三聚磷酸鈉（化學無機物）

三聚磷酸鈉（化學無機物）

三聚磷酸鈉 （化學無機物） 次瀏覽 | 2022.09.22 16:05:09 更新 來源 ：互聯網 精選百科 本文由作者推薦 三聚磷酸鈉化學無機物

三聚磷酸鈉（Tripolyphosphate），化學物質名稱，又稱三磷酸鈉，是合成洗滌劑中的一種重要助劑，由不同的磷酸氫鈉分子縮合而成。三聚磷酸鈉為白色粉末狀結晶，流動性較好，因其分子（Na5P3O10）中有5個鈉原子，故俗稱五鈉。三聚磷酸鈉易溶于水，其水溶液呈堿性，因此絕大部分用于合成洗滌劑，少數用于食品及工業用水的軟化處理。由于國家的限磷政策的出臺，三聚磷酸鈉在洗滌劑助劑方面的應用逐漸減少，逐步被層狀硅酸鈉、分子篩等產品代替。

中文名

三聚磷酸鈉

外文名

Sodium Tripolyphosphate（STPP）

別名

焦偏磷酸鈉，三磷酸五鈉，磷酸五鈉或五鈉

化學式

Na5P3O10

分子量

367.86

熔點

622℃

水溶性

易溶于水

密度

0.35～0.90g/cm3

外觀

白色粉末

應用

主要助劑、軟水劑、制革預鞣劑、染色助劑、分散劑和食品添加劑等

危險性符號

Xi

危險性描述

R36/37/38

物理性質

物化性質:白色粉末狀結晶，流動性較好。

密度:Ⅰ型的密度為2.62g/cm3，Ⅱ型的密度為2.57g/cm3。

熔點:622℃。

溶解性:易溶于水，其水溶液呈堿性。20g/100mL(20℃)。

化學名稱

三聚磷酸鈉表觀密度(又稱堆積密度)為0.30～1.10g/cm3。由于三聚磷酸鈉無水物的兩種構型不同，帶來了某些物理性質的不同，但是化學性質相同。P3O105-是一種很好的絡合劑，能與鈣、鎂、鐵等金屬離子形成可溶性絡合物。

三聚磷酸鈉為白色粉末，熔點622℃，易溶于水,對鈣鎂等金屬離子有顯著的螯合能力，能軟化硬水，使懸浮液變成溶液，有弱堿性，無腐蝕性,是一種無機物表面活性劑,對潤滑油和脂肪有強烈的乳化作用,堆密度通常分為低密度0.35-0.5g/cm3，中密度0.51-0.65g/cm3,高密度0.66-0.9g/cm3，三聚磷酸鈉有I型(高溫型)和II型(低溫型)兩種結晶形態,二者化學性質相同,區別在于熱穩定性和吸濕性I型高于II型,同時二者的溶解度,溶解時水合熱量都不同。

化學性質水合性能

三聚磷酸鈉因生成溫度不同而有高溫型(Ⅰ型)和低溫型(Ⅱ型)之分，其區別在于兩者的鍵長和鍵角不同，Ⅰ型和Ⅱ型產品水合后均生成六水合物Na5P3O10·6H2O，在相同條件下，Ⅰ型水合作用較快產生的熱量高，溶于水時易產生結塊現象，這是由于Ⅰ型結構中存在四配位體的鈉離子，四配位體對水有強親和力，反之Ⅱ型在水中則以很慢的速度生成六水物。

三聚磷酸鈉在室溫下相當穩定，在潮濕的空氣中會緩慢的發生水解反應，最終生成正磷酸鈉，反應如下：Na5P3O10+2H2O→2Na2HPO4+NaH2PO4。

對金屬離子的螯合能力

三聚磷酸鈉與溶于水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等金屬離子有絡合作用，生成可溶性絡合物，如：Na5P3O10+Ca2+→Na3(CaP3O10)+2Na+。

三聚磷酸鈉的絡合能力一般以鈣值表示，即100g磷酸鹽所能絡合鈣離子的克數，理論值為13.4。

緩沖作用

三聚磷酸鈉水溶液呈弱堿性(1%水溶液的PH值約為9.7)，它在PH為4.3～14范圍水)中，形成懸濁液(類似乳化液)的作用，即分散作用。三聚磷酸鈉也能使液態、固態微粒更好的溶于液體(如水)介質中，使溶液外觀完全透明，好像真溶液一樣，這就是增溶作用。由于三聚磷酸鈉具有以上獨特的性能，使之成為洗衣粉中的一種重要的理想原料。

生產工藝

1.由磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉混合加熱至110℃脫水,繼續加熱至540～580℃,脫水而成穩定的顆粒型;如再加熱至620℃以上,熔融后降溫至550℃,然后在空氣中冷卻,則崩解成次穩定的粉末型。在無水物的水溶液中加入乙醇,即得六水物。磷酸酐法黃磷經熔融槽加熱融化后,流入燃燒爐,磷氧化后經沉淀。冷卻,取出磷酐(P2O5)。將磷酐與純堿按1︰0.8(mol)酷斃在攪拌器中混合后進入石墨坩堝。于750～800℃下間接加熱,脫水聚合后,得六偏磷酸鈉的熔融體。將其放入冷卻盤中驟冷,即得透明玻璃狀六偏磷酸鈉。

2.(1)將2mol磷酸氫二鈉與1mol磷酸二氫鈉的均勻粉末混合物[或干燥過的Na∶P=5∶3(摩爾比)的磷酸鈉]放入鉑皿中,在540-580℃下加熱脫水兩h,可得Ⅰ型三磷酸鈉。

(2)將與(1)相同的原料或1mol二磷酸鈉與1mol偏磷酸鈉的粉末混合物放入鉑坩堝中,加熱(850～900℃)熔融后,急冷成為玻璃體。將此玻璃體在470℃以上長時間熟化(550℃),可得Ⅰ型結晶。

(3)在550℃,于水蒸氣氣氛中將Ⅱ型三磷酸鈉加熱24h,即變成Ⅰ型結晶(Ⅱ→Ⅰ型轉變溫度417℃)。Ⅰ型難于向Ⅱ型轉變。

3.(1)取與制法1中的(1)相同的原料,在帶蓋的鉑皿中,在略低于400℃的溫度下加熱脫水,可得Ⅱ型結晶。

(2)取與(1)相同的原料,在鉑皿中于850～900℃馬弗爐中加熱熔融。將熔融物在550℃下熟化兩小時,取出后在空氣中急冷(100～150℃以下),得到自然崩碎粉末狀Ⅱ型結晶。

4.(1)先制取Ⅰ型或Ⅱ型無水三磷酸鈉的冷水溶液(濃度為15%～16%),過濾后,加入乙醇、甲醇、丙酮等,當生成結晶核后在冷暗處放置一夜。再將生成的結晶過濾,用乙醇、丙酮洗滌,風干,可得六水合物。

(2)Na3P3O9+2NaOH+5H2ONa5P5O10·6H2O取10g環狀三磷酸鈉Na3P3O9放置瓷皿中,加入氫氧化鈉水溶液(NaOH2611g溶于60mL水中的溶液),在水浴上加熱使之溶解(避免長時間加熱)。反應終點的判斷,可取一部分溶液加硝酸銀后,觀察是否生成白色沉淀(如加硝酸銀出現棕色沉淀時,表明反應還不完全,出現黃色沉淀時說明有水解發生)。冷卻后,加乙醇使結晶析出,或在硫酸干燥器中于40℃下進行真空蒸發,可得六水合三磷酸鈉。收率接近100%。六水合三磷酸鈉在重結晶過程中分解,如將六水合物在室溫下密封,仍然會分解變成二磷酸鹽。在100℃下分解變成二磷酸鹽、原磷酸鹽。因不能干燥或長期保存,所以在實驗時宜使用新制備的結晶。

5.熱法磷酸二步法：將磷酸(55%～60%)溶液經計量后放入不銹鋼的中和槽中,升溫并開動攪拌機在攪拌下緩慢加入純堿進行中和反應,中和槽中維持2分子磷酸二氫鈉對1分子磷酸二氫鈉的比例。中和后的混合液經高位槽進入噴霧干燥塔進行干燥,經干燥后的正磷酸鹽干料由塔底排出送入回轉聚合爐,被爐氣帶走的少部分干料由旋風除塵器加以回收。正磷酸鹽干料在聚合爐中于350～450℃溫度下進行聚合反應,生成三聚磷酸鈉成品。

6.濕法磷酸一步法：將磷礦粉與硫酸反應制得萃取磷酸,用純堿先在脫氟罐中除去其中的氟硅酸,再在脫硫罐中用碳酸鋇除去硫酸根,以降低磷酸中硫酸鈉的含量,然后利用純堿進行中和。經過濾除去大量的鐵、鋁等雜質。再經精調、過濾,將所得的含一定比例的磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉溶液在蒸發器中濃縮到符合噴料聚合的要求。將料噴入回轉聚合爐中,經熱風噴粉干燥和聚合。再經冷卻、粉碎、過篩,制得三聚磷酸鈉成品。[1]

技術要求

1.外觀:白色顆粒或粉狀

2.工業三聚磷酸鈉應符合下表要求(GB9983-2004)

項目指標

優等品一等品合格品

白度,%≥90.085.080.0

五氧化二磷(P2O5),%≥57.056.555.0

三聚磷酸鈉(Na5P3O10)含量,%≥96.090.085.0

水不溶物含量,%≤0.100.100.15

鐵含量(Fe),%≤0.0070.0150.030

PH值(1%溶液)9.2-10.0

顆粒度通過1.00mm試驗篩的篩分率不低于95%

含量分析

三聚磷酸鈉

FCC法

試劑制備

1、乙酸鉀緩沖液(pH5.0)取乙酸鉀78.5g，溶于1000mL水中，用乙酸調節溶液至pH5.0。加碘化汞數毫克以抑制霉菌生長。

2、0.3mol/L氯化鉀溶液取氯化鉀22.35g，溶于水，加5mL上述乙酸鉀緩沖液，用水稀釋至1000mL，混勻。加碘化汞，mg。

3、0.6mol/L氯化鉀溶液取氯化鉀4.7g，溶于水，加5mL上述乙酸鉀緩沖液，用水稀釋至1000mL，混勻。加碘化汞，mg。

4、1mol/L氯化鉀溶液取氯化鉀74.5g，用水溶解，加5mL上述乙酸鉀緩沖液，加水稀釋至1000mL，混合。加碘化汞，mg。

色譜柱

用一長20～40cm、內徑為20～28mm的標準色譜柱，封上一粗孔燒結板，如不各有活栓，則在柱的出口接一段短的聚乙烯軟管，再接一只孔徑為3～4mm的活栓。

操作

關上活栓，用水注滿燒結板和活栓之間的空間，并連一真空管路至活栓上。用100～200目或200～400目強堿型陰離子交換樹脂(Dowex18)或相似級別的苯乙烯/二乙烯基苯離子交換樹脂，與水按1:1制各成漿狀液。潷去極細的粒子和泡沫，如此反復2～3次，或直到無細小懸浮物質或泡沫為止。用漿狀液灌滿色譜柱，打開活栓，經真空吸裝樹床，至水位略高于樹脂床頂部時，立即關閉活栓。在任何情況下均不得使水位低于樹脂平面。如此反復進行，至所裝樹脂高于燒結板15cm為止。取一張緊貼有玻璃纖維的濾紙，放在樹脂床的頂部，再取一有孔的聚乙烯皿放在濾紙上面。也可以在樹脂床的頂部裝上一層松散的玻璃棉。用一橡皮塞塞住柱頂，在橡皮塞的中央插一根長7.6cm的毛細管(內徑1.5mm，外徑7tnm)，伸出塞子底下的長度約12mrn。用一段聚乙烯軟管將毛細管和一500mL分液漏斗的下管相聯。并將分液漏斗放在柱上面的鐵圈中。關閉所有活栓，在分液漏斗中加水100mL，以供洗滌色譜柱。先旋開分液漏斗活栓，然后放開色譜柱活栓，流動速度約5mL/min。當分液漏斗中放完時，先關色譜柱活栓，然后關分液漏斗活栓。

準確稱取預經105℃下干燥4h的試祥約500mg，放入一250mL容量瓶中，用水溶解并定容后混合。取此溶液10.0mL移入分液漏斗，打開兩活栓，讓溶液流入色譜柱，另用水⒛涮淋洗分液漏斗，棄去洗提液。

將0.3mol/L氯化鉀溶液370mL加入分液漏斗，并讓此溶液通過色譜柱，棄去此洗提液。再將0.6mol/L氯化鉀溶液250mL加入分液漏斗，讓溶液通過色譜柱，將此洗提液收集于一400mL燒杯中。(為保證下一輪操作時有干凈的色譜柱，可用1mol/L氯化鉀溶液100mL通過該色譜柱，液(TS-148)數滴，用濃氨試液(TS-14)中和該溶液。加1g硝酸銨結晶，攪拌使之溶解，冷卻。在攪拌下加人15mL鉬酸銨試液(TS-22)，并強烈攪拌3min，或間歇攪拌下放置10～15min。用吸濾法過濾燒杯內容物，用一25mm高的瓷漏斗，其中放6～7mrn厚的紙漿墊層，墊層上面用一層硅藻土懸浮液蓋住。燒杯內容物移人濾器后，用1%硝酸鈉或硝酸鉀溶液分5次、每次10mL洗滌燒杯，并使洗液通過濾器。然后再用此洗液分5次每次5mL洗滌過濾器。將濾墊和沉淀返回人燒杯，用水沖洗漏斗并流人燒杯，再用水稀釋至約150mL。通過滴定管滴加0.1mol/L氫氧化鈉，至黃色沉淀溶解后，再多加5～6rnl。加酚酞試液(TS-167)數滴，用0.1mol/L硝酸滴定過量的堿。最后用0.1mol/L氫氧化鈉滴定到首次出現粉紅色。所加0.1mol/L氫氧化鈉的總量減去滴定硝酸所耗量之差，即為磷鉬酸鹽所消耗的0.1mol/L氫氧化鈉的量(V;以mL計)。最后按公式0.533×25V算出樣品中三聚磷酸鈉(Na5P3O10)的量，以mg

分類按用途分

分為工業三聚磷酸鈉和食品添加劑三聚磷酸鈉。

按結構和形狀分

分為白色粉末無水物(NaPO)和直角平行六面體結晶的六水合物(NaPO·6HO)。無水物有Ⅰ型和Ⅱ型之分。

工業用三聚磷酸鈉實際上是Ⅰ型和Ⅱ型的混合物。Ⅰ型溶解速度快，經水合生成六水合物時熱效應大，在大氣中易吸潮結塊。Ⅱ型吸潮較慢，不易結塊。因此，洗滌劑用三聚磷酸鈉中Ⅰ型含量不宜太高，一般控制在10～30％。

用途工業

用作洗滌品助劑，亦可用于石油、冶金、采礦、造紙、水處理等。主要用作合成洗滌劑的助劑，用于肥皂增效劑和防止條皂油脂析出和起霜。對潤滑油和脂肪有強烈的乳化作用，可用于調節緩沖皂液的PH值。工業用水的軟水劑。制革---劑。染色助劑。油漆、高嶺土、氧化鎂、碳酸鈣等工業中配制懸浮時作分散劑。鉆井泥漿分散劑。造紙工業用作防油污劑。食品工業中用于罐頭，果汁飲料，奶制品，豆乳等的品質改良劑，水分保持劑。主要供火腿罐頭嫩化，蠶豆罐頭中使豆皮軟化，亦可用作軟化劑和增稠劑。

STPP還存在其不可避免的環境危害，由于本身含磷，容易造成水體富營養化。

由于國家的限磷政策的出臺，三聚磷酸鈉在洗滌劑助劑方面的應用逐漸減少，逐步被層狀硅酸鈉、分子篩等產品代替。

食品行業

水分保持劑、品質改良劑、pH調節劑、金屬螯合劑。我國《食品添加劑使用衛生標準》(GB2760-2011)規定：罐頭、果汁(果味型)飲料、植物蛋白飲料，最大使用量為1.0g/kg；乳制品、禽肉制品、肉制品、冰淇淋、方便面，最大使用量為5.0g/kg。復合磷酸鹽使用時，以磷酸鹽計，罐頭肉制品不得超過1.0g/kg；煉乳不得超過0.50g/kg；本品與焦磷酸鈉、磷酸鈉復合使用時，以磷酸鹽計不得超過5g/kg；西式蒸煮，煙熏火腿按GB13101-1991《西式蒸煮，煙熏火腿衛生標準》執行，復合使用時不得超過5g/kg(西式火腿可適當多加，以磷酸鹽計為8g/kg。其他使用參考：用于火腿罐頭，在適當條件下有利于產品質量的提高，如成品形態完整、色澤好、肉質柔嫩、容易切片、切面有光澤。三聚磷酸鈉用于火腿原料肉的腌制，每l00kg肉加3號混合鹽(精鹽91.65%、砂糖8%、亞硝酸鈉0.35%)2.2kg、三聚磷酸鈉85g，充分攪拌均勻，在0~4℃冷庫中腌制48~72h，效果良好。用于蠶豆罐頭生產，可使豆皮軟化。許多果蔬有堅韌的外皮，隨著果蔬的成熟，外皮愈加堅韌。在果蔬加工熱燙或浸泡用水中，加入聚磷酸鹽，可絡合鈣，從而降低外皮的堅韌度。

儲存運輸

應貯存在陰涼、通風、干燥的庫房內。不可露天堆放，勿使受潮變質，防高溫，防有害物質污染，不得與有毒有害物品共貯混運。運輸時要防雨淋和烈日暴曬。避免受潮。裝卸時不得用鉤和拋摔，以免包裝破裂。[2]

健康危害

由于其具有一定的堿性，因此對皮膚和粘膜具有一定的刺激性。

負面新聞

批發市場速凍蝦仁

很多消費者買速凍蝦仁時會發現，市面上幾乎所有的蝦仁都穿著冰衣，對此商家給出的解釋是，出于保鮮的考慮。

2011年3月份有報道稱近兩年來濟南市場上蝦仁的冰衣是越穿越厚，而且大部分蝦仁穿冰衣不只為了保鮮，有些商家為了贏利，一斤蝦仁中甚至能摻半斤冰，而且多數蝦仁在包冰之前都被用化學藥劑泡過以增加重量。

三聚磷酸鈉作為一種添加劑，類似于水分保持劑，用它泡蝦仁，一是為了好看，二是為了使蝦仁吸水變大增加重量。

參考資料