Гидрофосфат натрия¶

Гидрофосфат натрия (второе название — натрий фосфорнокислый двузамещённый) — неорганическое соединение, натриевая соль ортофосфорной кислоты с химической формулой Na₂HPO₄. Представляет собой белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде. В зависимости от условий кристаллизации может существовать в безводной форме, а также в виде кристаллогидратов (например, додекагидрат Na₂HPO₄·12H₂O). Широко применяется в пищевой промышленности, медицине, химическом производстве и в качестве компонента буферных растворов.

¶Физические и химические свойства

¶Физические свойства

Гидрофосфат натрия — это белое кристаллическое вещество без запаха. В безводном виде имеет плотность около 1,7 г/см³, температура плавления — около 250 °C (с разложением). Кристаллогидраты, особенно додекагидрат, представляют собой бесцветные или белые кристаллы, плавящиеся при более низких температурах (около 35 °C для додекагидрата). Вещество хорошо растворимо в воде, растворимость увеличивается с повышением температуры. В этаноле и других органических растворителях практически не растворяется.

¶Химические свойства

Гидрофосфат натрия является солью средней силы, образованной слабой кислотой (фосфорной) и сильным основанием (гидроксидом натрия). В водном растворе он подвергается гидролизу, создавая слабощелочную среду. Водные растворы имеют pH около 8,5–9,5 (в зависимости от концентрации). При нагревании до 250 °C и выше разлагается с образованием пирофосфата натрия (Na₄P₂O₇) и воды. Вступает в реакции обмена с растворимыми солями металлов, образуя нерастворимые фосфаты. При взаимодействии с кислотами (например, соляной) переходит в дигидрофосфат натрия (NaH₂PO₄) или свободную фосфорную кислоту.

¶Получение

Основные промышленные способы получения гидрофосфата натрия:

Нейтрализация фосфорной кислоты гидроксидом натрия:

H₃PO₄ + 2 NaOH → Na₂HPO₄ + 2 H₂O Процесс ведут при строгом контроле pH, чтобы получить именно двузамещённую соль, а не моно- или тризамещённую.

Взаимодействие карбоната натрия с фосфорной кислотой:

H₃PO₄ + Na₂CO₃ → Na₂HPO₄ + CO₂↑ + H₂O Этот метод экономически более выгоден, так как сода дешевле гидроксида натрия.

Кристаллизация из растворов: после нейтрализации раствор упаривают, затем охлаждают, в результате чего выпадают кристаллы додекагидрата (Na₂HPO₄·12H₂O). Для получения безводной соли кристаллогидрат прокаливают при 100–120 °C.

¶Применение

¶Пищевая промышленность

В пищевой промышленности гидрофосфат натрия зарегистрирован как пищевая добавка E339(ii) (входит в группу фосфатов натрия). Он используется в качестве:

Регулятора кислотности — поддерживает заданный уровень pH в продуктах (например, в плавленых сырах, мясных и рыбных консервах).
Стабилизатора — предотвращает расслоение эмульсий, улучшает текстуру продуктов.
Влагоудерживающего агента — в мясопереработке способствует удержанию влаги в готовых изделиях (колбасы, сосиски, ветчина).
Разрыхлителя — входит в состав сухих смесей для выпечки, реагируя с кислыми компонентами теста с выделением углекислого газа.

¶Медицина и фармацевтика

В медицине гидрофосфат натрия применяется в составе:

Буферных растворов — для поддержания постоянного pH в биологических жидкостях (например, фосфатно-солевой буфер, PBS).
Слабительных средств — входит в состав препаратов для очищения кишечника перед колоноскопией или хирургическими вмешательствами (например, «Флит Фосфо-сода»).
Растворов для инфузий — используется для коррекции электролитного баланса при недостатке фосфора в организме.

¶Химическая промышленность

В химической промышленности гидрофосфат натрия служит:

Компонентом моющих средств — входит в состав стиральных порошков и чистящих паст как умягчитель воды (связывает ионы кальция и магния).
Сырьём для получения других фосфатов — например, пирофосфата натрия или трифосфата натрия.
Буферным агентом — в лабораторной практике для приготовления буферных растворов с заданным pH (например, в биохимии и микробиологии).

¶Другие области

Текстильная промышленность — для обработки тканей (огнезащитные пропитки, фиксация красителей).
Производство керамики и эмалей — как компонент глазурей и флюсов.
Водоподготовка — для предотвращения коррозии трубопроводов и образования накипи.

¶Безопасность и токсикология

Гидрофосфат натрия относится к веществам малоопасным (3-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76). При попадании на кожу или слизистые оболочки может вызывать лёгкое раздражение. При вдыхании пыли возможно раздражение дыхательных путей. При случайном приёме внутрь в больших количествах может вызывать тошноту, рвоту, диарею, нарушение электролитного баланса.

В пищевых продуктах содержание фосфатов натрия строго регламентируется. В России и странах Евразийского экономического союза допустимые уровни установлены Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств». Избыточное потребление фосфатов может приводить к нарушению кальциево-фосфорного обмена и проблемам с почками, поэтому их содержание в продуктах ограничено.

¶Интересные факты

Гидрофосфат натрия является одним из компонентов знаменитого буферного раствора PBS (phosphate-buffered saline), который широко используется в биологических и медицинских исследованиях для промывки клеток и тканей.
В кристаллогидратной форме (додекагидрат) вещество при нагревании плавится в собственной кристаллизационной воде, что используется в некоторых лабораторных методиках.
В XIX веке гидрофосфат натрия применялся как компонент в составе «шипучих» слабительных порошков, которые растворяли в воде перед употреблением.

¶Источники

Химическая энциклопедия: в 5 т. / Редкол.: И. Л. Кнунянц (гл. ред.) и др. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 3: Меди—Полимерные. — 639 с.
Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ: Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Химия, 2000. — 480 с.
ГОСТ 245-76 (с изм.) «Натрий фосфорнокислый двузамещённый. Технические условия».
ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств» (с изменениями на 2024 год).
Рабинович В. А., Хавин З. Я. Краткий химический справочник. — Л.: Химия, 1977. — 376 с.