereid met natriumhypochloriet, NaOCl, in plaats van NaOH of Na 2 CO 3 om H 3 te neutraliseren PO 4 .
Medicinaal
Na 3 PO 4 induceert 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
- Shiver & Atkins. (2008). Anorganische scheikunde . (Vierde druk). Mc Graw Hill.
- Nationaal centrum voor informatie over biotechnologie. (2019). Trinatrium fosfaat. PubChem-database. CID = 24243. Hersteld van: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Trinatrium fosfaat. Hersteld van: en.wikipedia.org
- Curran MP & Plosker GL (2004). Orale natriumfosfaatoplossing: een overzicht van het gebruik ervan als een colorectale reiniger. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
- Corey Whelan. (22 december 2017). Sodium fosfaat. Hersteld van: healthline.com
- Jacobs, Joel B. Taborosi, Steve. (2019). Proces voor de productie van trinatriumfosfaat. Hersteld van: freepatentsonline.com
- MaryAnn Marks. (2018). Waarom wordt trinatriumfosfaat (TSP) aan ons voedsel toegevoegd? Hersteld van: theingredientguru.com