В этой статье мы расскажем о калийных фосфатах, их характеристиках и возможностях использования.
Калийный фосфат находит применение в пищевой индустрии в роли стабилизатора, эмульгатора, вещества для осветления продуктов и антиоксиданта, его обозначение на упаковке продукции — индекс Е340. При использовании в установленных стандартами дозах этот ингредиент не представляет угрозы для здоровья.
Фосфат калия — продукт химического взаимодействия между мощным основанием — гидроксидом калия (KOH) и слабой кислотой — ортофосфорной кислотой (H3PO4). Обладает свойствами:
Ортофосфат калия представляет собой прозрачные кристаллы, которые способны впитывать влагу. Имеет кубическую структуру с симметрией F m3 и характеризуется параметрами ячейки a = 0,811 нм и Z = 4.
Химический состав хорошо растворяется в воде, раствор приобретает щелочную реакцию из-за гидролиза по аниону. Ортофосфат калия не растворим в этаноле.
Он способен формировать кристаллогидраты с разнообразным количеством воды в составе, которые записываются как K3PO4•n H2O. Кристаллогидраты такого типа расплавляются в соответствующей кристаллизационной воде при температурах 203, 156,5, 47,5 и -6,6°С.
В окружении воды фосфат калия подвергается гидролизу, разлагаясь на дигидрофосфат калия и гидроксид калия, что приводит к образованию раствора с щелочными свойствами. Взаимодействие фосфата калия с разнообразными кислотами приводит к созданию кислых солей.
В процессах обмена фосфат калия взаимодействует с множеством веществ, формируя нерастворимые фосфаты.
При контакте с нитратом серебра фосфат калия превращается в хлорид калия и серебряный фосфат, что служит уникальным методом для распознавания растворимых фосфатов щелочных металлов и аммония.
Способ определения фосфатов заключается в появлении желтоватого осадка серебряного фосфата. Присутствие калия в растворе можно выявить по особому фиолетовому цвету пламени при его горении.
Калиевый фосфат, или монокалиевый фосфат, является калиевым соединением, полученным в результате реакции ортофосфорной кислоты с формулой KH2PO4.
Этот порошок отличается светлой расцветкой и кристаллическим строением, не обладает специфическим ароматом, имеет относительную плотность в 2,34 грамма на каждый кубический сантиметр.
Когда температура достигает 252,6 градусов Цельсия, KH2PO4 переходит в жидкое состояние. Температура также является критической для начала разложения вещества, в ходе которого образуется вода.
При температуре в 20 градусов по Цельсию в 100 мл воды может быть растворено 22,6 грамма KH2PO4, в то время как при повышении температуры до 90 градусов, эта концентрация увеличивается до 83,5 грамма.
В сфере пищевых продуктов служит для поддержания кислотности и как эмульгатор. В сельском хозяйстве применяют как минеральное удобрение, обогащенное кальцием и фосфором.
В медицине присутствует в составе некоторых лекарственных препаратов, предназначенных для лечения гипофосфатемии. Имеет значение в процессе производства пенициллина, где его используют для культивирования грибков рода плесневок.
Находит применение в создании фосфатных буферных растворов, которые требуются в химических лабораториях для осуществления специфических технологических процессов.
Калий фосфорнокислый 2-замещенный представляет собой порошкообразный продукт с прозрачными кристаллами.
Легко растворяется в воде, растворимость в этаноле невелика. Способен образовывать кристаллогидраты. При температуре +50°С теряет воду.
Для производства тригидратного гидрофосфата калия используется метод кристаллизации из раствора ортофосфата калия.
Ортофосфат калия получают путём химического синтеза из ортофосфорной кислоты и гидроокиси калия или карбоната калия. Есть и альтернативный метод: взаимодействие дигидрофосфата калия с его гидроокисью.
В пищевой и химической промышленности, также в фармацевтике и аналитической деятельности широкое применение находит фосфат калия.
Используется в производстве удобрений, обогащенных фосфором, предназначенных для сельского хозяйства.
Компонент играет ключевую роль в создании питательных сред для грибковых культур, которые производят пенициллин.
В лабораторных условиях для создания фосфата калия происходит синтез, во время которого фосфорная кислота сочетается с гидроксидом или карбонатом калия, что ведет к выделению воды и углекислого газа:
H3PO4 + 3KOH = K3PO4 + 3H2O;
2H3PO4 + 3K2CO3 =2K3PO4 + 3H2O + 3CO2↑.
В промышленном масштабе производство фосфата калия осуществляется по двухступенчатой схеме:
Н3Р04 + К2C03 = К2HP04 + СО2↑+ Н2О.
K2HP04 + KOH = K3P04 + H2O.
После того как растворы охлаждаются до 34°С, фосфат калия кристаллизуется в виде семиводного кристаллогидрата K3PO4·7H2O, который расплавляется при температуре 47,5°С.
Калийная соль фосфорной кислоты играет ключевую роль в создании мыльных изделий и разнообразных косметических продуктов.
Этот ингредиент также входит в рецептуру зубной пасты. В медицинской сфере его используют для избегания образования слипающихся масс.
В пищевой отрасли калийный фосфат известен под индексом Е340 и служит в качестве эмульгатора и стабилизатора.
Этот компонент находит применение в производстве газированных напитков, кофе-порошка, сыров, а также в хлебобулочных изделиях.
Для определения количества фосфата калия, которое будет получено в результате реакции 200 грамм гидрофосфата калия с едким кали, можно применить следующее математическое выражение:
200 г K2HPO4 + KOH = K3PO4 + H2O.
Далее рассмотрим молярную массу веществ в данной реакции: один моль K2HPO4 соответствует 141 грамму, а один моль K3PO4 – 212 граммам.
Сформируем пропорцию: 141 грамм K2HPO4 = 212 граммам K3PO4, значит, для 200 грамм K2HPO4 будет х грамм K3PO4.
Чтобы вычислить х, воспользуемся следующим выражением: х = (200 ⋅ 212) / 141 = 301 грамм.
В итоге, при взаимодействии 200 грамм гидрофосфата калия с едким калием будет образовано 301 грамм фосфата калия.
