- Struttura chimica
- Proprietà
- Aspetto fisico
- Punto di fusione
- Punto di ebollizione
- Solubilità dell'acqua
- Densità
- Stabilità
- pH
- Sintesi
- applicazioni
- Alimenti
- detergenti
- Medicinale
- Riferimenti
Il fosfato di sodio è un sale inorganico avente la formula chimica Na 3 PO 4 . È anche chiamato fosfato trisodico (TSP), o fosfato di sodio tribasico, perché manca completamente della capacità di donare ioni idrogeno H + .
Quando viene indicato in modo plurale, fosfati di sodio, ci si riferisce all'intero compendio dei sali, idratati e non, originati dalle interazioni elettrostatiche tra Na + e PO 4 3- . Alcuni di questi sali sono costituiti anche da pirofosfati di sodio o polimeri inorganici che hanno PO 4 3- come monomero.
Vetro dell'orologio con cristalli di fosfato di sodio. Fonte: Ondřej Mangl
Questo è il motivo per cui, a meno che non venga specificata, si farà sempre riferimento a Na 3 PO 4 e non a NaH 2 PO4, Na 2 HPO 4 , Na 4 P 2 O 7 o qualsiasi altro sale.
L'immagine sopra mostra l'aspetto del fosfato di sodio, che sfoggia cristalli bianchi simili al sale comune o da cucina, oppure viene acquistato come polvere bianca dall'aspetto amorfo. Na 3 PO 4 è in grado di formare vari idrati, essendo Na 3 PO 4 · 12H 2 O quello più commercializzato.
Trova impiego principalmente nell'industria alimentare, nei detergenti, negli integratori sportivi e funge da lassativo iperosmotico.
Struttura chimica
I principali ioni di fosfato di sodio. Fonte: Smolamj tramite Wikipedia.
La stessa formula Na 3 PO 4 indica che per ogni anione PO 4 3- ci sono tre cationi Na + . Questi ioni possono essere visti nell'immagine sopra. Si noti che PO 4 3- ha una geometria tetraedrica, con i suoi atomi di ossigeno che trasportano una carica negativa risonante, che attrae Na + dall'ambiente.
Allo stesso modo, la formula Na 3 PO 4 indica che è il sale anidro, quindi non ci sono molecole d'acqua incluse nei suoi cristalli. Le attrazioni elettrostatiche tra Na + e PO 4 3- finiscono per definire un cristallo trigonale bianco. Il suo legame ionico è tale che Na 3 PO 4 ha un punto di fusione di 1583 ºC, notevolmente superiore a quello di diversi sali.
Sia Na + che PO 4 3- sono ioni che possono essere altamente idratati, 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 del sale anidro, poiché i legami idrogeno intermolecolari nell'acqua separano gli ioni e indeboliscono le loro interazioni. In Na 3 PO 4 · 12H 2 O, ad esempio, il suo punto di fusione è di 73,4 ºC, molto inferiore a quello di Na 3 PO 4 .
Proprietà
Aspetto fisico
Può apparire come cristalli bianchi definiti o come polvere o granuli dello stesso colore. Tutte le grandezze fisiche espresse di seguito si riferiscono solo al sale anidro di Na 3 PO 4 .
Punto di fusione
1583 ºC
Punto di ebollizione
100 ºC
Solubilità dell'acqua
14,5 g / 100 mL a 25 ºC, motivo per cui è considerato abbastanza solubile in acqua. Tuttavia, è insolubile in solventi organici come etanolo e disolfuro di carbonio.
Densità
2.536 g / cm 3 a 17,5 ° C.
Stabilità
È un solido igroscopico. Pertanto, deve essere conservato in modo tale da non essere esposto all'umidità.
pH
È un sale fortemente alcalino. Ad esempio, una sua soluzione acquosa allo 0,1% ha già pH 11,5. Questa proprietà serve come additivo nei detergenti.
Sintesi
Come viene prodotto o sintetizzato il fosfato di sodio? Per fare questo, iniziamo con l'acido fosforico, H 3 PO 4 , o il sale fosfato diacido di sodio, NaH 2 PO 4 .
Nella stragrande maggioranza delle sintesi, si preferisce H 3 PO 4 . Pertanto, H 3 PO 4 viene fatto reagire con una base che neutralizza i suoi tre gruppi OH, tenendo conto che questo acido può anche essere scritto come PO (OH) 3 .
La base di preferenza è l'idrossido di sodio, NaOH (in Germania), ma è anche possibile (e più economico) utilizzare carbonato di sodio o carbonato di sodio, Na 2 CO 3 (negli Stati Uniti). Le equazioni per entrambe le reazioni di neutralizzazione sono:
Na 2 CO 3 + H 3 PO 4 → Na 2 HPO 4 + CO 2 + H 2 O
Na 2 HPO 4 + NaOH → Na 3 PO 4 + H 2 O
Si noti che quando si utilizza Na 2 CO 3 , non si ottiene Na 3 PO 4 , ma Na 2 HPO 4 , che richiederà una successiva neutralizzazione. Poiché il mezzo di reazione è acquoso, Na 3 PO 4 · 12H 2 O cristallizza , quindi deve essere calcinato per rimuovere il suo contenuto di acqua e quindi dare origine al sale anidro.
Na 3 PO 4 · 12H 2 O è caratterizzato dalla "fusione" dei suoi cristalli in una massa compatta che è difficile da rompere. Più piccola è la dimensione dei tuoi cristalli, più velocemente saranno calcinati.
applicazioni
Alimenti
Il fosfato di sodio è usato come agente effervescente per espandere i rotoli o le torte alla cannella. Fonte: Pixabay.
Negli usi del fosfato di sodio, è inevitabile miscelare Na 3 PO 4 o Na 3 PO 4 · 12H 2 O, poiché quest'ultimo è l'idrato più commercializzato. Ad esempio, uno dei due contribuisce con ioni innocui (in teoria) agli alimenti a cui vengono aggiunti, arricchendoli di fosfati e aumentandone contemporaneamente la salinità.
Nel sale delle carni è incluso Na 3 PO 4 · 12H 2 O per mantenerle fresche più a lungo durante la conservazione. Allo stesso modo, viene aggiunto come emulsionante in modo che la miscela olio-acqua non “tagli”, ma piuttosto rimanga unita; e come regolatore del pH, poiché aiuta a ridurre l'acidità degli alimenti (compresi i cereali).
Inoltre, viene utilizzato per addensare alcune salse di pomodoro e per cuocere torte o pane (immagine in alto). Quest'ultimo è dovuto al fatto che Na 3 PO 4 · 12H 2 O tende a rilasciare vapore acqueo, che aumenta la dimensione dei pori dell'impasto di farina e il suo volume.
detergenti
Il fosfato di sodio è abbastanza basico da saponificare alcuni grassi o oli con cui viene a contatto. La sua alcalinità viene poi sfruttata per migliorare l'azione dei detergenti, purché la superficie da sgrassare non sia metallica, in quanto possono deteriorarla.
Tuttavia, la produzione di detergenti arricchiti con fosfati è stata ridotta a causa dell'eutrofizzazione di laghi e fiumi e, con essa, della proliferazione di alghe che ricoprono le loro superfici.
È stato anche usato per fare un disinfettante: Na 3 PO 4 · 1/4 NaOCl · 11H 2 O, che viene preparato utilizzando ipoclorito di sodio, NaOCl, invece di NaOH o Na 2 CO 3 per neutralizzare H 3 PO 4 .
Medicinale
Na 3 PO 4 induce la defecazione agendo come lassativo iperosmotico, necessario per pulire il colon prima che il paziente si sottoponga a colonscopia. D'altra parte, è stato anche utilizzato (aggiunto) negli integratori energetici.
Riferimenti
- Shiver & Atkins. (2008). Chimica inorganica . (Quarta edizione). Mc Graw Hill.
- Centro nazionale per le informazioni sulla biotecnologia. (2019). Fosfato di sodio. Database PubChem. CID = 24243. Estratto da: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipedia. (2019). Fosfato di sodio. Estratto da: en.wikipedia.org
- Curran MP e Plosker GL (2004). Soluzione orale di fosfato di sodio: una rassegna del suo utilizzo come detergente colorettale. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
- Corey Whelan. (22 dicembre 2017). Fosfato di sodio. Estratto da: healthline.com
- Jacobs, Joel B. Taborosi, Steve. (2019). Processo per la produzione di fosfato trisodico. Estratto da: freepatentsonline.com
- MaryAnn Marks. (2018). Perché il fosfato trisodico (TSP) viene aggiunto al nostro cibo? Estratto da: theingredientguru.com