三聚磷酸钠（化学无机物）

三聚磷酸钠（化学无机物）

三聚磷酸钠 （化学无机物） 次浏览 | 2022.09.22 16:05:09 更新 来源 ：互联网 精选百科 本文由作者推荐 三聚磷酸钠化学无机物

三聚磷酸钠（Tripolyphosphate），化学物质名称，又称三磷酸钠，是合成洗涤剂中的一种重要助剂，由不同的磷酸氢钠分子缩合而成。三聚磷酸钠为白色粉末状结晶，流动性较好，因其分子（Na5P3O10）中有5个钠原子，故俗称五钠。三聚磷酸钠易溶于水，其水溶液呈碱性，因此绝大部分用于合成洗涤剂，少数用于食品及工业用水的软化处理。由于国家的限磷政策的出台，三聚磷酸钠在洗涤剂助剂方面的应用逐渐减少，逐步被层状硅酸钠、分子筛等产品代替。

中文名

三聚磷酸钠

外文名

Sodium Tripolyphosphate（STPP）

别名

焦偏磷酸钠，三磷酸五钠，磷酸五钠或五钠

化学式

Na5P3O10

分子量

367.86

熔点

622℃

水溶性

易溶于水

密度

0.35～0.90g/cm3

外观

白色粉末

应用

主要助剂、软水剂、制革预鞣剂、染色助剂、分散剂和食品添加剂等

危险性符号

Xi

危险性描述

R36/37/38

物理性质

物化性质:白色粉末状结晶，流动性较好。

密度:Ⅰ型的密度为2.62g/cm3，Ⅱ型的密度为2.57g/cm3。

熔点:622℃。

溶解性:易溶于水，其水溶液呈碱性。20g/100mL(20℃)。

化学名称

三聚磷酸钠表观密度(又称堆积密度)为0.30～1.10g/cm3。由于三聚磷酸钠无水物的两种构型不同，带来了某些物理性质的不同，但是化学性质相同。P3O105-是一种很好的络合剂，能与钙、镁、铁等金属离子形成可溶性络合物。

三聚磷酸钠为白色粉末，熔点622℃，易溶于水,对钙镁等金属离子有显着的螯合能力，能软化硬水，使悬浮液变成溶液，有弱碱性，无腐蚀性,是一种无机物表面活性剂,对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用,堆密度通常分为低密度0.35-0.5g/cm3，中密度0.51-0.65g/cm3,高密度0.66-0.9g/cm3，三聚磷酸钠有I型(高温型)和II型(低温型)两种结晶形态,二者化学性质相同,区别在于热稳定性和吸湿性I型高于II型,同时二者的溶解度,溶解时水合热量都不同。

化学性质水合性能

三聚磷酸钠因生成温度不同而有高温型(Ⅰ型)和低温型(Ⅱ型)之分，其区别在于两者的键长和键角不同，Ⅰ型和Ⅱ型产品水合后均生成六水合物Na5P3O10·6H2O，在相同条件下，Ⅰ型水合作用较快产生的热量高，溶于水时易产生结块现象，这是由于Ⅰ型结构中存在四配位体的钠离子，四配位体对水有强亲和力，反之Ⅱ型在水中则以很慢的速度生成六水物。

三聚磷酸钠在室温下相当稳定，在潮湿的空气中会缓慢的发生水解反应，最终生成正磷酸钠，反应如下：Na5P3O10+2H2O→2Na2HPO4+NaH2PO4。

对金属离子的螯合能力

三聚磷酸钠与溶于水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+等金属离子有络合作用，生成可溶性络合物，如：Na5P3O10+Ca2+→Na3(CaP3O10)+2Na+。

三聚磷酸钠的络合能力一般以钙值表示，即100g磷酸盐所能络合钙离子的克数，理论值为13.4。

缓冲作用

三聚磷酸钠水溶液呈弱碱性(1%水溶液的PH值约为9.7)，它在PH为4.3～14范围水)中，形成悬浊液(类似乳化液)的作用，即分散作用。三聚磷酸钠也能使液态、固态微粒更好的溶于液体(如水)介质中，使溶液外观完全透明，好像真溶液一样，这就是增溶作用。由于三聚磷酸钠具有以上独特的性能，使之成为洗衣粉中的一种重要的理想原料。

生产工艺

1.由磷酸氢二钠和磷酸二氢钠混合加热至110℃脱水,继续加热至540～580℃,脱水而成稳定的颗粒型;如再加热至620℃以上,熔融后降温至550℃,然后在空气中冷却,则崩解成次稳定的粉末型。在无水物的水溶液中加入乙醇,即得六水物。磷酸酐法黄磷经熔融槽加热融化后,流入燃烧炉,磷氧化后经沉淀。冷却,取出磷酐(P2O5)。将磷酐与纯碱按1︰0.8(mol)酷毙在搅拌器中混合后进入石墨坩埚。于750～800℃下间接加热,脱水聚合后,得六偏磷酸钠的熔融体。将其放入冷却盘中骤冷,即得透明玻璃状六偏磷酸钠。

2.(1)将2mol磷酸氢二钠与1mol磷酸二氢钠的均匀粉末混合物[或干燥过的Na∶P=5∶3(摩尔比)的磷酸钠]放入铂皿中,在540-580℃下加热脱水两h,可得Ⅰ型三磷酸钠。

(2)将与(1)相同的原料或1mol二磷酸钠与1mol偏磷酸钠的粉末混合物放入铂坩埚中,加热(850～900℃)熔融后,急冷成为玻璃体。将此玻璃体在470℃以上长时间熟化(550℃),可得Ⅰ型结晶。

(3)在550℃,于水蒸气气氛中将Ⅱ型三磷酸钠加热24h,即变成Ⅰ型结晶(Ⅱ→Ⅰ型转变温度417℃)。Ⅰ型难于向Ⅱ型转变。

3.(1)取与制法1中的(1)相同的原料,在带盖的铂皿中,在略低于400℃的温度下加热脱水,可得Ⅱ型结晶。

(2)取与(1)相同的原料,在铂皿中于850～900℃马弗炉中加热熔融。将熔融物在550℃下熟化两小时,取出后在空气中急冷(100～150℃以下),得到自然崩碎粉末状Ⅱ型结晶。

4.(1)先制取Ⅰ型或Ⅱ型无水三磷酸钠的冷水溶液(浓度为15%～16%),过滤后,加入乙醇、甲醇、丙酮等,当生成结晶核后在冷暗处放置一夜。再将生成的结晶过滤,用乙醇、丙酮洗涤,风干,可得六水合物。

(2)Na3P3O9+2NaOH+5H2ONa5P5O10·6H2O取10g环状三磷酸钠Na3P3O9放置瓷皿中,加入氢氧化钠水溶液(NaOH2611g溶于60mL水中的溶液),在水浴上加热使之溶解(避免长时间加热)。反应终点的判断,可取一部分溶液加硝酸银后,观察是否生成白色沉淀(如加硝酸银出现棕色沉淀时,表明反应还不完全,出现黄色沉淀时说明有水解发生)。冷却后,加乙醇使结晶析出,或在硫酸干燥器中于40℃下进行真空蒸发,可得六水合三磷酸钠。收率接近100%。六水合三磷酸钠在重结晶过程中分解,如将六水合物在室温下密封,仍然会分解变成二磷酸盐。在100℃下分解变成二磷酸盐、原磷酸盐。因不能干燥或长期保存,所以在实验时宜使用新制备的结晶。

5.热法磷酸二步法：将磷酸(55%～60%)溶液经计量后放入不锈钢的中和槽中,升温并开动搅拌机在搅拌下缓慢加入纯碱进行中和反应,中和槽中维持2分子磷酸二氢钠对1分子磷酸二氢钠的比例。中和后的混合液经高位槽进入喷雾干燥塔进行干燥,经干燥后的正磷酸盐干料由塔底排出送入回转聚合炉,被炉气带走的少部分干料由旋风除尘器加以回收。正磷酸盐干料在聚合炉中于350～450℃温度下进行聚合反应,生成三聚磷酸钠成品。

6.湿法磷酸一步法：将磷矿粉与硫酸反应制得萃取磷酸,用纯碱先在脱氟罐中除去其中的氟硅酸,再在脱硫罐中用碳酸钡除去硫酸根,以降低磷酸中硫酸钠的含量,然后利用纯碱进行中和。经过滤除去大量的铁、铝等杂质。再经精调、过滤,将所得的含一定比例的磷酸氢二钠和磷酸二氢钠溶液在蒸发器中浓缩到符合喷料聚合的要求。将料喷入回转聚合炉中,经热风喷粉干燥和聚合。再经冷却、粉碎、过筛,制得三聚磷酸钠成品。[1]

技术要求

1.外观:白色颗粒或粉状

2.工业三聚磷酸钠应符合下表要求(GB9983-2004)

项目指标

优等品一等品合格品

白度,%≥90.085.080.0

五氧化二磷(P2O5),%≥57.056.555.0

三聚磷酸钠(Na5P3O10)含量,%≥96.090.085.0

水不溶物含量,%≤0.100.100.15

铁含量(Fe),%≤0.0070.0150.030

PH值(1%溶液)9.2-10.0

颗粒度通过1.00mm试验筛的筛分率不低于95%

含量分析

三聚磷酸钠

FCC法

试剂制备

1、乙酸钾缓冲液(pH5.0)取乙酸钾78.5g，溶于1000mL水中，用乙酸调节溶液至pH5.0。加碘化汞数毫克以抑制霉菌生长。

2、0.3mol/L氯化钾溶液取氯化钾22.35g，溶于水，加5mL上述乙酸钾缓冲液，用水稀释至1000mL，混匀。加碘化汞，mg。

3、0.6mol/L氯化钾溶液取氯化钾4.7g，溶于水，加5mL上述乙酸钾缓冲液，用水稀释至1000mL，混匀。加碘化汞，mg。

4、1mol/L氯化钾溶液取氯化钾74.5g，用水溶解，加5mL上述乙酸钾缓冲液，加水稀释至1000mL，混合。加碘化汞，mg。

色谱柱

用一长20～40cm、内径为20～28mm的标准色谱柱，封上一粗孔烧结板，如不各有活栓，则在柱的出口接一段短的聚乙烯软管，再接一只孔径为3～4mm的活栓。

操作

关上活栓，用水注满烧结板和活栓之间的空间，并连一真空管路至活栓上。用100～200目或200～400目强碱型阴离子交换树脂(Dowex18)或相似级别的苯乙烯/二乙烯基苯离子交换树脂，与水按1:1制各成浆状液。滗去极细的粒子和泡沫，如此反复2～3次，或直到无细小悬浮物质或泡沫为止。用浆状液灌满色谱柱，打开活栓，经真空吸装树床，至水位略高于树脂床顶部时，立即关闭活栓。在任何情况下均不得使水位低于树脂平面。如此反复进行，至所装树脂高于烧结板15cm为止。取一张紧贴有玻璃纤维的滤纸，放在树脂床的顶部，再取一有孔的聚乙烯皿放在滤纸上面。也可以在树脂床的顶部装上一层松散的玻璃棉。用一橡皮塞塞住柱顶，在橡皮塞的中央插一根长7.6cm的毛细管(内径1.5mm，外径7tnm)，伸出塞子底下的长度约12mrn。用一段聚乙烯软管将毛细管和一500mL分液漏斗的下管相联。并将分液漏斗放在柱上面的铁圈中。关闭所有活栓，在分液漏斗中加水100mL，以供洗涤色谱柱。先旋开分液漏斗活栓，然后放开色谱柱活栓，流动速度约5mL/min。当分液漏斗中放完时，先关色谱柱活栓，然后关分液漏斗活栓。

准确称取预经105℃下干燥4h的试祥约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，打开两活栓，让溶液流入色谱柱，另用水⒛涮淋洗分液漏斗，弃去洗提液。

将0.3mol/L氯化钾溶液370mL加入分液漏斗，并让此溶液通过色谱柱，弃去此洗提液。再将0.6mol/L氯化钾溶液250mL加入分液漏斗，让溶液通过色谱柱，将此洗提液收集于一400mL烧杯中。(为保证下一轮操作时有干净的色谱柱，可用1mol/L氯化钾溶液100mL通过该色谱柱，液(TS-148)数滴，用浓氨试液(TS-14)中和该溶液。加1g硝酸铵结晶，搅拌使之溶解，冷却。在搅拌下加人15mL钼酸铵试液(TS-22)，并强烈搅拌3min，或间歇搅拌下放置10～15min。用吸滤法过滤烧杯内容物，用一25mm高的瓷漏斗，其中放6～7mrn厚的纸浆垫层，垫层上面用一层硅藻土悬浮液盖住。烧杯内容物移人滤器后，用1%硝酸钠或硝酸钾溶液分5次、每次10mL洗涤烧杯，并使洗液通过滤器。然后再用此洗液分5次每次5mL洗涤过滤器。将滤垫和沉淀返回人烧杯，用水冲洗漏斗并流人烧杯，再用水稀释至约150mL。通过滴定管滴加0.1mol/L氢氧化钠，至黄色沉淀溶解后，再多加5～6rnl。加酚酞试液(TS-167)数滴，用0.1mol/L硝酸滴定过量的碱。最后用0.1mol/L氢氧化钠滴定到首次出现粉红色。所加0.1mol/L氢氧化钠的总量减去滴定硝酸所耗量之差，即为磷钼酸盐所消耗的0.1mol/L氢氧化钠的量(V;以mL计)。最后按公式0.533×25V算出样品中三聚磷酸钠(Na5P3O10)的量，以mg

分类按用途分

分为工业三聚磷酸钠和食品添加剂三聚磷酸钠。

按结构和形状分

分为白色粉末无水物(NaPO)和直角平行六面体结晶的六水合物(NaPO·6HO)。无水物有Ⅰ型和Ⅱ型之分。

工业用三聚磷酸钠实际上是Ⅰ型和Ⅱ型的混合物。Ⅰ型溶解速度快，经水合生成六水合物时热效应大，在大气中易吸潮结块。Ⅱ型吸潮较慢，不易结块。因此，洗涤剂用三聚磷酸钠中Ⅰ型含量不宜太高，一般控制在10～30％。

用途工业

用作洗涤品助剂，亦可用于石油、冶金、采矿、造纸、水处理等。主要用作合成洗涤剂的助剂，用于肥皂增效剂和防止条皂油脂析出和起霜。对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用，可用于调节缓冲皂液的PH值。工业用水的软水剂。制革---剂。染色助剂。油漆、高岭土、氧化镁、碳酸钙等工业中配制悬浮时作分散剂。钻井泥浆分散剂。造纸工业用作防油污剂。食品工业中用于罐头，果汁饮料，奶制品，豆乳等的品质改良剂，水分保持剂。主要供火腿罐头嫩化，蚕豆罐头中使豆皮软化，亦可用作软化剂和增稠剂。

STPP还存在其不可避免的环境危害，由于本身含磷，容易造成水体富营养化。

由于国家的限磷政策的出台，三聚磷酸钠在洗涤剂助剂方面的应用逐渐减少，逐步被层状硅酸钠、分子筛等产品代替。

食品行业

水分保持剂、品质改良剂、pH调节剂、金属螯合剂。我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-2011)规定：罐头、果汁(果味型)饮料、植物蛋白饮料，最大使用量为1.0g/kg；乳制品、禽肉制品、肉制品、冰淇淋、方便面，最大使用量为5.0g/kg。复合磷酸盐使用时，以磷酸盐计，罐头肉制品不得超过1.0g/kg；炼乳不得超过0.50g/kg；本品与焦磷酸钠、磷酸钠复合使用时，以磷酸盐计不得超过5g/kg；西式蒸煮，烟熏火腿按GB13101-1991《西式蒸煮，烟熏火腿卫生标准》执行，复合使用时不得超过5g/kg(西式火腿可适当多加，以磷酸盐计为8g/kg。其他使用参考：用于火腿罐头，在适当条件下有利于产品质量的提高，如成品形态完整、色泽好、肉质柔嫩、容易切片、切面有光泽。三聚磷酸钠用于火腿原料肉的腌制，每l00kg肉加3号混合盐(精盐91.65%、砂糖8%、亚硝酸钠0.35%)2.2kg、三聚磷酸钠85g，充分搅拌均匀，在0~4℃冷库中腌制48~72h，效果良好。用于蚕豆罐头生产，可使豆皮软化。许多果蔬有坚韧的外皮，随着果蔬的成熟，外皮愈加坚韧。在果蔬加工热烫或浸泡用水中，加入聚磷酸盐，可络合钙，从而降低外皮的坚韧度。

储存运输

应贮存在阴凉、通风、干燥的库房内。不可露天堆放，勿使受潮变质，防高温，防有害物质污染，不得与有毒有害物品共贮混运。运输时要防雨淋和烈日暴晒。避免受潮。装卸时不得用钩和抛摔，以免包装破裂。[2]

健康危害

由于其具有一定的碱性，因此对皮肤和粘膜具有一定的刺激性。

负面新闻

批发市场速冻虾仁

很多消费者买速冻虾仁时会发现，市面上几乎所有的虾仁都穿着冰衣，对此商家给出的解释是，出于保鲜的考虑。

2011年3月份有报道称近两年来济南市场上虾仁的冰衣是越穿越厚，而且大部分虾仁穿冰衣不只为了保鲜，有些商家为了赢利，一斤虾仁中甚至能掺半斤冰，而且多数虾仁在包冰之前都被用化学药剂泡过以增加重量。

三聚磷酸钠作为一种添加剂，类似于水分保持剂，用它泡虾仁，一是为了好看，二是为了使虾仁吸水变大增加重量。

参考资料