stringtranslate.com

Гексаметафосфат натрия

Гексаметафосфат натрия ( SHMP ) — это соль состава Na6 [ (PO3 ) 6 ] . [ 3] Гексаметафосфат натрия, имеющийся в продаже, обычно представляет собой смесь метафосфатов (эмпирическая формула: NaPO3 ) , одним из которых является гексамер, и обычно это соединение, называемое этим названием. Такую смесь правильнее называть полиметафосфатом натрия. Это белые твердые вещества, растворяющиеся в воде.

Использует

SHMP используется в качестве секвестранта и имеет применение в самых разных отраслях промышленности, в том числе в качестве пищевой добавки , в которой он используется под номером E452i. Карбонат натрия иногда добавляют в SHMP для повышения pH до 8,0–8,6, что позволяет производить ряд продуктов SHMP, используемых для смягчения воды и моющих средств .

Значительное применение гексаметафосфата натрия заключается в его использовании в качестве дефлокулянта при производстве керамических частиц на основе глины. [4] [5] [6] [7] Он также используется в качестве диспергирующего агента для разрушения глины и других типов почв для оценки текстуры почвы . [8]

Он используется в качестве активного ингредиента в зубных пастах в качестве компонента, препятствующего образованию пятен и зубного камня. [9]

Пищевая добавка

В качестве пищевой добавки SHMP используется в качестве эмульгатора . Искусственный кленовый сироп, консервированное молоко, сырные порошки и соусы, имитация сыра, взбитые топпинги, упакованные яичные белки, ростбиф, рыбное филе, фруктовое желе, замороженные десерты, заправка для салата, сельдь, сухие завтраки, мороженое, пиво и бутилированные напитки, среди прочих продуктов, могут содержать SHMP. [10] [11] [12]

Соль для смягчения воды

SHMP используется в солевых гранулах Bright & Soft марки Diamond Crystal для смягчения воды в концентрации 0,03%. Это единственная добавка, помимо хлорида натрия .

Подготовка

SHMP получают путем нагревания ортофосфата натрия с образованием кислого пирофосфата натрия :

2 NaH 2 PO 4 → Na 2 H 2 P 2 O 7 + H 2 O

Затем пирофосфат нагревают, получая соответствующий гексаметафосфат натрия:

3 Na 2 H 2 P 2 O 7 → (NaPO 3 ) 6 + 3 H 2 O

затем следует быстрое охлаждение.

Реакции

SHMP гидролизуется в водном растворе, особенно в кислых условиях и/или при нагревании, до триметафосфата натрия и ортофосфата натрия . [13]

История

Гексаметафосфат натрия — это щелочная соль одной из серий полиметафосфорных кислот (кислот, образующихся при полимеризации фосфатных групп). [14] Гексаметафосфорная кислота была впервые получена в 1825 году немецким химиком Иоганном Фридрихом Филиппом Энгельхартом (1797-1853). [15] В своей докторской диссертации Энгельхарт намеревался определить, является ли железо ответственным за красный цвет крови. Чтобы очистить образцы крови, Энгельхарт обнаружил, что он может коагулировать альбумин сыворотки крови (растворенные белки), обрабатывая кровь фосфорной кислотой. Это противоречило выводам известного шведского химика Йенса Якоба Берцелиуса , который утверждал, что фосфорная кислота не коагулирует водорастворимые белки, такие как яичный белок. [16] Берцелиус и Энгельхарт сотрудничали с намерением разрешить противоречие; они пришли к выводу, что Энгельхарт получил новую форму фосфорной кислоты, просто сжигая фосфор на воздухе, а затем растворяя полученное вещество в воде. [17] Однако они не определили состав новой кислоты. Этот анализ был выполнен в 1833 году шотландским химиком Томасом Грэмом , который назвал натриевую соль новой кислоты «метафосфатом натрия». [18] Выводы Грэма были подтверждены немецкими химиками Юстусом фон Либихом и Теодором Флейтманном . [19] В 1849 году Флейтманн придумал название «гексаметафосфорная кислота». [20] [21]

К 1956 году хроматографический анализ гидролизатов соли Грэма ( полифосфата натрия) показал наличие циклических анионов, содержащих более четырех фосфатных групп; [22] эти результаты были подтверждены в 1961 году . [23] В 1963 году немецким химикам Эриху Тило и Ульриху Шюльке удалось получить гексаметафосфат натрия путем нагревания безводного триметафосфата натрия. [24]

Безопасность

Фосфаты натрия признаны имеющими низкую острую пероральную токсичность . Концентрации SHMP, не превышающие 10 000 мг/л или мг/кг, считаются защитными уровнями EFSA и USFDA. Экстремальные концентрации этой соли могут вызывать острые побочные эффекты от чрезмерной концентрации натрия в сыворотке крови, такие как: «нерегулярный пульс , брадикардия и гипокальциемия ». [25]

Ссылки

  1. ^ Merck Index , 12-е издание, Полиметафосфат натрия, 8814
  2. ^ "C&L Inventory". echa.europa.eu .
  3. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . стр. 530. ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ Роль гексаметафосфата натрия в процессе растворения каолинита и каолина Ф. Андреола; Э. Кастеллини; Т. Манфредини; М. Романьоли. Журнал Европейского керамического общества, том 24, номер 7, июнь 2004 г.
  5. ^ Влияние диспергаторов на развитие механической прочности алюмо-шпинельных самотекучих огнеупорных бетонов. Сасан Отрож, Мохаммад Реза Нилфорушан, Араш Дагиги, Реза Марзбан. Керамика – Силикаты 54 (3) 284–289 (2010)
  6. ^ Влияние добавления разжижителя гексаметафосфата натрия на основные свойства цементов на основе фосфата кальция . С. Хесараки; А. Заманян; Ф. Мозтарзаде. Журнал исследований биомедицинских материалов, часть A. Том 88A, № 2, 2009
  7. ^ Исследование влияния минералогии глины на реологическое поведение керамических суспензий с использованием экспериментального дизайна. Афеф Джмал Айади; Жюльен Соро; Амель Камун; Самир Баклути. Международный журнал последних исследований и прикладных исследований 14 (2). Февраль 2013 г.
  8. ^ ASTM D422 – 63 (2007) Стандартный метод испытаний для анализа размера частиц почв.
  9. ^ "Crest Pro-Health Frequently Asked Questions". Архивировано из оригинала 2012-11-19 . Получено 2012-11-20 .
  10. ^ «Результаты по ингредиентам — гексаметафосфат натрия».
  11. ^ "Пищевые добавки и ингредиенты - Список статуса пищевых добавок". Управление по контролю за продуктами и лекарствами . 26 августа 2021 г.
  12. ^ «CFR — Свод федеральных правил, раздел 21».
  13. ^ Ван Вейзер, Джон (1958). Фосфор и его соединения. Нью-Йорк: Interscience Publishers . Получено 7 апреля 2015 г.
  14. ^ Mehrotra, RC (1975). «Синтез и свойства простых и сложных полиметафосфатных стекол щелочных металлов». Pure and Applied Chemistry . 44 (2): 201–220. doi :10.1351/pac197544020201.
  15. ↑ Стэнли, Майкл (ноябрь 1979 г.) «Химическая работа Томаса Грэма», докторская диссертация (Открытый университет, Милтон-Кинс, Англия, Великобритания), стр. 151.
  16. ^ Энгельхарт, Иоганн Фридрих (1825) «Commentatio de vera materiae sanguini purpureum colorem impertientis natura» [Комментарий к истинной природе субстанции крови, придающей ей пурпурный цвет] Кандидатская диссертация (Гёттингенский университет, Гёттинген, Германия), (на латыни), стр. 40-42.
    • Рецензия на английском языке на докторскую диссертацию Энгельхарта. диссертация: Энгельхарт, Иоганнис Фридеричи (1827). «Commentatio de vera materiae sanguini purpureum colorem impertientis natura […]». Эдинбургский медицинский и хирургический журнал . 27 : 95–102. См. стр. 98.
  17. ^ Берцелиус (1827). «Sonderbare Verhalten der Phosphorsäure zur Eiweiss» [Странное поведение фосфорной кислоты по отношению к яичному белку]. Аннален дер Физик и Химия . 2-я серия (на немецком языке). 9 : 631–632.
    • Перепечатано на французском языке: Берцелиус (1827 г.). «Manière Singulière dont se Comporte l'acide phosophorique avec l'Albumine» [Особый способ поведения фосфорной кислоты с альбумином]. Annales de Chimie et de Phyisique (на французском языке). 36 : 110–111.
  18. ^ Грэхем, Томас (1833). «Исследования арсенатов, фосфатов и модификаций фосфорной кислоты». Philosophical Transactions of the Royal Society of London : 253–284.См. стр. 277.
    • Перепечатано на немецком языке: Грэм, Томас (1834 г.). «Untersuchungen über die Arsensauren und Phosphorsauren Salze, so wie über die Abänderungen der Phosphorsäure» [Исследования солей мышьяка и фосфорной кислоты, а также модификаций фосфорной кислоты]. Аннален дер Физик и Химия . 2-я серия (на немецком языке). 32 (3): 33–76.
  19. ^ Либих, Юстус (апрель 1838 г.). «Ueber die Конституции der Organischen Säuren» [О составе органических кислот]. Annalen der Pharmacie (на немецком языке). 26 : 113–189. См. стр. 142.
    • Перепечатано на французском языке: Liebig, J. (1838). «Sur la constitution des acides organiques» [О составе органических кислот]. Annales de Chimie . 2-я серия (на французском языке). 68 : 5–93. См. стр. 39.
    • См. также: Стэнли (1979) стр. 186 и далее, сноска 162.
  20. ^ Флейтманн, Т. (1849). «Ueber die verschiedenen Metaphonsäuren und zwei neue Säuren derselben Verbindungsproportion» [О различных метафосфорных кислотах и ​​двух новых кислотах в той же пропорции соединений]. Аннален дер Физик и Химия . 2-я серия (на немецком языке). 78 : 233–260, 338–366.На стр. 239 Флейтманн ввел название Hexametaphosphorsäure (гексаметафосфорная кислота).
  21. ^ Гриффит, Э. Дж.; Бакстон, Р. Л. (1965). «Получение и свойства двенадцатичленного кольцевого гексаметафосфатного аниона». Неорганическая химия . 4 (4): 549–551. doi :10.1021/ic50026a023. ; см. стр. 549.
  22. ^ Ван Вейзер, Дж. Р.; Кроупа, Э. Карл (1956). «Существование кольцевых фосфатов выше тетраметафосфата». Журнал Американского химического общества . 78 (8): 1772. doi :10.1021/ja01589a086.
  23. ^ (Тило и Шюльке, 1963a), с. 1175.
  24. ^ См.:
    • Тило, Э.; Шюльке, У. (1963a). «Darstellung des echten Natrium-гексаметафосфаты Na 6 [P 6 O 18 ]» [Приготовление настоящего гексаметафосфата натрия Na 6 [P 6 O 18 ]]. Angewandte Chemie (на немецком языке). 75 (23): 1175–1176. Бибкод : 1963AngCh..75.1175T. дои : 10.1002/ange.19630752305.
    • Тило, Э.; Шюльке, У. (1963b). «Получение истинного гексаметафосфата натрия Na 6 [P 6 O 18 ]». Angewandte Chemie, международное издание . 2 (12): 742. дои : 10.1002/anie.196307421.
  25. ^ Шрёдтер, Клаус; Беттерманн, Герхард; Стаффель, Томас; Валь, Фридрих; Кляйн, Томас; Хофманн, Томас (2008). «Фосфорная кислота и фосфаты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a19_465.pub3. ISBN 978-3527306732.

Внешние ссылки