โซเดียมฟอสเฟต: โครงสร้างคุณสมบัติการสังเคราะห์การใช้ประโยชน์ - เคมี - 2025

โซเดียมฟอสเฟตเป็นเกลือนินทรีย์มี สูตรทางเคมีนา₃ PO 4 เรียกอีกอย่างว่าไตรโซเดียมฟอสเฟต (TSP) หรือไตรบาซิกโซเดียมฟอสเฟตเนื่องจากขาดความสามารถในการบริจาคไฮโดรเจน H ⁺ไอออนโดยสิ้นเชิง

เมื่อได้มีการกล่าวถึงในทางที่เป็นพหูพจน์, ฟอสเฟตโซเดียมมันหมายถึงบทสรุปทั้งหมดของเกลือไฮเดรทหรือไม่ที่มีต้นกำเนิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่าง Na ⁺และ PO ₄ 3- เกลือเหล่านี้บางส่วนประกอบด้วยโซเดียมไพโรฟอสเฟตหรือพอลิเมอร์อนินทรีย์ที่มี PO ₄ ^3-เป็นโมโนเมอร์

ดูแก้วที่มีผลึกโซเดียมฟอสเฟต ที่มา: Ondřej Mangl

นั่นคือเหตุผลว่าทำไมเว้นแต่จะมีการกำหนดคุณสมบัติไว้มันจะอ้างถึง Na ₃ PO _{4 เสมอ}และไม่รวมถึง NaH ₂ PO4, Na ₂ HPO ₄ , Na ₄ P ₂ O ₇หรือเกลืออื่น ๆ

ภาพด้านบนแสดงลักษณะของโซเดียมฟอสเฟตซึ่งมีผลึกสีขาวคล้ายกับเกลือทั่วไปหรือเกลือแกงหรือซื้อมาเป็นผงสีขาวที่มีลักษณะอสัณฐาน Na ₃ PO ₄สามารถสร้างไฮเดรตต่างๆได้เป็น Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O เป็นสารที่มีการค้ามากที่สุด

พบว่ามีการใช้เป็นหลักในอุตสาหกรรมอาหารในผงซักฟอกผลิตภัณฑ์เสริมอาหารและทำหน้าที่เป็นยาระบายความดันโลหิตสูง

โครงสร้างทางเคมี

ไอออนหลักของโซเดียมฟอสเฟต ที่มา: Smolamj ผ่าน Wikipedia

สูตร Na ₃ PO ₄เดียวกันบ่งชี้ว่าสำหรับแต่ละ PO ₄ ^3-ไอออนจะมี Na ⁺ cations สามตัว ไอออนเหล่านี้สามารถมองเห็นได้ในภาพด้านบน โปรดสังเกตว่า PO ₄ ^3-มีรูปทรงเรขาคณิตเตตระฮีดอลโดยอะตอมของออกซิเจนมีประจุลบเรโซแนนซ์ซึ่งดึงดูด Na ⁺จากสิ่งแวดล้อม

ในทำนองเดียวกันสูตร Na ₃ PO ₄ระบุว่าเป็นเกลือปราศจากน้ำดังนั้นจึงไม่มีโมเลกุลของน้ำรวมอยู่ในผลึก จุดดึงดูดไฟฟ้าสถิตระหว่าง Na ⁺และ PO ₄ ^3-จบลงด้วยการกำหนดผลึกสีขาวตรีโกณมิติ พันธะไอออนิกของมันคือ Na ₃ PO ₄มีจุดหลอมเหลว 1583 ºCซึ่งสูงกว่าเกลือหลายเท่ามาก

ทั้ง Na ⁺และ PO ₄ ^3-เป็นไอออนที่สามารถให้ความชุ่มชื้นได้สูงโดยไม่ส่งผลเสียต่อเสถียรภาพของผลึก

ด้วยเหตุนี้ไฮเดรตจึงสามารถตกผลึกได้ อย่างไรก็ตามจุดหลอมเหลวต่ำกว่าเกลือปราศจากน้ำเนื่องจากพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลในน้ำแยกไอออนออกและทำให้ปฏิสัมพันธ์ของมันอ่อนลง ตัวอย่างเช่นใน Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O จุดหลอมเหลวเท่ากับ 73.4 ºCต่ำกว่า Na ₃ PO ₄มาก

คุณสมบัติ

ลักษณะทางกายภาพ

สามารถปรากฏเป็นผลึกสีขาวที่กำหนดไว้หรือเป็นผงหรือเม็ดที่มีสีเดียวกัน ปริมาณทางกายภาพทั้งหมดที่แสดงด้านล่างหมายถึงเกลือ Na ₃ PO _{4 ที่}ปราศจากน้ำเท่านั้น

จุดหลอมเหลว

1583 ºC

จุดเดือด

100 ºC

ความสามารถในการละลายน้ำ

14.5 g / 100 mL ที่ 25 ºCซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงถือว่าละลายได้ในน้ำ อย่างไรก็ตามไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์เช่นเอทานอลและคาร์บอนไดซัลไฟด์

ความหนาแน่น

2.536 g / cm ³ที่ 17.5 ° C

ความมั่นคง

เป็นของแข็งอุ้มน้ำ ดังนั้นจึงต้องเก็บในลักษณะที่ไม่สามารถสัมผัสกับความชื้นได้

พีเอช

เป็นเกลือที่มีฤทธิ์เป็นด่างอย่างมาก ตัวอย่างเช่นสารละลายในน้ำ 0.1% มี pH 11.5 อยู่แล้ว คุณสมบัตินี้ทำหน้าที่ใช้เป็นสารเติมแต่งในผงซักฟอก

สังเคราะห์

โซเดียมฟอสเฟตผลิตหรือสังเคราะห์ได้อย่างไร? การทำเช่นนี้เราเริ่มต้นด้วยกรดฟอสฟอรัส H ₃ PO ₄หรือเกลือโซเดียมฟอสเฟต diacid ที่ Nah ₂ PO 4

ในส่วนใหญ่ของการสังเคราะห์, H ₃ PO ₄เป็นที่ต้องการ ดังนั้น H ₃ PO ₄จะทำปฏิกิริยากับเบสที่ทำให้กลุ่ม OH ทั้งสามเป็นกลางโดยคำนึงว่ากรดนี้สามารถเขียนเป็น PO (OH) ₃ได้ด้วย

ฐานที่ต้องการคือโซเดียมไฮดรอกไซด์ NaOH (ในเยอรมนี) แต่ก็เป็นไปได้ (และราคาถูกกว่า) ที่จะใช้โซเดียมคาร์บอเนตหรือโซดาแอช Na ₂ CO ₃ (ในสหรัฐอเมริกา) สมการสำหรับปฏิกิริยาสะเทินทั้งสองคือ:

Na ₂ CO ₃ + H ₃ PO ₄ → Na ₂ HPO ₄ + CO ₂ + H ₂ O

นา₂ HPO ₄ + NaOH →นา₃ PO ₄ + H ₂ O

โปรดทราบว่าเมื่อใช้ Na ₂ CO ₃จะไม่ได้รับ Na ₃ PO ₄แต่ Na ₂ HPO ₄ซึ่งจะต้องมีการทำให้เป็นกลางในภายหลัง เนื่องจากตัวกลางในการทำปฏิกิริยาเป็นน้ำ Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O จึงตกผลึกดังนั้นจึงต้องเผาเพื่อขจัดปริมาณน้ำออกจึงทำให้เกิดเกลือปราศจากน้ำ

Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O มีลักษณะ "หลอมรวม" ผลึกของมันให้เป็นมวลขนาดเล็กที่ยากต่อการแตกหัก ยิ่งคริสตัลของคุณมีขนาดเล็กลงเท่าใดก็จะยิ่งเผาได้เร็วขึ้นเท่านั้น

การประยุกต์ใช้งาน

ฟู้ดส์

โซเดียมฟอสเฟตใช้เป็นสารเพิ่มฟองเพื่อขยายซินนามอนโรลหรือเค้ก ที่มา: Pixabay

ในการใช้โซเดียมฟอสเฟตนั้นหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะผสม Na ₃ PO ₄หรือ Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O เนื่องจากสารชนิดหลังเป็นไฮเดรตที่มีการค้ามากที่สุด ตัวอย่างเช่นทั้งสองชนิดก่อให้เกิดไอออนที่ไม่เป็นอันตราย (ในทางทฤษฎี) ให้กับอาหารที่เพิ่มเข้าไปเสริมคุณค่าด้วยฟอสเฟตและในขณะเดียวกันก็เพิ่มความเค็ม

ในเกลือของเนื้อสัตว์ Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O จะรวมไว้เพื่อให้พวกมันสดได้นานขึ้นในระหว่างการเก็บ ในทำนองเดียวกันจะถูกเพิ่มเป็นสารอิมัลชันเพื่อไม่ให้ส่วนผสมของน้ำมันและน้ำ "บาด" แต่จะยังคงรวมกันอยู่ และเป็นตัวควบคุม pH เนื่องจากช่วยลดความเป็นกรดของอาหาร (รวมทั้งธัญพืช)

นอกจากนี้ยังใช้ในการทำให้ซอสมะเขือเทศข้นขึ้นและสำหรับการอบเค้กหรือขนมปัง (ภาพบนสุด) ประการหลังเกิดจากการที่ Na ₃ PO ₄ · 12H ₂ O มีแนวโน้มที่จะปล่อยไอน้ำซึ่งจะเพิ่มขนาดของรูพรุนในแป้งและปริมาตร

ผงซักฟอก

โซเดียมฟอสเฟตเป็นพื้นฐานเพียงพอที่จะทำให้ไขมันหรือน้ำมันบางส่วนที่สัมผัสกับไขมัน จากนั้นความเป็นด่างจะถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงการทำงานของผงซักฟอกตราบใดที่พื้นผิวที่จะล้างไขมันไม่ใช่โลหะเพราะอาจทำให้เสื่อมสภาพได้

อย่างไรก็ตามการผลิตผงซักฟอกที่อุดมด้วยฟอสเฟตได้ลดลงเนื่องจากการลดลงของทะเลสาบและแม่น้ำและด้วยการแพร่กระจายของสาหร่ายที่เคลือบพื้นผิว

นอกจากนี้ยังใช้ในการทำยาฆ่าเชื้อ: Na ₃ PO ₄ 1/4 NaOCl 11H ₂ O ซึ่งเตรียมโดยใช้โซเดียมไฮโปคลอไรต์ NaOCl แทน NaOH หรือ Na ₂ CO ₃เพื่อทำให้ H ₃เป็นกลางป ณ. ₄ .

เป็นยา

Na ₃ PO ₄ทำให้เกิดการถ่ายอุจจาระโดยทำหน้าที่เป็นยาระบายไฮเปอร์โซโมติกซึ่งจำเป็นในการทำความสะอาดลำไส้ใหญ่ก่อนที่ผู้ป่วยจะได้รับการส่องกล้องตรวจลำไส้ใหญ่ ในทางกลับกันมันยังถูกใช้ (เพิ่ม) ในอาหารเสริมพลังงาน

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019) ไตรโซเดียมฟอสเฟต. ฐานข้อมูล PubChem CID = 24243 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. วิกิพีเดีย (2019) ไตรโซเดียมฟอสเฟต. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
4. Curran MP & Plosker GL (2004). สารละลายโซเดียมฟอสเฟตในช่องปาก: การทบทวนการใช้เป็นน้ำยาทำความสะอาดลำไส้ใหญ่และทวารหนัก DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
5. Corey Whelan (22 ธันวาคม 2560). โซเดียมฟอสเฟต สืบค้นจาก: healthline.com
6. จาคอบส์, โจเอลบี. ทาโบโรซี, สตีฟ (2019) กระบวนการผลิตไตรโซเดียมฟอสเฟต สืบค้นจาก: freepatentsonline.com
7. MaryAnn Marks (2018) ทำไมไตรโซเดียมฟอสเฟต (TSP) จึงถูกเพิ่มเข้าไปในอาหารของเรา? ดึงมาจาก: theingredientguru.com