Фосфат натрия
Характеристики и физические свойства фосфата натрия
Он хорошо растворяется в воде (гидролизуется), создавая щелочную среду.
Рис. 1. Фосфат натрия. Внешний вид.
Основные характеристики фосфата натрия приведены в таблице ниже:
Молекулярная формула |
Na3PO4 |
Молярная масса, г/моль |
164 |
Плотность, г/см3 |
2,536 |
Температура плавления, oС |
1340 |
Растворимость в воде (0oС), г/100 мл |
12,1 |
Получение фосфата натрия
Лабораторные способы получения фосфата натрия предполагают действие ортофосфорной кислоты на соли натрия (1) или гидроксид натрия (2):
3Na2CO3 + 2H3PO4 = 2Na3PO4 + 3CO2↑ + 3H2O (1);
3NaOH + H3PO4 = Na3PO4 + 3H2O (2).
Химические свойства фосфата натрия
Фосфат натрия – это средняя соль, образованная сильным основанием – гидроксидом натрия (NaOH) и слабой кислотой – ортофосфорной (H3PO4). В водном растворе гидролизуется. Гидролиз протекает по аниону (теоретически возможны вторая и третья ступень). Наличие анионов ОН— свидетельствует о щелочном характере среды.
Первая ступень:
Na3PO4 ↔ 3Na+ + PO43-;
3Na+ + PO43- + HOH ↔ HPO42- + 3Na+ + OH—;
Na3PO4 + HOH ↔ Na2HPO4 + NaOH.
Вторая ступень:
Na2HPO4 ↔ 2Na+ + H2PO4— ;
2Na+ + H2PO4— + HOH ↔ NaHPO4 + 2Na+ + OH—;
Na2HPO4 + HOH ↔ NaHPO4 + NaOH.
Третья ступень:
NaHPO4 ↔ Na+ + PO43-;
Na+ + PO43- + HOH ↔ H3PO4 + Na+ + OH—;
NaHPO4 + HOH ↔ H3PO4 + NaOH.
Для фосфата натрия характерны все свойства солей:
— взаимодействие с сильными минеральными кислотами
Na3PO4 + 3HCl = 3NaCl + H3PO4;
— взаимодействие с солями, в результате которого одним из продуктов реакции является нерастворимое в воде соединение
2Na3PO4 + 3Li2SO4 = 2Li3PO4↓ + 3Na2SO4;
— разложение при нагревании
2Na3PO4= P2O5 + 3Na2O.
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
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:
2Na3PO4 = P2O5 + 3Na2O. Рассчитаем количество вещества фосфата натрия (молярная масса – 164 г/моль): n = m / M; n(Na3PO4) = m (Na3PO4) / M (Na3PO4); n (Na3PO4) = 200 / 164 = 1,22моль. Согласно уравнению реакции n(Na3PO4) :n(P2O5) = 2:1 . Тогда количество моль оксида фосфора (V) будет равно: n(P2O5) = ½ × n (Na3PO4) = ½ ×1,22 = 0,61моль. Найдем массу образовавшегося оксида фосфора (V) (молярная масса – 284 г/моль): m= n× M; m(P2O5)= n(P2O5)× M(P2O5) = 0,61×284 = 173,24г. |
Ответ | Масса образовавшегося оксида фосфора (V) равна 173,24 г. |
Задание | Какая масса фосфата лития образуется в результате взаимодействия 250 г фосфата натрия с сульфатом лития? |
Решение | Запишем уравнение реакции фосфата натрия с сульфатом лития с образованием твердого продукта — фосфата лития:
2Na3PO4 + 3Li2SO4 = 2Li3PO4↓ + 3Na2SO4. Рассчитаем количество вещества фосфата натрия (молярная масса – 164 г/моль): n = m / M; n(Na3PO4) = m (Na3PO4) / M (Na3PO4); n (Na3PO4) = 250 / 164 = 1,52моль. Согласно уравнению реакции n(Na3PO4) :n(Li3PO4) = 2:2 . Тогда количество моль фосфата лития будет равно: n(Li3PO4) = n (Na3PO4) = 1,52 моль. Найдем массу образовавшегося фосфата лития (молярная масса – 94 г/моль): m= n× M; m(Li3PO4)= n(Li3PO4)× M(Li3PO4) = 1,52×94 = 142,88г. |
Ответ | Масса фосфата лития равна 142,88 г. |