- Structure chimique
- Propriétés
- Apparence physique
- Point de fusion
- Point d'ébullition
- Solubilité dans l'eau
- Densité
- Stabilité
- pH
- Synthèse
- Applications
- nourriture
- Détergents
- Médicinal
- Références
Le phosphate de sodium est un sel inorganique ayant la formule chimique Na 3 PO 4. Il est également appelé phosphate trisodique (TSP), ou phosphate de sodium tribasique, car il n'a absolument pas la capacité de donner des ions hydrogène H +.
Lorsqu'il est désigné au pluriel, phosphates de sodium, il se réfère à l'ensemble du recueil des sels, hydratés ou non, issus des interactions électrostatiques entre Na + et PO 4 3-. Certains de ces sels sont même constitués de pyrophosphates de sodium ou de polymères inorganiques contenant du PO 4 3- comme monomère.
Verre de montre avec cristaux de phosphate de sodium. Source: Ondřej Mangl
C'est pourquoi, à moins qu'une spécification ne soit faite, elle se référera toujours à Na 3 PO 4, et non à NaH 2 PO4, Na 2 HPO 4, Na 4 P 2 O 7 ou tout autre sel.
L'image ci-dessus montre l'apparence du phosphate de sodium, qui porte des cristaux blancs similaires au sel commun ou de table, ou est acheté sous forme de poudre blanche d'apparence amorphe. Na 3 PO 4 est capable de former divers hydrates, étant le Na 3 PO 4 · 12H 2 O celui qui est le plus commercialisé.
Il trouve une utilisation principalement dans l'industrie alimentaire, dans les détergents, les compléments sportifs, et sert de laxatif hyperosmotique.
Structure chimique
Principaux ions de phosphate de sodium. Source: Smolamj via Wikipedia.
La même formule Na 3 PO 4 indique que pour chaque anion PO 4 3- il y a trois cations Na +. Ces ions peuvent être vus dans l'image ci-dessus. Notez que PO 4 3- a une géométrie tétraédrique, avec ses atomes d'oxygène portant une charge négative résonnante, qui attire Na + de l'environnement.
De même, la formule Na 3 PO 4 indique qu'il s'agit du sel anhydre, donc il n'y a pas de molécules d'eau incluses dans ses cristaux. Les attractions électrostatiques entre Na + et PO 4 3- finissent par définir un cristal trigonal blanc. Sa liaison ionique est telle que Na 3 PO 4 a un point de fusion de 1583 ºC, nettement supérieur à celui de plusieurs sels.
Na + et PO 4 3- sont des ions qui peuvent être hautement hydratés, sans affecter négativement la stabilité des cristaux.
C'est pour cette raison que les hydrates peuvent également cristalliser; cependant, ses points de fusion sont inférieurs à ceux du sel anhydre, car les liaisons hydrogène intermoléculaires dans l'eau séparent les ions et affaiblissent leurs interactions. Dans Na 3 PO 4 · 12H 2 O, par exemple, son point de fusion est de 73,4 ºC, bien inférieur à celui du Na 3 PO 4.
Propriétés
Apparence physique
Il peut apparaître sous forme de cristaux blancs définis ou sous forme de poudre ou de granulés de la même couleur. Toutes les grandeurs physiques exprimées ci-dessous se réfèrent uniquement au sel Na 3 PO 4 anhydre.
Point de fusion
1583 ºC
Point d'ébullition
100 ºC
Solubilité dans l'eau
14,5 g / 100 mL à 25 ºC, c'est pourquoi il est considéré comme assez soluble dans l'eau. Cependant, il est insoluble dans les solvants organiques tels que l'éthanol et le disulfure de carbone.
Densité
2,536 g / cm 3 à 17,5 ° C
Stabilité
C'est un solide hygroscopique. Par conséquent, il doit être stocké de manière à ne pas être exposé à l'humidité.
pH
C'est un sel fortement alcalin. Par exemple, une solution aqueuse à 0,1% de celui-ci a déjà un pH de 11,5. Cette propriété sert à être utilisée comme additif dans les détergents.
Synthèse
Comment le phosphate de sodium est-il produit ou synthétisé? Pour ce faire, on part de l'acide phosphorique, H 3 PO 4, ou du sel de phosphate diacide de sodium, NaH 2 PO 4.
Dans la grande majorité des synthèses, H 3 PO 4 est préféré. Ainsi, H 3 PO 4 est mis à réagir avec une base qui neutralise ses trois groupes OH, en tenant compte du fait que cet acide peut également s'écrire PO (OH) 3.
La base préférée est l'hydroxyde de sodium, NaOH (en Allemagne), mais il est également possible (et moins cher) d'utiliser du carbonate de sodium ou du carbonate de sodium, Na 2 CO 3 (aux Etats-Unis). Les équations des deux réactions de neutralisation sont:
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
A noter que lors de l'utilisation de Na 2 CO 3, on n'obtient pas Na 3 PO 4, mais Na 2 HPO 4, qui nécessitera une neutralisation ultérieure. Le milieu réactionnel étant aqueux, Na 3 PO 4 · 12H 2 O cristallise, il faut donc le calciner pour éliminer sa teneur en eau et donner ainsi naissance au sel anhydre.
Na 3 PO 4 · 12H 2 O se caractérise par la «fusion» de ses cristaux en une masse compacte difficile à briser. Plus la taille de vos cristaux est petite, plus ils seront calcinés rapidement.
Applications
nourriture
Le phosphate de sodium est utilisé comme agent effervescent pour dilater les brioches ou les gâteaux à la cannelle. Source: Pixabay.
Dans les utilisations du phosphate de sodium, il est inévitable de mélanger Na 3 PO 4 ou Na 3 PO 4 · 12H 2 O, car ce dernier est l'hydrate le plus commercialisé. Par exemple, l'un ou l'autre des deux apporte des ions inoffensifs (en théorie) aux aliments auxquels ils sont ajoutés, en les enrichissant en phosphates et en augmentant leur salinité en même temps.
Dans le sel des viandes, Na 3 PO 4 · 12H 2 O est inclus pour les garder au frais plus longtemps pendant le stockage. De même, il est ajouté comme agent émulsionnant pour que le mélange huile-eau ne "coupe" pas, mais reste uni; et comme régulateur de pH, car il aide à réduire l'acidité des aliments (y compris les céréales).
De plus, il est utilisé pour épaissir certaines sauces tomates et pour cuire des gâteaux ou des pains (image du haut). Cette dernière est due au fait que Na 3 PO 4 · 12H 2 O a tendance à libérer de la vapeur d'eau, ce qui augmente la taille des pores de la pâte de farine et son volume.
Détergents
Le phosphate de sodium est suffisamment basique pour saponifier certaines graisses ou huiles avec lesquelles il entre en contact. Son alcalinité est alors utilisée pour améliorer l'action des détergents, tant que la surface à dégraisser n'est pas métallique, car ils peuvent la détériorer.
Cependant, la production de détergents enrichis en phosphate a été réduite en raison de l'eutrophisation des lacs et des rivières et, avec elle, de la prolifération d'algues qui recouvrent leurs surfaces.
Il a également été utilisé pour fabriquer un désinfectant: Na 3 PO 4 · 1/4 NaOCl · 11H 2 O, qui est préparé en utilisant de l'hypochlorite de sodium, NaOCl, au lieu de NaOH ou Na 2 CO 3 pour neutraliser H 3 PO 4.
Médicinal
Na 3 PO 4 induit la défécation en agissant comme un laxatif hyperosmotique, nécessaire pour nettoyer le côlon avant que le patient ne subisse une coloscopie. D'autre part, il a également été utilisé (ajouté) dans les compléments énergétiques.
Références
- Shiver et Atkins. (2008). Chimie inorganique. (Quatrième édition). Mc Graw Hill.
- Centre national d'information sur la biotechnologie. (2019). Phosphate trisodique. Base de données PubChem. CID = 24243. Récupéré de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Wikipédia. (2019). Phosphate trisodique. Récupéré de: en.wikipedia.org
- Curran MP et Plosker GL (2004). Solution orale de phosphate de sodium: un examen de son utilisation comme nettoyant colorectal. DOI: 10.2165 / 00003495-200464150-00009
- Corey Whelan. (22 décembre 2017). Phosphate de sodium. Récupéré de: healthline.com
- Jacobs, Joel B. Taborosi, Steve. (2019). Procédé de production de phosphate trisodique. Récupéré de: freepatentsonline.com
- MaryAnn Marks. (2018). Pourquoi le phosphate trisodique (TSP) est-il ajouté à nos aliments? Récupéré de: theingredientguru.com