Natriumphosphat

Natriumphosphat ist ein Natriumsalz der Phosphorsäure. Es besteht aus Natrium- (3 Na⁺) und Phosphationen (PO₄^3-).

Gewinnung und Darstellung

Hergestellt werden kann Natriumphosphat durch die Neutralisation von Phosphorsäure mit Natronlauge. 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}} $

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 x 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). Phosphor steht im Verdacht Hyperaktivität, allergische Reaktionen und Osteoporose auszulösen. Es wurde eine erlaubte Tagesdosis von 70 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht für die Gesamtmenge aufgenommener Phosphorsäure und Phosphate festgelegt.

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. Daraus resultiert ein verstärktes Algenwachstum, was zum Umkippen eines Gewässers führen kann.

Einzelnachweise