Дигидрофосфат натрия: свойства, применение

Дигидрофосфат натрия - важное неорганическое соединение, которое находит широкое применение в промышленности и науке. В этой статье мы подробно рассмотрим его свойства, способы получения и области использования.

Химические свойства дигидрофосфата натрия

По химическому строению дигидрофосфат натрия представляет собой соль натрия и ортофосфорной кислоты. Его молекулярная формула - NaH2PO4. В чистом виде это бесцветные кристаллы без запаха, хорошо растворимые в воде и плохо - в органических растворителях.

При взаимодействии с щелочами и некоторыми металлами дигидрофосфат натрия образует разнообразные соли - гидрофосфаты, пирофосфаты, метафосфаты. Он является достаточно стабильным веществом, не склонным к самопроизвольному разложению или окислению на воздухе.

Получение дигидрофосфата натрия

В лабораторных и промышленных масштабах дигидрофосфат натрия получают двумя основными способами:

1. Реакцией обмена при взаимодействии гидроксида натрия и ортофосфорной кислоты:
   NaOH + H3PO4 → NaH2PO4 + H2O
2. Разложением при нагревании фосфата или пирофосфата натрия: Na2HPO4 → NaH2PO4 + NaOH Na4P2O7 → 2NaH2PO4 + Na2O

Первый метод позволяет получать дигидрофосфат натрия в чистом виде, второй используется для переработки отходов, содержащих фосфаты.

Применение дигидрофосфата натрия

Благодаря своим свойствам, дигидрофосфат натрия нашел широкое применение в научных исследованиях и промышленном производстве.

Основные области использования дигидрофосфата натрия:

• Пищевая промышленность - в качестве регулятора кислотности (E339), стабилизатора, эмульгатора
• Фармацевтическая промышленность - для приготовления буферных растворов и лекарственных форм
• Производство удобрений - как компонент комплексных удобрений, повышающий их эффективность
• Научные исследования - в качестве стандартного буферного раствора и реагента

Кроме того, он применяется в производстве синтетических моющих средств, красок, пластмасс. Перспективно использование дигидрофосфата натрия в топливных элементах и для очистки газов.

Техника безопасности при работе с дигидрофосфатом натрия

Несмотря на относительно низкую токсичность, при работе с дигидрофосфатом натрия следует соблюдать меры предосторожности:

• Использовать средства защиты - халат, перчатки, очки
• Избегать попадания вещества на кожу и слизистые оболочки
• При рассыпании собрать с помощью совка и утилизировать
• Хранить в плотно закрытой таре в сухом прохладном месте, отдельно от легковоспламеняющихся материалов

При соблюдении правил безопасности, риск несчастных случаев сводится к минимуму.

Производство дигидрофосфата натрия

В промышленных масштабах дигидрофосфат натрия производят по следующей технологической схеме:

1. Приготовление исходных реагентов - растворов гидроксида натрия и ортофосфорной кислоты заданной концентрации
2. Подача реагентов в реактор в стехиометрическом соотношении
3. Перемешивание реагентов при температуре 80-90°C в течение 1-2 часов
4. Отделение образовавшегося осадка дигидрофосфата натрия фильтрованием
5. Промывка осадка водой и сушка при 120°C

Полученный таким образом продукт представляет собой белый порошок, содержащий до 99% основного вещества. Дальнейшая очистка до 100% чистоты осуществляется путем перекристаллизации.

Упаковка и транспортировка дигидрофосфата натрия

Для хранения и транспортировки используют полипропиленовые мешки или пластиковые бочки вместимостью 25-50 кг. Допускается использование бумажных трехслойных мешков с внутренним полиэтиленовым слоем.

Перевозка осуществляется в крытых транспортных средствах. Температура при транспортировке и хранении не должна превышать 30°С, влажность - 85%. Срок годности дигидрофосфата натрия в невскрытой упаковке производителя - 2 года.

Применение дигидрофосфата натрия в пищевой промышленности

В пищевой промышленности дигидрофосфат натрия (E339) используется:

• Как регулятор кислотности в напитках, мороженом, десертах
• Для предотвращения слипания и комкования сыпучих продуктов
• Как стабилизатор, эмульгатор, наполнитель в мясных и молочных продуктах
• В качестве наполнителя при производстве диетических добавок

Максимально допустимая концентрация дигидрофосфата натрия составляет 10 г на 1 кг готового продукта.

Особенности применения дигидрофосфата натрия в сельском хозяйстве

В земледелии дигидрофосфат натрия используется как:

• Составная часть комплексных удобрений
• Компонент смешанных кормов для животных
• Фосфорсодержащее подкормочное удобрение для гидропоники

Концентрация раствора дигидрофосфата натрия для полива растений обычно составляет 0,1-0,3%. При внесении в почву методом орошения норма расхода - 0,5-1 кг на 1 м².