磷酸二氫鈉(SodiumDihydrogenPhosphate)是一種無機化合物,又名正磷酸二氫鈉,化學式為氫化鈉?PO?。通常為無味白色結晶粉末,相對分子質量為119.959,易溶于水,不溶于乙醇或乙醚,pKa為6.8-7.2,水溶液pH為4.5,熔點為60°C,沸點為100°C,密度為1.91g/cm3。磷酸二氫鈉水溶液為酸性,在室溫下可與水生成結晶化合物—磷酸二氫鈉二水合物。在225-250°C時生成酸性焦磷酸鈉,在350-400°C時生成六偏磷酸鈉,可與氧點燃釋放有毒和腐蝕性氣體(磷氧化物)。磷酸二氫鈉可以用于化合物的催化合成、環境領域中的土壤修復、工業領域的水泥砂改良和食品添加劑等。
理化性質
物理性質
磷酸二氫鈉(sodium dihydrogen phosphate),又稱酸性磷酸鈉,化學式為NaH?PO?,是一種無機化合物,通常為無味白色結晶粉末,為無色正交晶系,相對分子質量為119.959。具有吸濕性,本身易溶于水,幾乎不溶于乙醇或乙醚,在水中溶解度為85g/100mL,熔點為60°C,沸點為100°C,密度為1.91g/cm3。
化學性質
磷酸二氫鈉水溶液為酸性,pKa為6.8-7.2,水溶液pH為4.5,在室溫下可與水生成結晶化合物—磷酸二氫鈉二水合物。
在225-250°C時生成酸性焦磷酸鈉,在350-400°C時生成六偏磷酸鈉,可在氧氣中點燃,釋放出有毒和腐蝕性氣體(磷氧化物)。
制備方法
化學反應制備
將濕法磷酸預處理后可以和氨氣反應生成磷酸二氫銨溶液,向溶液中加入碳酸鈉,經濃縮結晶即得磷酸二氫鈉。
磷酸與食鹽會發生縮聚反應,生成磷酸二氫鈉。
磷酸二氫鈣與硫酸鈉可以發生復分解反應制備磷酸二氫鈉。磷酸二氫鈣水溶液和硫酸鈉水浴加熱后,向溶液中滴加氫氧化鈉后過濾,加入過量碳酸鋇除去溶液中的硫酸根,將水溶液再次過濾,對其濾液加熱濃縮,待冷卻完成后,即得磷酸二氫鈉。
萃取分離
以煤油稀釋的TBP(磷酸三丁酯)為萃取劑,在適當溫度條件下萃取負載磷酸,并加入一定量的氫氧化鈉溶液進行反萃取,反萃取結束后回收有機相,將反萃液水相進行濃縮結晶,即得二水磷酸鈉合磷酸二氫鈉。
應用
化工領域
化工合成
磷酸二氫鈉可以作為原料進行脫水,生成焦磷酸二氫鈉,進一步脫水生成六偏磷酸鈉等混合物,將其急驟冷卻,可得到六偏磷酸鈉。磷酸二氫鈉晶體可以和碳酸鈉混合,在高溫下發生聚合反應,從而得到三聚磷酸鈉。磷酸二氫鈉在化學合成中常被當做催化劑使用,可以用來催化合成α-喃丙烯酸,相較于其他催化劑,磷酸二氫鈉具有更加環保和不影響產物品質的特點。磷酸二氫鈉還可以和磷酸氫二鈉聯合使用作為一種酯化試劑,與葡萄糖發生反應生成葡萄糖磷酸酯。
改良劑
磷酸二氫鈉可以用作泡沫混凝土和水泥的改良,在泡沫混凝土的改良生產中,磷酸鹽可以形成磷酸根離子與羥基鎂離子結合,使硫氧鎂水泥結構更加緊密,使得其強度和軟化系數得以提高。而在對硅酸鹽水泥果葡糖漿砂的改良中,磷酸二氫鈉可以作為一種無機鹽類緩凝劑增加其濕強度。一方面,磷酸二氫鈉可以在水中生成帶電粒子,從而可以和膠體粒子相互作用延緩水泥凝結。另一方面,普通硅酸鹽水泥本身含有氫氧化鈣,而磷酸二氫鈉可以與其生成磷酸鈣,該物質不溶于水,也可起到緩解水泥凝結的作用。磷酸二氫鈉還可以加入帶水帶銹涂料中,磷酸鹽在游離酸的作用下可以生成磷酸鹽保護膜,能成倍提高漆膜的耐蝕性和耐水性。
酸度緩沖劑
磷酸氫二鈉-磷酸二氫鈉可以作為一種酸度緩沖劑用于嗜熱鏈球菌的培養,其可以對嗜熱鏈球菌在培養過程中引發的下降起到很好的緩沖作用,使得嗜熱鏈球菌更好的生長。在使用高效液相進行電鍍錫添加劑的檢測時,以磷酸二氫鈉緩沖液作為流動相,可以將電鍍錫中α-萘酚磺酸聚氧乙烯醚(ENSA)、α-萘酚聚氧乙烯醚(EN)組成不同聚合度的成分進行合理的分離。
醫藥領域
藥物原料
磷酸二氫鈉可制為注射用藥物阿奇霉素磷酸二氫鈉,其是一種環大環內酯類抗生素,具有廣譜抗菌性,針對其注射劑生物利用度低和對酸不穩定的特點,其還可以被制為阿奇霉素磷酸二氫鈉凍干粉針,從而加強其效用。
醫療器械
磷酸二氫鈉可用于制作316L不銹鋼,進而制為骨板、骨釘等醫療器械。利用磷酸二氫鈉作為電極水溶液,將316L不銹鋼腐蝕得到排列有序并呈蜂窩狀的多孔結構,最終得到316L不銹鋼產品。磷酸二氫鈉可以和其他化合物聯用作為萃取劑,通過萃取作用萃取水樣中的藥物殘留。例如磷酸二氫鈉可以和乙醇、1-二乙基氨-2-丙醇組成多元混合體系,將水樣中的諾氟沙星萃取完全。也可以利用三級逆流萃取技術,使用乙酸正丁酯作為酯相,利用磷酸二氫鈉的水溶液作為水相,萃取可利霉素粗品得到較純的可利霉素藥品。
食品領域
磷酸二氫鈉也可用作食品添加劑,能夠通過對金屬離子的合作用,達到調控pH和離子強度的作用,并且其本身還具有一定的抗菌作用和乳化分散作用,可以用作改良全蛋液凝膠的持水性、硬度、彈性和凝膠色澤,利用其乳化分散作用,可以使咸蛋黃中的蛋白質和油脂分離加快,提高咸蛋黃的感官評價。
磷酸二氫鈉可以作為一種酯化劑用于磷酸酯板栗淀粉的制作。可以利用磷酸二氫鈉在特定條件下催化其發生酯化反應,從而達到對磷酸酯板栗淀粉改良的目的。磷酸二氫鈉還可以加入到浮小麥面團中,磷酸基具有保水性,可以顯著提高穩定時間、粉質質量指數及拉伸參數,改善面粉質量。
環境領域
土壤修復
磷酸二氫鈉可以用于治理環境污染,其主要作用于土壤重金屬污染的修復,磷酸二氫鈉可以通過化學吸附、結晶沉淀等作用,將土壤中的重金屬鉛的濃度降低,從而達到修復土壤重金屬污染的目的。磷酸二氫鈉還能夠用于處理垃圾焚燒產生重金屬污染的處理,磷酸二氫鈉可以通過螯合作用將垃圾焚燒所產生飛灰中的重金屬鉛由不穩定態轉變為穩定態,并且提高其抗酸堿能力,從而達到治理重金屬污染的目的。
去污劑
磷酸二氫鈉是一種可溶性磷酸鹽,其在水溶液中電離度較高,可以作為一種高效環保的去污劑,常用于去除礦業開采中產生廢水中的放射性元素。磷酸二氫鈉在水中生成的磷酸二氫根可以和鈾離子發生絡合反應,從而形成沉淀以除去廢水中的鈾元素。
其他領域
阻化劑
磷酸二氫鈉可以作為一種鹽類阻化劑,用于滅火等消防安全。氣煤和肥煤燃燒會釋放出一氧化碳以及其他烴類氣體,而磷酸二氫鈉可以通過提高這些氣體的生成溫度,從而降低在煤燃燒過程中的氣體釋放量,達到抑制煤自燃的低溫氧化的作用。同時,使用磷酸二氫鈉對兩種煤處理后,可以將兩種煤的干裂溫度、著火溫度等進行延后。
HPLC流動相
在檢測黑糯米酒中有機酸含量時可以使用磷酸二氫鈉作為流動相,檢測有機酸含量需要緩沖液在波長210nm附近有較強的吸收,而磷酸鹽緩沖液作為一種經典緩沖液,其在紫外區幾乎沒有任何吸收,這大大提升了檢測時的靈敏度需要。也可以選用0.78%磷酸二氫鈉溶液作為流動相,用以檢測頭孢克洛原料中的相關雜質。
農肥
磷酸二氫鈉可以作為一種農肥噴灑在植物葉面,從提高果實的品質。通過在歐李植物葉面噴灑磷酸二氫鈉溶液,從而起到快速為植物提高磷的作用,幫助植物種子快速成熟,增加其產量,同時還可以增加果實中的果糖含量。
檢測方法
沉淀法
可以采用沉淀稱重的方法來測定磷酸二氫鈉的含量。將樣品溶解后加入硝酸溶液,加熱煮沸后放置冷卻,在冷卻過程中加入喹鉬檸酮溶液。待溶液完全冷卻后,進行抽濾,并使用水溶液洗滌沉淀,將沉淀干燥冷卻后稱重,經計算即可得磷酸二氫鈉含量。
滴定法
本品加水溶解后,加氯化鈉的飽和溶液與phenolphthalein指示液后,用氫氧化鈉滴定樣品溶液,通過酚顏色變化測定使用溶液含量,計算所用氫氧化鈉溶液的含量即得磷酸二氫鈉含量。
安全事宜
健康危害
人體攝入超過推薦劑量的片劑可能會導致嚴重的電解質紊亂,包括高磷血癥、低鈣血癥、高鈉血癥或低鉀血癥,可引起人體脫水和低血容量,并伴有相關的體征和癥狀,情況嚴重可能導致心律失常、癲癇發作、腎衰竭和死亡。腎功能受損或高磷血癥患者不應給予使用。同時,不應將其用于因尿路感染而尿液呈堿性的患者,因為堿性尿液中鈣和磷酸鹽濃度升高會增加產生磷酸鈣結石的風險。
預防措施
避免接觸皮膚和眼睛,避免形成灰塵和氣溶膠,在形成灰塵的地方提供適當的排氣通風。應按照良好的工業衛生和安全實踐進行處理。在休息前和工作結束時洗手,同時操作時應佩戴手套、穿戴防滲衣物,在工作區域內發生點源排放或受管制污染物擴散的任何地方,都應應用局部排氣通風,并減少人員接觸空氣污染物,確保局部通風將污染物排出。
消防安全
磷酸二氫鈉本身不具有自燃性,若發生火災應使用適合周圍火災類型的滅火劑滅火,但磷酸二氫鈉在高溫下可在氧氣中點燃,并釋放出有毒氣體,可以用水噴灑以達到稀釋有毒氣體的目的,也可使用干粉滅火劑和泡沫滅火劑,同時注意疏散人群,必要時佩戴自給式呼吸器進行滅火。
存儲
磷酸二氫鈉具有吸濕性,并且易溶于水,所以應存放在原裝容器中,保持容器安全密封,且容器應置于干燥通風的地方處。
參考資料 >
Monosodium phosphate | NaH2PO4 - PubChem.pubchem.2023-03-20