リン酸ナトリウムを有する無機塩である化学式のNa 3 PO 4。リン酸三ナトリウム（TSP）または三塩基性リン酸ナトリウムとも呼ばれます。水素H +イオンを提供する能力がまったくないためです。
リン酸ナトリウムという複数形で言及される場合は、Na +とPO 4 3-の間の静電相互作用に由来する、水和されているかどうかに関係なく、塩の全体図を指します。これらの塩のいくつかは、ピロリン酸ナトリウム、またはモノマーとしてPO 4 3-を含む無機ポリマーで構成されています。
リン酸ナトリウム結晶の入ったガラスを見る。出典：OndřejMangl
そのため、特に指定しない限り、常にNa 3 PO 4を指し、 NaH 2 PO4、Na 2 HPO 4、Na 4 P 2 O 7またはその他の塩を指しません。
上の画像は、リン酸ナトリウムの外観を示しています。リン酸ナトリウムは、普通の塩や食卓塩に似た白い結晶を示しているか、アモルファスに見える白い粉末として購入されています。Na 3 PO 4はさまざまな水和物を形成することができ、Na 3 PO 4・12H 2 Oが最も商業化されています。
主に食品業界、洗剤、スポーツサプリメントで使用され、高浸透圧性下剤として機能します。
化学構造
リン酸ナトリウムの主なイオン。出典：Smolamj（Wikipedia経由）。
同じNa 3 PO 4の式は、PO 4 3-アニオンごとに3つのNa +カチオンがあることを示しています。これらのイオンは上の画像で確認できます。 PO 4 3-は四面体形状をしており、その酸素原子は共鳴負電荷を運んでおり、環境からNa +を引き付けます。
同様に、Na 3 PO 4の公式はそれが無水塩であることを示しているため、その結晶には水分子が含まれていません。Na +とPO 4 3-の間の静電引力は、最終的に白い三角結晶を定義します。そのイオン結合は、Na 3 PO 4の融点が1583℃であり、いくつかの塩の融点よりもかなり高くなっています。
Na +とPO 4 3-はどちらも、結晶の安定性に悪影響を与えることなく高度に水和できるイオンです。
このため、水和物も結晶化します。ただし、水中の分子間水素結合がイオンを分離し、それらの相互作用を弱めるため、その融点は無水塩の融点よりも低くなります。例えば、Na 3 PO 4・12H 2 Oでは、その融点は73.4℃であり、Na 3 PO 4の融点よりもはるかに低い。
プロパティ
外見
それは定義された白い結晶として、または同じ色の粉末または顆粒として現れることができます。以下に示すすべての物理量は、無水Na 3 PO 4塩のみを指します。
融点
1583℃
沸点
100ºC
水溶性
25 atCで14.5 g / 100 mLなので、水に非常に溶けやすいと考えられています。ただし、エタノールや二硫化炭素などの有機溶剤には不溶です。
密度
17.5°Cで2.536 g / cm 3
安定
吸湿性のある固体です。したがって、湿気にさらされないように保管する必要があります。
pH
強アルカリ性の塩です。例えば、その０．１％水溶液は既にｐＨ１１．５である。この特性は、洗剤の添加剤として使用されます。
合成
リン酸ナトリウムはどのように生成または合成されますか？これを行うには、リン酸、H 3 PO 4、またはナトリウム二酸リン酸塩、NaH 2 PO 4から始めます。
大多数の合成では、H 3 PO 4が好ましい。したがって、この酸はPO（OH）3としても記述できることを考慮して、H 3 PO 4は3つのOH基を中和する塩基と反応します。
好ましい塩基は、水酸化ナトリウム、NaOH（ドイツ）ですが、炭酸ナトリウムまたはソーダ灰、Na 2 CO 3（米国）を使用することも可能です（そして安価です）。両方の中和反応の方程式は次のとおりです。
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
Na 2 CO 3を使用すると、Na 3 PO 4は得られませんが、その後の中和が必要になるNa 2 HPO 4が得られることに注意してください。反応媒体が水性であるため、Na 3 PO 4・12H 2 Oは結晶化します。そのため、含水量をなくすために焼成して、無水塩を生じさせる必要があります。
Na 3 PO 4・12H 2 Oは、その結晶を壊れにくいコンパクトな塊に「融合」することを特徴としています。結晶のサイズが小さいほど、か焼が速くなります。
用途
食品
リン酸ナトリウムは、シナモンロールまたはケーキを膨張させる発泡剤として使用されます。出典：Pixabay。
リン酸ナトリウムの使用では、Na 3 PO 4またはNa 3 PO 4・12H 2 Oが最も商業化されている水和物であるため、混合することは避けられません。たとえば、2つのうちどちらかが無害なイオンを（理論的には）追加された食品に寄与し、それらをリン酸塩で濃縮し、同時にそれらの塩分を増加させます。
肉の塩には、Na 3 PO 4・12H 2 Oが含まれているので、保管中の鮮度をより長く保つことができます。同様に、油水混合物が「カット」されずに結合したままになるように、乳化剤として添加されます。また、pH調整剤として、食品（穀物を含む）の酸性度を下げるのに役立ちます。
また、トマトソースの増粘や、ケーキやパンの焼き上げにも使用されます（上図）。後者は、Na 3 PO 4・12H 2 Oが水蒸気を放出する傾向があるという事実によるもので、小麦粉生地の細孔のサイズとその体積が増加します。
洗剤
リン酸ナトリウムは、接触する一部の脂肪や油を鹸化するのに十分なほど基本的です。次に、アルカリ性を使用して、脱脂する表面が金属製でない限り、それを劣化させる可能性があるので、洗剤の作用を改善します。
しかし、湖や河川の富栄養化と、それに伴う藻類の増殖により、リン酸塩に富んだ洗剤の生産は減少しました。
また、殺菌剤を作製するために使用されている：のNa 3 PO 4・1/4のNaOCl・11H 2代わりのNaOH又はNaの次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸ナトリウムを用いて調製されるO、2 CO 3 Hを中和する3 PO 4。
薬用
Na 3 PO 4は、患者が大腸内視鏡検査を受ける前に大腸を洗浄するために必要な高浸透圧性緩下薬として作用することにより、排便を誘発します。一方、エネルギーサプリメントにも使用（添加）されています。
参考文献
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