Struttura del sodio fosfato, proprietà, sintesi, usi

Lui Fosfato di sodio È un sale inorganico la cui formula chimica è na₃Po₄. Riceve anche nomi di fosfato trisodiosi (TSP per il suo acronimo in inglese: Fosfato di sodio) o fosfato di sodio tribasico, perché manca completamente della capacità di donare ioni idrogeno H⁺.

Quando ci alludi in modo plurale, fosfati di sodio, si parla dell'intero compendio di sali, idratato o no, originato da interazioni elettrostatiche tra NA⁺ e il po₄^3-. Alcuni di questi sali sono persino costituiti da pirofosfati di sodio o polimeri inorganici che possiedono il PO₄^3- come monomero.

Vetro orologio con cristalli di fosfato di sodio. Fonte: Ondřej Mangl [dominio pubblico]

Ecco perché, a meno che non venga effettuata una specifica, si riferirà sempre a NA₃Po_4, E non a nah₂PO4, NA₂HPO₄, N / a₄P₂O₇ Non nessun altro sale.

L'immagine superiore mostra l'aspetto del fosfato di sodio, che sembra cristalli bianchi simili a quelli di sale o tavolo comuni, o acquistati come polvere bianca amorfo che guarda. Poi un₃Po₄ è in grado di formare diversi idrati, essendo il NA₃Po₄· 12h₂O quello che è più commercializzato.

Trova l'uso principalmente nell'industria alimentare, in detergenti, integratori sportivi e funge da lassativo iperosmotico.

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Struttura chimica

Ioni principali di sodio fosfato. Fonte: Smolamj via Wikipedia.

La stessa formula NA₃Po₄ indica che per ogni anione po₄^3- Ci sono tre cationi⁺. Questi ioni possono essere osservati nell'immagine superiore. Nota che il PO₄^3- Ha una geometria tetraedrica, con i suoi atomi di ossigeno che trasportano un carico negativo risonante, che attira il NA⁺ dell'ambiente.

Inoltre, la formula NA₃Po₄ Sottolinea che è sale anidro, quindi non ci sono molecole d'acqua incluse nei loro cristalli. Attrazioni elettrostatiche tra Na⁺ e il po₄^3- Finiscono per definire un cristallo bianco trigonale. Il suo legame ionico è tale che il Na₃Po₄ Ha un punto di fusione di 1583 ºC, considerevolmente più alto di quello di diversi sali.

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Entrambi il na⁺ Come Po₄^3- Sono ioni che possono essere idratati in alto grado, senza influire negativamente sulla stabilità dei cristalli.

È per questo motivo che anche gli idrati possono cristallizzare; Tuttavia, i suoi punti di fusione sono inferiori a quelli di sale anidro, poiché i ponti idrogeno intermolecolari dell'acqua separano gli ioni e indeboliscono le loro interazioni. Nel na₃Po₄· 12h₂O, ad esempio, il suo punto di fusione è 73,4 ºC, molto meno di quello di NA₃Po₄.

Proprietà

Aspetto fisico

Può verificarsi come cristalli bianchi definiti o come polvere o granuli dello stesso colore. Tutte le magnitudini fisiche espresse al di sotto allude solo al sale ingenuo₃Po₄.

Punto di fusione

1583 ºC

Punto di ebollizione

100 ºC

Solubilità dell'acqua

14,5 g/100 ml a 25 ° C, quindi è considerato un fosfato di acqua abbastanza solubile. Tuttavia, è insolubile in solventi organici come etanolo e disolfuro di carbonio.

Densità

2.536 g/cm³ a 17,5 ºC.

Stabilità

È un solido igroscopico. Pertanto, deve essere conservato in modo tale da non poter essere esposto all'umidità.

ph

È un sale fortemente alcalino. Ad esempio, una soluzione acquosa dell'IT 0,1% ha già pH 11,5. Questa proprietà serve a essere utilizzata come additivo nei detergenti.

Sintesi

Come vengono prodotti o sintetizzati il ​​fosfato di sodio? Per fare questo, si basa sull'acido fosforico, h₃Po₄, o dal sale di sale di sale sodio, nah₂Po₄.

Nella stragrande maggioranza della sintesi, è preferita h₃Po₄. Pertanto, l'H viene reagita₃Po₄ Con una base che neutralizza i suoi tre gruppi OH, tenendo conto del fatto che questo acido può anche essere scritto come PO (OH)₃.

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La base per preferenza è l'idrossido di sodio, NaOH (in Germania), ma è anche praticabile (e più economico) per usare il carbonato di sodio o la cenere di Sosa, Na₂Co₃ (negli Stati Uniti). Le equazioni per entrambe le reazioni di neutralizzazione sono:

N / a₂Co₃ + H₃Po₄ → Na₂HPO₄ + Co₂ + H₂O

N / a₂HPO₄ + NaOH → Na₃Po₄ + H₂O

Si noti che quando si utilizza il NA₂Co₃ NA non si ottiene₃Po₄ ma il na₂HPO₄, che avrà bisogno di una successiva neutralizzazione. Essere la reazione acquosa significa, cristallizza il NA₃Po₄· 12h₂Oppure, quindi deve essere calcolato per eliminare il suo contenuto d'acqua e causare sale anidro.

Poi un₃Po₄· 12h₂O È caratterizzato dalla "fusione" dei loro cristalli in una massa compatta difficile. Più piccole le dimensioni dei loro cristalli, più velocemente la sua calcinazione sarà.

Applicazioni

Cibo

Il fosfato di sodio viene utilizzato come agente effervescente per espandere i ruoli o le torte di cannella. Fonte: Pixabay.

Negli usi del fosfato di sodio è inevitabile mescolare la Na₃Po₄ o na₃Po₄· 12h₂Oppure, perché quest'ultimo è l'idrato che è più commercializzato. Ad esempio, uno dei due fornisce ioni innocui (in teoria) al cibo a cui vengono aggiunti, arricchendoli dei fosfati e allo stesso tempo aumentano la loro salinità.

Nello salar delle carni, la na₃Po₄· 12h₂O è incluso per mantenerli freschi più a lungo durante il loro deposito. Viene anche aggiunto come agente emulsionante in modo che la miscela di acqua petrolifera non sia "tagliata", ma rimane unita; E come regolatore di pH, perché aiuta a ridurre l'acidità del cibo (compresi i cereali).

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Inoltre, viene utilizzato per addensare alcune salse di pomodoro e per la cottura di torte o pane (immagine superiore). Quest'ultimo è perché il NA₃Po₄· 12h₂O tende a rilasciare il vapore acqueo, che aumenta le dimensioni dei pori della massa della farina e il volume dello stesso.

Detergenti

Il fosfato di sodio è abbastanza semplice da saponificare alcuni grassi o oli con cui hai contatto. La sua alcalinità viene quindi utilizzata per migliorare l'azione dei detergenti, purché la superficie alla miseria non sia in metallo, in quanto possono deteriorarla.

Tuttavia, la produzione di detergenti arricchiti con fosfati è stata ridotta perché producono l'eutrofizzazione di laghi e fiumi e, con essa, la proliferazione di alghe che copre le loro superfici.

È stato anche usato per l'elaborazione di un disinfettante: NA₃Po₄· 1/4Naocl · 11h₂Oppure, che viene preparato usando l'ipoclorito di sodio, Naocl, anziché NaOH o Na₂Co₃ Per neutralizzare h₃Po₄.

Medicinale

Poi un₃Po₄ Induce la defecazione agendo come un lassativo iperosmotico, necessario per pulire il colon prima che il paziente subisca una colonscopia. D'altra parte, è stato anche utilizzato (aggiunto) in integratori energetici.

Riferimenti

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