Способы получения фосфата натрия

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

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

Фосфат натрия, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Свойства фосфата натрия

Физические свойства

Свойство	Описание
Внешний вид	Кристаллическое вещество белого цвета
Молярная масса	163,941 г/моль
Плотность	2,536 г/см3
Температура плавления	1340°С
Cтандартная мольная энтальпия образования при 298К Δ G \Delta G ΔG °298, кДж/моль	-1922,8
Cтандартная мольная энергия Гиббса образования при 298 К Δ \Delta Δ кДж/моль	-1819
Стандартная мольная энтропия при 298 К S°298, Дж/(моль•К)	224,7
Растворимость в воде, 100 г	при 0°С — 5,4 при 25°С — 14,5 при 100°С — 94,6

Химические свойства

В водных растворах гидролизуется по аниону:

Na3P04 + H2O = Na2HP04 + Na0H.

Раствор имеет щелочную реакцию.

При взаимодействии с кислотами образует кислые соли:

Na3P04 + HСl = Na2HP04 + NaCl,

Na3P04 + H2SO4 = NaH2P04 + Na2SO4.

Вступает в реакции обмена с образованием нерастворимых фосфатов:

2Na3P04 + 3CaCl2 = 6NaCl + 2Ca3(P04)2↓,

Na3P04 + AlCl3 = 3NaCl + AlP04↓,

Na3P04 + 3AgNO3 = 6NaCl + Ag3P04↓.

Последняя реакция является качественной реакцией на растворимые фосфаты щелочных металлов и аммония. При добавлении к их раствором раствора нитрата серебра AgNO3 выпадает осадок фосфата серебра Ag3P04 желтого цвета. А натрий можно определить окрашиванию пламени в желтый цвет.

Литература

• Химическая энциклопедия / Редкол.: Зефиров Н.С. и др.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.
• Справочник химика / Редкол.: Никольский Б.П. и др.. — 3-е изд., испр. — Л.: Химия, 1971. — Т. 2. — 1168 с.
• Лидин Р.А. и др.
  Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с. — ISBN 5-7245-1163-0.

Это заготовка статьи о неорганическом веществе. Вы можете помочь проекту, дополнив её.

Получение химического соединения

Лабораторные способы получения

Фосфат натрия получают взаимодействием фосфорной кислоты с гидроксидом или карбонатом натрия:

H3PO4 + 3NaOH = Na3PO4 + 3H2O; 2H3PO4 + 3Na2CO3 =2Na3PO4 + 3H2O + 3CO2↑.

Получение фосфата натрия в промышленности

В промышленности фосфат натрия получают в два этапа.

Сначала взаимодействием кальцинированной соды Na2CO3 с фосфорной кислотой H3PO4 получают гидрофосфат натрия Na2HP04:

Н3Р04 + Na2C03 = Na2HP04 + С02↑+ Н20,

а затем взаимодействием едкого натра NaOH с полученным гидрофосфатом натрия Na2HP04 получают фосфат натрия Na3PO4:

Na2HP04 + Na0H = Na3P04 + H20.

После охлаждения нейтрализованных растворов до 30°С фосфат натрия кристаллизуются в виде Na3PO4·12H2O. Он плавится при 70°С. Чтобы получить безводный фосфат натрия, кристаллогидрат прокаливают 2 часа при температуре 120°С, а затем 30 мин при температуре 800°С.

Гексаметафосфат натрия — пищевая добавка и эффективный умягчитель воды

Продолжаем тему пищевых добавок — производных натрия. Гексаметафосфат натрия — неорганическое соединение, натриевая соль гексафосфорной кислоты. В литературе можно встретить такие названия, как натрий фосфорнокислый; гексафосфат, полифосфат, соль Грэма (в другой транскрипции Грэхама); добавка Е452 (i).

Формула соединения — Na6P6O18. Получают его из расплава гидрофосфата натрия или химической реакцией соли ортофосфорной кислоты и соли натрия.

Мелкий белый порошок со стеклообразными прозрачными кристалликами, гранулами или чешуйками, не имеющими запаха и вкуса. Водорастворим, легко впитывает влагу, расплывается от контакта с влагой воздуха, превращается в пирофосфат (Na4P2O7), а затем в ортофосфат (Na3PO4). Может выкристаллизовываться из раствора в качестве кристаллогидрата Na6P6O18•6H2O. Не горит, не взрывается, не ядовит. Обладает высокими адсорбционными и гомогенизирующими (эмульгирующими) качествами. В химических реакциях образует комплексные соединения с различными металлами, в том числе с кальцием и магнием.

Магний металлический (стружка) «хч»

Натрия полифосфат (гексаметафосфат натрия, Е452, соль Грэма)

Склянка светлая (флакон), 2000 мл, с пробкой (шир. горловина)

Вещество присутствует в организме человека, участвует в ионном обмене и в создании тромбоцитов, частично регулируя свертываемость крови. Способствует накоплению и освобождению энергии в клетках. Гексаметафосфат натрия полезен для пищеварительной системы, он убивает бактерии, вырабатывающие крайне опасный ботулотоксин. Не накапливается в организме, разрешен для использования в пище почти во всех странах.

Фосфорнокислый натрий относится к 3-му классу опасности (как и поваренная соль). Его пыль может вызывать раздражение верхних дыхательных путей. При приеме внутрь большой дозы может произойти сбой кислотно-щелочного баланса, в работе органов ЖКТ, развиться обезвоживание.

Работать с гексафосфатом надо в вентилируемом помещении, используя средства защиты кожи, глаз, органов дыхания. Хранить вещество следует в герметично заваренных полиэтиленовых мешках, укрепленных бумажными или тканевыми мешками, защищая от влаги воздуха. Помещение должно быть крытым, неотапливаемым.

• В пищепроме — стабилизатор, эмульгатор, фиксатор окраски. Способствует удержанию влаги, уплотнению и однородности структуры продукта, продлению срока хранения, развитию дрожжевых культур, усилению действия антиоксидантов. Используется при изготовлении плавленых сыров, маргаринов, мясных и рыбных консервов, полуфабрикатов быстрой заморозки, колбасных изделий; продуктов переработки картофеля; сливок, сухого и сгущенного молока; продуктов с пектинами, глазированных фруктов, фруктового мороженого; хлебобулочных изделий; ликероводочных напитков; спортивных смесей.
• В текстильпроме — для приготовления рабочих растворов (реагент переводит нерастворимые соли кальция в растворимые).
• В кожевенном деле.
• Для смягчения воды, уменьшения накипи, защиты от коррозии, продления срока службы котлов и трубопроводов в различных системах водоснабжения и охлаждения, в том числе в железнодорожных и промышленных силовых установках.
• Для фильтрации растворов и пульпы в нефтедобыче.
• В химпроме — компонент средств для удаления накипи и моющих средств. Добавка полифосфата в стиральные моющие средства избавляет вещи после стирки от серого налета.
• При производстве бумаги в целлюлозно-бумажной индустрии.
• В зубных пастах — для уменьшения зубного налета и камня, защиты от воздействия кислот.
• При производстве комплексных удобрений в сельском хозяйстве, в фотоделе.
• В фармацевтике.

Применение

Фосфат натрия в быту используют как чистящее средство, так как он прекрасно отмывает жир. Благодаря этому свойству он также входит в состав моющих средств. Кроме того, фосфат натрия смягчает воду, переводя соли жесткости в нерастворимые фосфаты:

3Ca(HCO3)2 + 2Na3P04 = 6NaHCO3 + Ca3(P04)2↓, 3Mg(HCO3)2 + 2Na3P04 = 6NaHCO3 + Mg3(P04)2↓. Применяется он также и в стекольной промышленности для получения оптических стекол.

В строительстве фосфат натрия используют для упрочнения бетона. Его добавка увеличивает также влагостойкость бетона, так как он становится менее пористым.

В медицине фосфат натрия изредка применяют как слабительное и средство от изжоги.

В пищевой промышленности он известен как пищевая добавка Е339(iii). Фосфат натрия используют в качестве эмульгатора, стабилизатора, влагоудерживающего агента. Добавляют его в майонезы и кетчупы, плавленные сыры и хлебобулочные изделия, правда чаще применяют гидрофосфат (пищевая добавка Е339(i)) и дигидрофосфат натрия (пищевая добавка Е339(iii)). Фосфатом натрия обрабатывают куриные окорочка, мясо и рыбу, чтобы удержать воду и сохранить вес.

Относится к малоопасным веществам (4 класс опасности), но при передозировке в пищевых продуктов приводит к расстройствам пищеварения, а у детей нередко вызывает возбуждение и гиперактивность.

Отрывок, характеризующий Метафосфат натрия

«Весна, и любовь, и счастие!» – как будто говорил этот дуб, – «и как не надоест вам всё один и тот же глупый и бессмысленный обман. Всё одно и то же, и всё обман! Нет ни весны, ни солнца, ни счастия. Вон смотрите, сидят задавленные мертвые ели, всегда одинакие, и вон и я растопырил свои обломанные, ободранные пальцы, где ни выросли они – из спины, из боков; как выросли – так и стою, и не верю вашим надеждам и обманам». Князь Андрей несколько раз оглянулся на этот дуб, проезжая по лесу, как будто он чего то ждал от него. Цветы и трава были и под дубом, но он всё так же, хмурясь, неподвижно, уродливо и упорно, стоял посреди их. «Да, он прав, тысячу раз прав этот дуб, думал князь Андрей, пускай другие, молодые, вновь поддаются на этот обман, а мы знаем жизнь, – наша жизнь кончена!» Целый новый ряд мыслей безнадежных, но грустно приятных в связи с этим дубом, возник в душе князя Андрея. Во время этого путешествия он как будто вновь обдумал всю свою жизнь, и пришел к тому же прежнему успокоительному и безнадежному заключению, что ему начинать ничего было не надо, что он должен доживать свою жизнь, не делая зла, не тревожась и ничего не желая. По опекунским делам рязанского именья, князю Андрею надо было видеться с уездным предводителем. Предводителем был граф Илья Андреич Ростов, и князь Андрей в середине мая поехал к нему. Был уже жаркий период весны. Лес уже весь оделся, была пыль и было так жарко, что проезжая мимо воды, хотелось купаться. Князь Андрей, невеселый и озабоченный соображениями о том, что и что ему нужно о делах спросить у предводителя, подъезжал по аллее сада к отрадненскому дому Ростовых. Вправо из за деревьев он услыхал женский, веселый крик, и увидал бегущую на перерез его коляски толпу девушек. Впереди других ближе, подбегала к коляске черноволосая, очень тоненькая, странно тоненькая, черноглазая девушка в желтом ситцевом платье, повязанная белым носовым платком, из под которого выбивались пряди расчесавшихся волос. Девушка что то кричала, но узнав чужого, не взглянув на него, со смехом побежала назад. Князю Андрею вдруг стало от чего то больно. День был так хорош, солнце так ярко, кругом всё так весело; а эта тоненькая и хорошенькая девушка не знала и не хотела знать про его существование и была довольна, и счастлива какой то своей отдельной, – верно глупой – но веселой и счастливой жизнию. «Чему она так рада? о чем она думает! Не об уставе военном, не об устройстве рязанских оброчных. О чем она думает? И чем она счастлива?» невольно с любопытством спрашивал себя князь Андрей. Граф Илья Андреич в 1809 м году жил в Отрадном всё так же как и прежде, то есть принимая почти всю губернию, с охотами, театрами, обедами и музыкантами. Он, как всякому новому гостю, был рад князю Андрею, и почти насильно оставил его ночевать. В продолжение скучного дня, во время которого князя Андрея занимали старшие хозяева и почетнейшие из гостей, которыми по случаю приближающихся именин был полон дом старого графа, Болконский несколько раз взглядывая на Наташу чему то смеявшуюся и веселившуюся между другой молодой половиной общества, всё спрашивал себя: «о чем она думает? Чему она так рада!». Вечером оставшись один на новом месте, он долго не мог заснуть. Он читал, потом потушил свечу и опять зажег ее. В комнате с закрытыми изнутри ставнями было жарко. Он досадовал на этого глупого старика (так он называл Ростова), который задержал его, уверяя, что нужные бумаги в городе, не доставлены еще, досадовал на себя за то, что остался. Князь Андрей встал и подошел к окну, чтобы отворить его. Как только он открыл ставни, лунный свет, как будто он настороже у окна давно ждал этого, ворвался в комнату. Он отворил окно. Ночь была свежая и неподвижно светлая. Перед самым окном был ряд подстриженных дерев, черных с одной и серебристо освещенных с другой стороны. Под деревами была какая то сочная, мокрая, кудрявая растительность с серебристыми кое где листьями и стеблями. Далее за черными деревами была какая то блестящая росой крыша, правее большое кудрявое дерево, с ярко белым стволом и сучьями, и выше его почти полная луна на светлом, почти беззвездном, весеннем небе. Князь Андрей облокотился на окно и глаза его остановились на этом небе. Комната князя Андрея была в среднем этаже; в комнатах над ним тоже жили и не спали. Он услыхал сверху женский говор. – Только еще один раз, – сказал сверху женский голос, который сейчас узнал князь Андрей. – Да когда же ты спать будешь? – отвечал другой голос. – Я не буду, я не могу спать, что ж мне делать! Ну, последний раз… Два женские голоса запели какую то музыкальную фразу, составлявшую конец чего то.

Получение[ | ]

1. Взаимодействие H3PO4 с Na2CO3:

2 H 3 P O 4 + 3 N a 2 C O 3 ⟶ 2 N a 3 P O 4 + 3 C O 2 + 3 H 2 O <\displaystyle <\mathsf <2H_<3>PO_<4>+3Na_<2>CO_<3>\longrightarrow 2Na_<3>PO_<4>+3CO_<2>+3H_<2>O>>>

Источник