Фосфат натрия разложение. Натрия фосфат (фосфорнокислый натрий)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
В обычных условиях фосфат натрия представляет собой гигроскопичный термически устойчивый порошок белого цвета (рис. 1), кристаллы которого плавятся без разложения.
Он хорошо растворяется в воде (гидролизуется), создавая щелочную среду.
Рис. 1. Фосфат натрия. Внешний вид.
Основные характеристики фосфата натрия приведены в таблице ниже:
Получение фосфата натрия
Лабораторные способы получения фосфата натрия предполагают действие ортофосфорной кислоты на соли натрия (1) или гидроксид натрия (2):
3Na 2 CO 3 + 2H 3 PO 4 = 2Na 3 PO 4 + 3CO 2 + 3H 2 O (1);
3NaOH + H 3 PO 4 = Na 3 PO 4 + 3H 2 O (2).
Химические свойства фосфата натрия
Фосфат натрия - это средняя соль, образованная сильным основанием - гидроксидом натрия (NaOH) и слабой кислотой - ортофосфорной (H 3 PO 4). В водном растворе гидролизуется. Гидролиз протекает по аниону (теоретически возможны вторая и третья ступень). Наличие анионов ОН — свидетельствует о щелочном характере среды.
Первая ступень:
Na 3 PO 4 ↔ 3Na + + PO 4 3- ;
3Na + + PO 4 3- + HOH ↔ HPO 4 2- + 3Na + + OH — ;
Na 3 PO 4 + HOH ↔ Na 2 HPO 4 + NaOH.
Вторая ступень:
Na 2 HPO 4 ↔ 2Na + + H 2 PO 4 — ;
2Na + + H 2 PO 4 — + HOH ↔ NaHPO 4 + 2Na + + OH — ;
Na 2 HPO 4 + HOH ↔ NaHPO 4 + NaOH.
Третья ступень:
NaHPO 4 ↔ Na + + PO 4 3- ;
Na + + PO 4 3- + HOH ↔ H 3 PO 4 + Na + + OH — ;
NaHPO 4 + HOH ↔ H 3 PO 4 + NaOH.
Для фосфата натрия характерны все свойства солей:
— взаимодействие с сильными минеральными кислотами
Na 3 PO 4 + 3HCl = 3NaCl + H 3 PO 4 ;
— взаимодействие с солями, в результате которого одним из продуктов реакции является нерастворимое в воде соединение
2Na 3 PO 4 + 3Li 2 SO 4 = 2Li 3 PO 4 ↓ + 3Na 2 SO 4 ;
— 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
ПРИМЕР 1
| 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:
2Na 3 PO 4 = P 2 O 5 + 3Na 2 O. Рассчитаем количество вещества фосфата натрия (молярная масса - 164 г/моль): n(Na 3 PO 4) = m (Na 3 PO 4) / M (Na 3 PO 4); n (Na 3 PO 4) = 200 / 164 = 1,22моль. Согласно уравнению реакции n(Na 3 PO 4) :n(P 2 O 5) = 2:1 . Тогда количество моль оксида фосфора (V) будет равно: n(P 2 O 5) = ½ × n (Na 3 PO 4) = ½ ×1,22 = 0,61моль. Найдем массу образовавшегося оксида фосфора (V) (молярная масса - 284 г/моль): m(P 2 O 5)= n(P 2 O 5)× M(P 2 O 5) = 0,61×284 = 173,24г. |
| Ответ | Масса образовавшегося оксида фосфора (V) равна 173,24 г. |
Натрия фосфат или фосфорнокислый натрий (англ. Sodium phosphate ) - общее название ряда натриевых солей фосфорных кислот.
Фосфаты натрия, применяемые в фармацевтике и пищевой промышленности
Исторически сложилось, что каждое из соединений натрия фосфата имеет по несколько наименований, как на русском, так и на английском языках. Ниже даны некоторые такие наименования и химические формулы наиболее распространённых в медицине и пищевой промышленности фосфатов натрия:
Фосфаты натрия в медицине
Натриевые соли фосфорных кислот в медицине применяются в качестве слабительных , в составе антацидных средств , а также для поддержания минерального баланса и кислотно-щелочного равновесия крови. Кроме того, они нередко включаются в состав лекарств, как вспомогательные вещества.Слабительное действие натрия фосфата основано на увеличении и задержке жидкости в кишечнике за счет осмотических процессов. Накопление жидкости в толстой кишке приводит к усилению перистальтики и дефекации.
У соединений натрия фосфата имеются противопоказания, побочные действия и особенности применения, необходима консультация со специалистом.
Натрия фосфат - пищевая добавка
Состав и требования к пищевым добавкам - натриевым солям фосфорной кислоты регулирует «ГОСТ Р 52823-2007. Добавки пищевые. Натрия фосфаты Е339. Общие технические условия». Данный ГОСТ распространяется на пищевую добавку фосфаты натрия Е339, представляющую собой 1-замещенные (i), 2-замещенные (ii) и 3-замещенные (iii) натриевые соли ортофосфорной кислоты (далее - пищевые монофосфаты натрия) и предназначенную для использования в пищевой промышленности. ГОСТ подразделяет все пищевые добавки Е339 - монофосфаты натрия на три типа:- E339(i), ортофосфат натрия 1-замещенный (дигидрофосфат натрия)
- E339(ii), ортофосфат натрия 2-замещенный (гидрофосфат натрия)
- E339(iii), ортофосфат натрия 3-замещенный (фосфат натрия).
Натрий фосфат (разговорное, правильно: натрия фосфат, ортофосфат, костный фосфат либо Na 3 PO 4) - белая гигроскопичная средняя соль, устойчивая термически и плавящаяся без разложения (при температуре от 250 градусов и выше). В воде растворяется, создавая сильнощелочную среду.
Натрий фосфат получают при воздействии щелочи на (нейтрализация), при дегидротации гидроортофосфатов натрия.
Используется в качестве эмульгаторов и регуляторов РН, а также против слеживания. Фосфорнокислый натрий применяют производители Особенно часто используется трифосфат, которого в порошках может быть до 50%. Для (устранения жесткости) пользуются дегидротированными веществами, которые образуют комплекс с рядом металлов (магний, кальций, барий др.). Натрий фосфат (технический, под маркой «Б») применяют при изготовлении стекол, красок, в обогащении руд. А вот Na 2 HPO 4 .12Н 2 О (пищевой, под маркой «А») используют преимущественно в пищевой промышленности как разрыхлитель. Он улучшает консистенцию сгущенного молока, сыров, колбас. Используют натрия фосфат для электрофореза (электролитические процессы) и в фотографии (как компонент проявителя).
Рассмотрим ортофосфаты подробнее.
Триполифосфат натрия выпускается под двумя маркировками: «А», «Б». Упаковывается только в специальные контейнеры МКР-1, перевозится в оборудованных (специальных) минераловозах. Срок годности без ограничения.
Тринатрийфосфат (фосфорнокислый натрий, трехзамещенный) применяется в пищевой, целлюлозно-бумажной промышленностях, в энергетике, производстве порошков, чистящих паст, моющих средств для посуды и как ПАВ в производстве цемента. При бурении включается как полимерная добавка. Тринатрийфосфат отлично обезжиривает поверхность любого оборудования, поэтому он востребован для промывок. Внешне похож на чешуйки (кристаллики) со щелочными свойствами, не горюч. Стоит во втором по воздействию на человеческий организм.
Вполне закономерный вопрос: "При столь широком использовании не приносит ли фосфат натрия вред нашему организму?"
Антиоксидант (на этикетках он значится как Е-300 (и до Е-339) позволяет сохранить цвет, избежать появления горечи и защищает от окислений. Это может быть как природное соединение (витамин Е, знакомая всем аскорбиновая кислота), так и синтезированное химически, в природе не встречающееся. Добавляется в эмульсии, содержащие масла (например майонез, кетчуп). Кроме свойств эмульгатора и стабилизатора, Na 3 PO 4 является водоудерживающим агентом, комплексообразователем, стабилизатором. Например, в выпечке с большими объемами (хлебокомбинаты, пекарни) крайне важен высокий подъем теста, причем с пористой и легкой структурой. Вот здесь между и солью фосфорной кислоты как раз дает в итоге нужный эффект. Особенно популярна модификация Е-450 (SAPP, пирофосфат натрия). Этот разрыхлитель позволяет обеспечить отличный подъем теста (максимальный в сравнении с аналогами), сохраняющийся и после выпечки. Добавляется в кексы, лепешки, пряники, пиццу, пирожные. Рекомендован для получения практически любого теста (дрожжевого замороженного, взбитого, песочного рассыпчатого).
Буферные свойства Е-450, а также способность связывать кальций используются на молокозаводах. Пирофосфаты специфически действуют на казеин - он раскрывается, набухает и выступает в роли эмульгатора, что удобно при приготовлении пудингов, молочных имитационных продуктов, десертов. Сгущенное молоко, получаемое путем извлечения воды, тоже не обходится без соли-стабилизатора DSP (двухзамещенный натрий фосфат).
В мясной промышленности, благодаря обсуждаемым нами эмульгаторам, значительно повышают общий выход продукции при одновременной стабилизации консистенции и улучшении цвета.
Применение продуктов, имеющих в составе фосфаты натрия (или приготовленные с их применением), лучше ограничить, поскольку быстрое связывание кальция приводит к дефициту последнего в организме. Кроме того, это вещество входит в состав слабительных препаратов, поэтому излишнее количество колбасы может нарушить работу ЖКТ.
Натрия фосфат (Е339iii, TSP, трехзамещенный фосфорнокислый натрий, натрия трифосфат, тринатрийфосфат, натрия ортофосфат) – соль ортофосфорной кислоты
Физико-химические свойства.
Натрия фосфат имеет три разновидности:
1) Формула Na 3 PO 4 (Е339iii, TSP, натрия фосфат безводный). Внешний вид: бесцветные кристаллы. Температура плавления 1340°C. Плотность: 2,536 г/см 3 . Потери при прокаливании не более 2% (120°C при выдержке 2 часа, затем 800°C при выдержке 30 минут). Нерастворимых в воде вещества не более 0,2%.
2) Формула Na 3 PO 4 ×H 2 O (Е339iii, TSP, натрия фосфат моногидрат). Внешний вид: бесцветные кристаллы или гранулы. Легко растворим в воде; не растворим в этаноле. Потери при прокаливании не более 11% (120°C при выдержке 2 часа, затем 800°C при выдержке 30 минут). Нерастворимых в воде вещества не более 0,2%.
3) Формула Na 3 PO 4 ×12 H 2 O (Е339iii, TSP, натрия фосфат додекагидрат). Внешний вид: бесцветные тригональные кристаллы. Содержит малые примеси гидроксида натрия. Температура плавления в кристаллизационной воде 73,4°C. Температура начала разложения 100°C, полное разложение не достигается даже при 200°C. Разлагается на натрия фосфат и воду. Плотность 1,64 г/см 3 . Растворим в воде. В воде почти полностью гидролизуется на Na 2 HPO 4 и NaOH и имеет сильнощелочную реакцию. Нормально растворим в сероуглероде. Потери при прокаливании не более 45-58% (120°C при выдержке 2 часа, затем 800°C при выдержке 30 минут). Нерастворимых в воде вещества не более 0,2%.
Значение рН 1% водных растворов от 11,5 до 12,5.
Натрия фосфата при комнатной тепературе обладает относительно слабой растворимостью. Еще хуже он растворяется в соленой и кислой воде. Поэтому на пищевом производстве при приготовлении маринадов исходную воду подогревают, в первую очередь растворяют натрия фосфат или смесь фосфатов, а затем, после охлаждения, вносят другие ингридиенты (поваренную соль и т.д.).
| Наименование пищевой добавки | Коэффициент пересчета |
| Фосфорный ангидрид Р 2 О 5 | 1,000 |
| Натрия фосфат безводный Na 3 PO 4 (Е339iii) | 2,31 |
| Натрия фосфат моногидрат Na 3 PO 4 ×H 2 O (Е339iii) | 2,56 |
| Натрия фосфат додекагидрат Na 3 PO 4 ×12 H 2 O (Е339iii) | 5,35 |
Натрий фосфат не принято считать прямым консервантом. Его принято считать легким бактериостатиком, т.к. он замедляет рост некоторых грамположительных бактерий: Leuconostoc carnosum, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Bacillus stearothermophilus, Bacillus brevis, Bacillus subtilis, Bacillus sphaericus, Bacillus sp., Micrococcus luteus, Corynebacterium glutamicum , и незначительно влияет на граммоотрицательные бактерии: Salmonella typhimurium, Salmonella enteritidis, Escherichia coli .
Применение.
Трехзамещенный фосфорнокислый натрий технический применяется как компонент моющих средств, ПАВ в производстве цементов и при бурении скважин; в буровых растворах в составе комплексной полимерной добавки к низкосортным глинам и порошкам.
Трехзамещенный фосфорнокислый натрий пищевой применяется как буферный агент, секвестрант, стабилизатор эмульсии.
Обработка мяса и мясных продуктов растворами натрия фосфата приводит к изменению рН внутри продукта. В результате происходит изменение электростатических сил между актином и миозином, а также происходит секвестр катионов металлов - образование комплексных соединений через связывание фосфатов и катионов металлов (например, Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+). Обработанный продукт менее подвержен потерям влаги, развитию граммоположительных бактерий, окислительной прогорклости. Кроме этого обработанные мясные продукты способны удержать воду, которая в мясе первоначально отсутствовала и была внесена каким-либо технологическим способом.
Рецепт обработки куриных бедер раствором Е339iii для улучшения цвета и запаха.
Натрия фосфат можно применить для улучшения сенсорных свойств охлажденных куриных бедер, температура хранения которых +2°C. Для этого готовят водный раствор натрия фосфата с концентрацией 10-12%. Вес куриных бедер к объему раствора составляет 1:4. Бедра погружают в раствор при температуре +20°C на 15 минут. После обработки раствором куриные бедра хранят при температуре +2°C. В результате обработки куриные бедра в день обработки имеют лучший цвет и запах, чем не обработанные. Но через семь дней хранения цвет, запах и вкус обработанных куриных бедер хуже чем куриных бедер без обработки.
Натрий фосфат входит в состав растворов для дезинфекции и мойки оборудования на предприятиях изготовляющих плодоовощные консервы, сушеные фрукты, овощи и картофель, квашеную капусту и соленые овощи, а также перерабатывающих мясо, рыбу и молоко.
Санитарными правилами допускается применение натрий фосфата в целях и концентрациях, указанных в ниже приведенной таблицы. Обработку производят методом распыления раствора.
| Объект мойки | Оборудование из нерж. стали или другого металла с оловянным покрытием | Столы, двери, пол, подоконники | Оборудование, изготовленное из алюминия | Оборудование, соприкасающееся с горячим молоком (кроме выполненного из алюминия) - для удаления молочного камня | Стеклянные трубопроводы, банки, бутылки, эмалированные емкости |
| Натрий фосфат (% по массе) | 0,18-0,70 | 3,50 | 0,50 | 0,35 | 0,15-0,30 |
| Сода каустическая (% по массе) | - | - | - | 0,10 | 0,32-0,65 |
| Сода кальцинированная (% по массе) | 0,05-0,20 | 1,00 | 0,50 | 0,50 | - |
| Жидкое стекло (% по массе) | 0,25-0,10 | 0,50 | 1,70 | 0,05 | 0,03-0,05 |
Натрий фосфат допускается к применению на пищеблоках дошкольных учереждений (ясли, ясли-сады, детские сады).
Для этого посуду тщательно очищают от остатков пищи, промывают в горячей воде (температура 50 - 60 °C) с добавлением натрия трифосфата из расчета 100 - 200 г на 10 л воды. После чего обливают кипятком и просушивают на полках-решетках. Ложки и вилки моются так же, как и столовая посуда, а затем опускаются на 15 минут в кипяток. Чайная посуда моется отдельно от столовой в двух водах при температуре 50 - 70 °C.
Натрий фосфат используется в растворах для обработки внутренней поверхности водопроводных труб перед нанесением лакокрасочных покрытий, таких как: сополимер КОРС (ТУ 38-103118-72), краска ХС-720 (ТУ 6-10708-74), эмаль ХС-710 (ГОСТ 9355-81), полистирольная смола КОРС (ТУ 38-30322-81) и др. В том числе с применением наполнителя, состоящего из 10 - 15% алюминиевой пудры ПАП-2 (ГОСТ 5494-71).
Суть обработки заключается в обезжиривании методом погружения в стационарные ванны. Обезжиривание производят при температуре 70-90 °C. Длительность обезжиривания зависит от количества загрязнений и обычно составляет 3 - 10 мин. Качество обезжиривания проверяют внешним осмотром. Хорошо обезжиренная поверхность равномерно смачивается водой. При наличии остатков жировых загрязнений вода на поверхности металла собирается каплями.
Натрий фосфат входит в состав растворов рекомендуемых МЧС для санитарной обработки имущества, которое подверглось заражению образующими споры бактериями. К такому имуществу относят: лицевые части противогазов, плащи защитные, перчатки резиновые, сапоги резиновые, одежда х/б, брезенты.
Раствор для обработки состоит из натрий фосфата и сульфанола (соответственно 3,5 и 2 кг на 450 л воды). Продолжительность дезинфекии должна составлять 1 час. Обработка производится в емкостях способом кипячения. При этом конструкцией используемых емкостей должно обеспечиваться исключение всплытия имущества. По окончании обработки и слива растворов имущество промывают сначала горячей, затем холодной водой. Промывание можно делать в емкости для кипячения. Обработанное имущество сушат летом в сухую погоду на открытом воздухе, зимой и в дождливую погоду используют любые палатки или закрытые помещения.
На машиностроительных предприятиях детали поступающие на сборку очищают и промывают от посторонних частиц, масла, следов охлаждающей жидкости или консервационной обмазки.
В качестве моющего средства для алюминиевых деталей применяют раствор, в состав которого входит: натрия фосфат 30 г/л и сода кальцинированная 30 г/л.
Натрий фосфат используется для выполнения требований водно-химического режима при эксплуатации электродных котлов. Добавки натрия фосфата производится в воду, которая поступает в котел. Такая добавка снижает удельное электрического сопротивления воды за счет снижения накипи до нормируемых значений. Таким образом поддерживается энергоэффективность работы котла, а также увеличивается межремонтый период.
Величина добавки натрий фосфата зависит от состава исходной питательной воды котла, а также от режима работы (водогрейный, паровой) котла и его конструкционных особенностей. Расчет величины добавки производится на основании теоретического расчета и последующей опытной проверке.
Продукты коррозии при эксплуатации котлов образуются не только в период работы котла, но и в периоды остановок котлов на ремонт или остановок при аварии. Во избежании этого котлы необходимо консервировать. Одним из способов консервации является заполнение внутреннего объема котла раствором натрия фосфата. Концентрация натрия фосфата зависит от состава воды. Для конденсата - 5 кг/м 3 ; для воды содержащей до 3 г соли на 1кг воды - 20 кг/м 3 .
Натрий фосфат используют в быту для очистки посуды от накипи. Для этого используют 20–30 г порошка, его надо насыпать в загрязненную посуду, залить горячей водой и кипятить 1–2 часа, после чего накипь можно легко соскоблить щеточкой и тщательно промыть чистой водой несколько раз. Если накипь сразу не удаляется, обработку необходимо повторить.
Введение в бетонные смеси натрий фосфата улучшает удобоукладываемость смесей и повышает прочность бетонов. Добавка тринатрийфосфата в количестве 0,5% от массы цемента увеличивает прочность бетона (на 28 сут) на 20%.
Эта добавка снижает объем открытых пор и увеличивает объем замкнутых пор, что значительно повышает водонепроницаемость и морозостойкость бетонов. Добавка тринатрийфосфата в количестве 0,5% от массы цемента изменяет водонепроницаемость бетона с марки В-2 до марки В-4, а морозостойкость повышается более чем в 2 раза.
Получение.
Натрий фосфат синтезируется путём конденсации с ортофосфорной кислотой.
Фосфат натрия – это частый «спутник» многих продуктов питания. Также его можно обнаружить в составе синтетических моющих средств. И несмотря на то, что данное вещество является потенциально опасным для здоровья человека, во многих странах мира его использование не запрещено, и Россия также входит в список этих государств.
Характеристика вещества
Фосфат натрия относится к ряду солей натрия фосфорных кислот.
Его физические свойства будут следующими:
- данное вещество являет собою белые гранулы либо кристаллы;
- в воде растворимо хорошо;
- термически устойчиво.
Технологические функции
В промышленном производстве добавка Е339 выполняет такие функции:
- регулятор кислотности, который способствует поддержанию необходимого рН уровня;
- стабилизатор – придает продукту определенную текстуру, форму, принимает непосредственное участие в формировании и сохранности консистенции;
- эмульгатор – помогает соединить вещества, которые при обычных условиях не смешиваются.
Виды фосфатов
Существует три вида фосфатов натрия, которые будут отличаться химической формулой и номенклатурным значением, при помощи которого их можно распознать на этикетках продуктов:
- однозамещенный фосфат, или добавка Е339 (I) — NaH2PO4 ;
- двузамещенный фосфат, или добавка Е339 (II) — Na2HPO4 ;
- трехзамещенный фосфат, или добавка Е339 (III) — Na3PO4 .
Вредное воздействие
Вред фосфата натрия проявляется в зависимости от вида продукта, в который он входит. Например, синтетические моющие средства с его содержанием оказывают неблагоприятное воздействие на кожные покровы, а проявляется это в виде аллергии – сыпи, а в особо тяжелых ситуациях развивается экзема.
Продукты питания, содержащие в своем составе добавку с индексом Е339, обладают более широким спектром вредных свойств, которые проявляются, как:
- диарея;
- гастриты;
- язва желудка;
- нарушение обмена кальция;
- злокачественные новообразования в желудочно-кишечном тракте.
Что такое фосфат натрия для ребенка?
Детский организм более восприимчив к влиянию подобных веществ и его реакция проявляется в виде нервных и психических расстройств.
У ребенка может наблюдаться:
- моторное беспокойство;
- гиперактивность;
- импульсивность;
- агрессия;
- беспокойство;
- снижение концентрации внимания.
На заметку! Что характерно, если из меню убрать продукты, содержащие добавку Е339, то все симптомы постепенно будут сходить на нет и в скором времени полностью исчезнут без применения медикаментозного лечения!
Применение
В непищевой промышленности фосфат кальция входит в состав стиральных и чистящих порошков. А список продуктов питания, содержащих эту вредную добавку, выглядит следующим образом:
- хлебобулочные и кондитерские изделия, где он исполняет функцию разрыхлителя;
- молочная продукция – молоко, сухие сливки, сгущенное молоко, где он применяется как антикристаллизатор и вещество, которое помогает увеличить сроки хранения готовых продуктов;
- сыры, в основном, плавленые – колбасные, ломтевые, пастообразные, где его используют в качестве сольплавителя.
На заметку! При изготовлении всех вышеописанных продуктов питания используется фосфат натрия двухзамещенный!
Кроме того, добавку Е339 можно встретить на упаковках мясных продуктов, сухих бульонов и супов, соусов, чая в пакетиках.
Все материалы на сайте сайт представлены исключительно для ознакомления в информационных целях. Перед применением любых средств консультация с врачом ОБЯЗАТЕЛЬНА!
Обновлено: 26-04-2019
