Способы получения фосфат натрия

Фосфат натрия

Характеристики и физические свойства фосфата натрия

Он хорошо растворяется в воде (гидролизуется), создавая щелочную среду.

Рис. 1. Фосфат натрия. Внешний вид.

Основные характеристики фосфата натрия приведены в таблице ниже:

Молярная масса, г/моль

Плотность, г/см 3

Температура плавления, o С

Растворимость в воде (0 o С), г/100 мл

Получение фосфата натрия

Лабораторные способы получения фосфата натрия предполагают действие ортофосфорной кислоты на соли натрия (1) или гидроксид натрия (2):

Химические свойства фосфата натрия

Фосфат натрия – это средняя соль, образованная сильным основанием – гидроксидом натрия (NaOH) и слабой кислотой – ортофосфорной (H₃PO₄). В водном растворе гидролизуется. Гидролиз протекает по аниону (теоретически возможны вторая и третья ступень). Наличие анионов ОН — свидетельствует о щелочном характере среды.

3Na + + PO₄ 3- + HOH ↔ HPO₄ 2- + 3Na + + OH — ;

Для фосфата натрия характерны все свойства солей:

— взаимодействие с сильными минеральными кислотами

— взаимодействие с солями, в результате которого одним из продуктов реакции является нерастворимое в воде соединение

— разложение при нагревании

Применение фосфата натрия

Фосфат натрия нашел применение в пищевой промышленности – добавка Е542, используемая при производстве макаронных изделий, кисломолочных продуктов, мясных и кулинарных полуфабрикатов. Он также является составным компонентом зубных паст и некоторых косметических препаратов.

Примеры решения задач

Задание	Какая масса оксида фосфора (V)образуется в ходе реакции термического разложения фосфата натрия массой 200 г?
Решение	Запишем уравнение реакции термического разложения фосфата натрия:

Рассчитаем количество вещества фосфата натрия (молярная масса – 164 г/моль):

Согласно уравнению реакции n(Na₃PO₄) :n(P₂O₅) = 2:1 . Тогда количество моль оксида фосфора (V) будет равно:

Найдем массу образовавшегося оксида фосфора (V) (молярная масса – 284 г/моль):

Ответ Масса образовавшегося оксида фосфора (V) равна 173,24 г.

Задание	Какая масса фосфата лития образуется в результате взаимодействия 250 г фосфата натрия с сульфатом лития?
Решение	Запишем уравнение реакции фосфата натрия с сульфатом лития с образованием твердого продукта — фосфата лития:

Рассчитаем количество вещества фосфата натрия (молярная масса – 164 г/моль):

Согласно уравнению реакции n(Na₃PO₄) :n(Li₃PO₄) = 2:2 . Тогда количество моль фосфата лития будет равно:

Найдем массу образовавшегося фосфата лития (молярная масса – 94 г/моль):

Источник

Фосфаты натрия (Е339)

Соли, добываемые из гидроксида натрия и ортофосфорной кислоты, получили общее название фосфатов натрия. Эта пищевая добавка имеет полностью синтетическое происхождение и ни в каком виде не встречается в живой природе.

В продуктах питания чаще всего используется как антиоксидант и консервант, хотя имеет также свойства эмульгатора и стабилизатора. Кроме того, вещество выступает и регулятором кислотности, так как влияет на установление и поддержание определённого уровня кислой среды в продукте. Также оказывает влагоудерживающее действие.

Встретив в составе выбираемой пищи код Е339, покупатель может определить для себя, что продукт подвергался обработке фосфатами натрия, и решить, стоит ли его покупать и употреблять. Согласно мировым стандартам и нормам, вещество относится к пищевым добавкам низкой степени опасности.

Способы получения фосфатов натрия в лабораторных условиях

На сегодняшний день существует несколько технологий добычи фосфатов натрия: с использованием термической фосфорной кислоты, суперфосфата или кислоты, полученной сернокислотным методом.

Один из способов предполагает проведение реакции нейтрализации 25-процентной фосфорной кислоты раствором кальцинированной соды. Полученную смесь фильтруют, выпаривают до определённой плотности и кристаллизуют. Если фосфорная кислота имеет насыщенность более 40%, реакцию нейтрализации проводят при температуре 85-95 градусов Цельсия.

Суперфосфаты обрабатывают раствором сульфата натрия. Полученное вещество – мононатрийфосфат, который в кислом растворе отфильтровывают от нерастворимого остатка и выделившегося сульфата кальция, а далее также выпаривают или гранулируют в распылительной сушилке.

Химические свойства вещества

Добавка имеет вид белого порошка в гранулах или кристаллах. Она не чувствительна к термическому воздействию и хорошо растворима в воде.

Вещество Е339 используют в качестве загустителя, так как оно имеет свойство регулирования вязкости смеси, улучшения её текстуры. Как стабилизатор, добавка Е339 участвует в формировании консистенции продукта, способствует её улучшению и сохранению в неизменном виде, предохраняет пищу от пригорания в процессе термической обработки. Также фосфаты натрия нашли своё применение как эмульгаторы, так как одним из их свойств является способность создавать смеси вместе с изначально несмешиваемыми веществами, например, смесь масла и воды.

Разновидности пищевой добавки

В пищевой промышленности обычно используются такие виды фосфатов натрия;

• ортофосфат натрия 1-замещённый (Е339i);
• ортофосфат натрия 2-замещённый (Е339ii);
• ортофосфат натрия 3-замещённый (Е399iii).

Их химические формулы отличаются между собой, однако вещества оказывают аналогичное действие. Поэтому, увидев на упаковке продукта одно из этих обозначений, можно быть уверенным, что в нём использовались фосфаты натрия.

Применение в производстве

Основное предназначение вещества – улучшение свойств пищевых продуктов, поэтому именно пищевая промышленность является основным “потребителем” этого компонента. Его можно встретить в составах:

• хлебобулочных и кондитерских изделий;
• молочной продукции и сухого молока;
• безалкогольных напитков;
• сухих супов, соусов, паст, бульонных кубиков и других продуктов быстрого приготовления;
• сыров и плавленых сыров;
• мясных и рыбных продуктов;
• сухих разрыхлителей и смесей для выпечки;
• бисквитов и коржей.

Особенно часто он встречается в колбасе и сосисках, мясе и рыбе: вещество работает как влагоудерживающий компонент, поэтому таким способом удаётся сохранить продукцию без потерь влаги и, соответственно, веса.

Кроме того, до 1960-х годов его масштабно использовали в производстве моющих средств и порошков. Однако, из-за избыточного попадания в водоёмы соединений азота и фосфора, качество отработанной воды, попадающей далее в водопроводы и выбрасываемой в природную среду, начало значительно ухудшаться, что могло нанести вред водной экосистеме. По этой причине начали появляться ограничения и запреты на применение вещества в подобной продукции, и сегодня их практически не используют в изготовлении порошков и моющей продукции.

Фосфаты натрия используют и в фармацевтической промышленности – их добавляют в слабительные препараты, так как вещество имеет соответствующий эффект при определённой дозировке.

Воздействие на организм человека, возможный вред от употребления

Слабительное действие вещества известно и медикам, и химикам. Продукты, которые содержат его в своём составе, должны присутствовать в рационе человека в ограниченном количестве, чтобы не спровоцировать соответствующую реакцию пищеварительного тракта.

Что касается других возможных опасностей пищевой добавки Е339, к ним относят вероятность появления заболеваний органов желудочно-кишечного тракта: гастрита, язвы, панкреатита. Однако на сегодняшний день связь между употреблением вещества и этими нарушениями официально не подтверждена.

Результаты исследований, проведённых на лабораторных животных, говорят о том, что фосфаты натрия способствуют нарушению усвоения кальция в организме, вымыванию его из костной ткани и эмали зубов.

В некоторых случаях моющие средства и порошки с содержанием Е339 становятся причиной аллергических реакций в виде кожной сыпи и покраснений.

У детей употребление продуктов с этим компонентом в составе может вызывать нервные расстройства: нарушение концентрации, агрессию, беспокойство, гиперактивность, моторное беспокойство. Для них следует ограничить количество пищи с добавкой Е339.

По некоторым неподтверждённым данным, фосфаты натрия обладают онкогенным эффектом, то есть могут вызывать онкологические заболевания органов пищеварительного тракта. Кроме возможной терапии от запоров, на сегодняшний день ничего не известно о пользе вещества для здоровья человека.

Пока производители идут по пути удешевления себестоимости выпускаемой пищевой продукции, на этикетках разнообразной пищи будут обозначаться добавки с кодом “Е”, в том числе, Е339. Компонент используется как антислёживатель, эмульгатор, антиоксидант и загуститель: с его помощью улучшают вкусовые и текстурные характеристики пищи, при этом он является дешёвым и выгодным для производителей ингредиентом.

Фосфаты натрия относятся к веществам с крайне низким уровнем опасности для человека, их использование разрешено в Украине, России и странах Европейского союза. Кроме угрозы нарушения кальциевого обмена в организме, никакая другая информация о возможном вреде здоровью пока не подтверждена официально. Тем не менее исследования по вопросам влияния фосфатов натрия на человека продолжаются и сегодня.

Источник

Фосфат натрия, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Фосфат натрия, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

Фосфат натрия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Na₃PO₄.

Краткая характеристика фосфата натрия:

Фосфат натрия – неорганическое вещество бесцветного либо белого цвета, соль щелочного металла натрия и ортофосфорной кислоты.

Фосфат натрия представляет собой бесцветные кристаллы.

Химическая формула фосфата натрия Na₃PO₄.

Хорошо растворяется в воде, с которой образует кристаллогидраты Na₃PO₄·0,5H₂O, Na₃PO₄·H₂O и Na₃PO₄·12H₂O. Водный раствор имеет сильнощелочную реакцию из-за гидролиза по аниону.

Не растворим в этаноле.

В пищевой промышленности используется 3 типа фосфатов натрия, согласно степени замещения атомов водорода:

– добавка Е339(i) – ортофосфат натрия 1-замещенный с химической формулой NaH₂PO₄;

– добавка Е339(ii) – ортофосфат натрия 2-замещенный с химической формулой Na₂HPO₄;

– добавка Е339(iii) – ортофосфат натрия 3-замещенный с химической формулой Na₃PO₄.

Физические свойства фосфата натрия:

Наименование параметра:	Значение:
Химическая формула	Na3PO4
Синонимы и названия иностранном языке	sodium phosphate (англ.)

натрий фосфорнокислый трёхзамещенный (устар. рус.)

натрия ортофосфат (рус.)

тринатрий фосфат (рус.) Тип вещества неорганическое Внешний вид бесцветные тетрагональные кристаллы Цвет бесцветный, белый Вкус —* Запах без запаха Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 3 2536 Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 3 2,536 Температура кипения, °C — Температура плавления, °C 1340 Гигроскопичность гигроскопичен Молярная масса, г/моль 163,94067 Растворимость в воде при 25 °C, г/100 мл 14,5

Получение фосфата натрия:

Фосфат натрия получается в результате следующих химических реакций:

1. 1. взаимодействием карбоната натрия и ортофосфорной кислоты:

1. 2. взаимодействием гидроксида натрия и ортофосфорной кислоты:

Химические свойства фосфата натрия. Химические реакции фосфата натрия:

Химические свойства фосфата натрия аналогичны свойствам фосфатов других металлов . Поэтому для него характерны следующие химические реакции:

1. реакция фосфата натрия с нитратом серебра:

В результате реакции образуются ортофосфат серебра и нитрат натрия.

2. реакция фосфата натрия и нитрата хрома:

В результате реакции образуются ортофосфат хрома и нитрат натрия .

3. реакция фосфата натрия и нитрата галлия:

В результате реакции образуются ортофосфат галлия и нитрат натрия.

4. реакция фосфата натрия и хлорида алюминия:

В результате реакции образуются ортофосфат алюминия и хлорид натрия.

5. реакция фосфата натрия и хлорида кальция:

В результате реакции образуются ортофосфат кальция и хлорид натрия.

6. реакция фосфата натрия и хлорида бария:

В результате реакции образуются ортофосфат бария и хлорид натрия.

7. реакция фосфата натрия и сульфата железа:

В результате реакции образуются ортофосфат железа и сульфат натрия. Фосфат натрия используется в виде разбавленного раствора.

8. реакция фосфата натрия и сульфата лития:

В результате реакции образуются ортофосфат лития и сульфат натрия .

9. реакция фосфата натрия и сульфата магния:

В результате реакции образуются ортофосфат магния (который выпадает в осадок) и сульфат натрия. Реакция уменьшения жесткости воды.

10. реакция фосфата натрия и гидрокарбоната кальция:

В результате реакции образуются ортофосфат кальция (который выпадает в осадок) и гидрокарбонат натрия. Реакция уменьшения жесткости воды.

11. реакция фосфата натрия, алюминия и воды:

В результате реакции образуются тетрагидроксоалюминат (III) натрия, гидроортофосфат натрия и водород . Фосфат натрия используется в виде концентрированного раствора. Реакция протекает при кипении.

12. реакция фосфата натрия, цинка и воды:

В результате реакции образуются тетрагидроксоцинкат (III) натрия, гидроортофосфат натрия и водород . Фосфат натрия используется в виде концентрированного раствора. Реакция протекает при кипении.

13. реакция термического разложения кристаллогидрата фосфата натрия:

В результате реакции термического разложения додекагидрата фосфата натрия образуются фосфат натрия и вода . Реакция протекает в вакууме.

14. реакция фосфата натрия с азотной кислотой:

В результате химической реакции образуются нитрат натрия и ортофосфорная кислота. Реакция носит обратимый характер.

Аналогично проходят реакции фосфата натрия и с другими сильными минеральными кислотами.

15. реакция термического разложения фосфата натрия:

В результате реакции термического разложения фосфата натрия образуются оксид натрия и оксид фосфора .

Применение и использование фосфата натрия:

Фосфат натрия используется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:

– для уменьшения жесткости воды,

– в пищевой промышленности как разрыхлитель для теста (при взаимодействии с пищевой содой) и эмульгатор для плавленого сыра, колбасы, сгущённого молока,

– как пищевая добавка Е339,

– в стекольной промышленности для обесцвечивания стекла при его плавке,

– как составной компонент зубных паст и некоторых косметических препаратов.

Источник