Natriumphosphat

Sicherheitshinweise

Bitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht für Arzneimittel, Medizinprodukte, Kosmetika, Lebensmittel und Futtermittel beachten

GHS-Gefahrstoffkennzeichnung^[3]

Achtung

H- und P-Sätze

Verursacht Hautreizungen.
Verursacht schwere Augenreizung.
Kann die Atemwege reizen.

Einatmen von Staub / Rauch / Gas / Nebel / Dampf / Aerosol vermeiden.
Nach Gebrauch … gründlich waschen. (Die vom Gesetzgeber offen gelassene Einfügung ist vom Inverkehrbringer zu ergänzen)
Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden.
Schutzhandschuhe/ Schutzkleidung/ Augenschutz/ Gesichtsschutz/ Gehörschutz/ … tragen.
Bei Berührung mit der Haut: Mit viel Wasser / … waschen. (Die vom Gesetzgeber offen gelassene Einfügung ist vom Inverkehrbringer zu ergänzen. Geänderter Text)
Bei Kontakt mit den Augen: Einige Minuten lang behutsam mit Wasser spülen. Eventuell vorhandene Kontaktlinsen nach Möglichkeit entfernen. Weiter spülen.

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Natriumphosphat ist ein Natriumsalz der Phosphorsäure. Es besteht aus Natrium- (3 Na⁺) und Phosphationen (PO₄³⁻).

Strukturformel

Allgemeines
Name	Natriumphosphat
Andere Namen	Trinatriumphosphat Trinatriumorthophosphat E 339^[1] TRISODIUM PHOSPHATE (INCI)^[2]
Summenformel	Na₃PO₄
Kurzbeschreibung	weißer geruchloser Feststoff^[3]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer	7601-54-9 15819-50-8 (Hexahydrat) 10101-89-0 (Dodecahydrat)
ECHA-InfoCard	100.028.645
PubChem	24243
Arzneistoffangaben
ATC-Code	AD17, XX01
Eigenschaften
Molare Masse	163,94 g/mol 272,03 g/mol (Hexahydrat) 380,12 g/mol (Dodecahydrat)
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,62 g/cm³ (Dodecahydrat)^[3]
Schmelzpunkt	75 °C Kristallwasserabspaltung (Dodecahydrat)^[3] 100 °C Kristallwasserabspaltung (Hexahydrat)^[3] 1583 °C Schmelzpunkt (wasserfrei)^[3]
pK_S-Wert	pK_b: 1,64^[4]
Löslichkeit	leicht in Wasser (285 g·/l bei 20 °C, Dodecahydrat)^[3]

Gewinnung und Darstellung

Hergestellt werden kann Natriumphosphat durch die Neutralisation von Phosphorsäure mit Natriumhydroxid. Dies muss nicht zwingend in wässrigem Medium geschehen.

$\mathrm {3\;NaOH+H_{3}PO_{4}\rightarrow Na_{3}PO_{4}+3\;H_{2}O}$

Eigenschaften

Natriumphosphat bildet farblose Kristalle aus. Natriumphosphat reagiert in wässriger Lösung basisch, da das basische Phosphation protoniert wird. Der pH-Wert einer zehnprozentigen Lösung beträgt 11,8-12,2.

$\mathrm {Na_{3}PO_{4}\rightarrow 3\;Na^{+}+PO_{4}^{3-}}$

$\mathrm {PO_{4}^{3-}+H_{2}O\rightarrow HPO_{4}^{2-}+OH^{-}}$

$\mathrm {2\;Na_{3}PO_{4}+3\;CaCO_{3}}$ $\mathrm {\rightarrow Ca_{3}(PO_{4})_{2}+3\;Na_{2}CO_{3}}$

Die Verbindung tritt in mehreren Modifikationen auf, so eine tetragonale [α], orthorhombische [β] und orthorhombische (pseudokubische) [γ] Form. Die α-Form entsteht unter 600 °C (a = 10,757 und c = 6,824 Å). Die γ-Form entsteht zwischen 700 °C und 800 °C (a = 5,237, b = 5,203 und c = 7,400 Å) und besitzt eine Kristallstruktur mit der Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62). Die bisher nicht charakterisierte β-Form scheint ein Zwischenprodukt bei den α → γ- und γ → α-Änderungen zu sein und wurde immer im Gemisch mit der α- oder γ-Form erhalten. Ihre Struktur ist eng mit der von β-Natriumarsenat Na₃AsO₄ verwandt.^[5] Die Wärmeleitfähigkeit bei 300 K beträgt 0,8 W·m⁻¹·K⁻¹.^[6]

Verwendung

Phosphate werden als Zusatz in Waschmitteln verwendet. Sie sind in der Lage, durch Komplexbildung mit mehrwertigen Metallionen (Mg²⁺ etc.) die Wasserhärte herabzusetzen. Ihr Einsatz ist heute in einigen Ländern (unter anderem in der Schweiz) verboten. Unter der Bezeichnung „Trinatriumphosphat“ wird Natriumphosphat im Betrieb von Dampfkesseln und Heizwasserkreisläufen als Dosierlösung eingesetzt, um das Inhaltswasser zu enthärten und gleichzeitig zu alkalisieren (Korrosionsschutz). Es wird hierzu eine drei- bis fünfprozentige Lösung (3–5 kg/100 l) in einem Dosierbehälter angesetzt. Die Dosierung erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer Dosierpumpe in den Speisewasserbehälter, im Bedarfsfall in den Kondensatbehälter. Die Zugabemenge für Füllwasser in Heizungsanlagen richtet sich nach der Härte und der Füllwassermenge. Für 1 m³ Füllwasser bei 0,18 mol/m³ = 1° dH werden 68 Gramm Trinatriumphosphat zugegeben.

Beispiel:

Nachfüllmenge eines Heizungssystems: 0,8 m³
Füllwasser - GH 2,14 mol/m³ = 12 °dH
Menge Trinatriumphosphat = Nachfüllmenge [m³] mal [°dGH] mal 68 [g] = 0,8 × 12 mal 68
Zugabemenge Trinatriumphosphat = 650 g

Die Zugabe erfolgt zweckmäßigerweise in den Heizungsrücklauf mittels Dosierpumpe oder Chemikalien-Einziehschleuse.

In der Lebensmitteltechnik wird Natriumphosphat als Komplexbildner, Säureregulator, Schmelzsalz oder Festigungsmittel eingesetzt. Es ist zusammen mit Natriumdihydrogenphosphat und Dinatriumhydrogenphosphat in der EU als Lebensmittelzusatzstoff unter der gemeinsamen Nummer E 339 („Natriumphosphate“) für bestimmte Lebensmittel mit jeweils unterschiedlichen Höchstmengenbeschränkungen zugelassen. Nach der Zusatzstoff-Zulassungsverordnung sind dies – für die meisten zugelassenen Phosphate weitgehend einheitliche – einzelne Festlegungen für eine breite Palette mit zahlreichen unterschiedlichen Lebensmittelsorten. Die zugelassenen Höchstmengen variieren von 0,5 bis hin zu 50 Gramm pro Kilogramm (in Getränkeweißer für Automaten) oder auch dem Fehlen einer festen Beschränkung (quantum satis – nach Bedarf, bei Nahrungsergänzungsmitteln und teils bei Kaugummis).

Phosphate werden auch als Kunstdünger eingesetzt.

Das radioaktive ³²Phosphor wird als Natriumphosphat (oder Dihydrogenphosphat) zur nuklearmedizinischen Therapie bei Polycythaemia vera eingesetzt (Radiophosphortherapie).

Biologische Bedeutung

Die Folge des Einsatzes von Phosphaten in Waschmitteln ist ein größeres Nährstoffangebot in Gewässern (Eutrophierung). Daraus resultiert ein verstärktes Algenwachstum, was zum Umkippen eines Gewässers führen kann.

Einzelnachweise

↑ Eintrag zu E 339: Sodium phosphates in der Europäischen Datenbank für Lebensmittelzusatzstoffe.
↑ Eintrag zu TRISODIUM PHOSPHATE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission.
↑ ^{Hochspringen nach: a} ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h Eintrag zu Trinatriumphosphat in der GESTIS-Stoffdatenbank des Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung. (JavaScript erforderlich)
↑ Eintrag zu Phosphorsäure. In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag.
↑ M. Kizilyalli, A.J.E. Welch: Preparation and X-ray powder diffraction data for anhydrous sodium orthophosphates. In: Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 38, 1976, S. 1237, doi: 10.1016/0022-1902(76)80127-3.
↑ Bashir M Suleiman and Arnold Lundén: Thermal conductivity and diffusivity of sodiumorthophosphate. In: J. Phys.: Condens. Matter. Band 15, Nr. 41, 2003, S. 6911–6918, doi: 10.1088/0953-8984/15/41/001.

Basierend auf einem Artikel in:

Wikipedia.de