НА́ТРИЯ ФОСФА́ТЫ
-
Рубрика: Химия
-
Скопировать библиографическую ссылку:
НА́ТРИЯ ФОСФА́ТЫ, натриевые соли кислородных кислот фосфора(V). Бесцветные кристаллич., аморфные или стеклообразные вещества; в водных растворах гидролизуются, образуют гидраты.
Ортофосфаты (соли ортофосфорной кислоты $\ce{H3PO4}$): тринатрийфосфат (ортофосфат) $\ce{Na3PO4}$, динатрийфосфат (гидроортофосфат) $\ce{Na2HPO4}$, мононатрийфосфат (дигидроортофосфат) $\ce{NaH2PO4}$. В водных растворах $\ce{Na3PO4}$ даёт сильнощелочную среду, $\ce{Na2HPO4}$ – слабощелочную (компонент буферных растворов), $\ce{NaH2PO4}$ – кислую. $\ce{Na2HPO4}$ при нагревании до 120–300 °С теряет воду, переходя в дифосфат $\ce{Na4P2O7}$; дигидроортофосфат $\ce{NaH2PO4}$ при плавлении отщепляет воду, переходя в дигидродифосфат $\ce{Na2H2P2O7}$. Ортофосфаты получают нейтрализацией фосфорной кислоты кальцинированной содой (дигидроортофосфат и гидроортофосфат) или гидроксидом натрия (ортофосфат).
Дифосфаты (пирофосфаты, соли дифосфорной, или пирофосфорной, кислоты $\ce{H4P2O7}$): тетранатрийпирофосфат (пирофосфат) $\ce{Na4P2O7}$, тринатрийпирофосфат (гидропирофосфат) $\ce{Na3HP2O7}$, динатрийпирофосфат (дигидропирофосфат) $\ce{Na2H2P2O7}$, мононатрийпирофосфат (тригидропирофосфат) $\ce{NaH3P2O7}$. Дифосфаты обычно получают термич. дегидратацией гидро- или дигидрофосфатов.
Конденсированные фосфаты могут иметь линейное цепочечное (полифосфаты) или циклическое (метафосфаты или, предпочтительнее, циклофосфаты) строение. Общая формула анионов для полифосфатов $\ce{[P_{x}O_{3\!x +1}]^{(x +2\!)–}}$ (где $x$ варьирует от 3 до 106 и выше), для циклофосфатов – $[$цикло-$\ce{(PO_{3})_{x}} ]^{x–}$ (хорошо изучены циклич. олигомеры – цикло-$\ce{Na3P3O9}$ и цикло-$\ce{Na4P4O12}$, однако известно, что в некоторых смесях присутствуют и более крупные циклы). В молекулах полифосфатов тетраэдрические фрагменты $\ce{[PO4]}$ соединены между собой через общий атом кислорода. Состав полифосфатов с длинной цепью приближается к составу циклофосфатов – $\ce{(NаPO3)_{x}}$. Среди полифосфатов наибольшее значение имеет олигомерный триполифосфат $\ce{Na5P3O10}$, который получают нагреванием смеси $\ce{Na2HPO4}$ и $\ce{NaH2PO4}$ в необходимых стехиометрич. соотношениях (объём мирового произ-ва превышает 1 млн. т/год). В зависимости от метода синтеза можно получить разные длинноцепочечные полифосфаты; напр., нагреванием $\ce{NaH2PO4}$ до 500 °С – соль Маддрела (нерастворимые в воде кристаллы), дегидратацией расплава $\ce{NaH2PO4}$ при высоких темп-рах – соль Грэма (гигроскопичное водорастворимое стекло), кристаллизацией расплава $\ce{NaH2PO4}$ при темп-ре 550–560 °С (с затравкой) – соль Курроля (ограниченно растворимые в воде волокна). В водном растворе полифосфаты переходят в циклич. олигомеры.
Н. ф. применяют как компоненты моющих средств, умягчители воды, детергенты для очистки металлов, ПАВ в произ-ве цементов, при обогащении руд флотацией, при бурении нефтяных скважин, как сырьё для произ-ва фосфатных стёкол и пигментов, в текстильной и пищевой пром-сти, обработке фотоматериалов и др.