Фосфат натрия Na3PO4: свойства, получение, применение

Фосфат натрия Na3PO4 — средняя растворимая соль ортофосфорной кислоты, в растворе щелочная, молярная масса 164 г/моль.

Ключевые факты

Формула
Na3PO4
Класс
соль (средняя, растворимая)
Молярная масса
164 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 163,94 г/моль
Другие названия
ортофосфат натрия; тринатрийфосфат
Состояние
твёрдое кристаллическое вещество
Степени окисления
Na +1, P +5, O −2
Связи
ионная между Na+ и PO43−, внутри фосфат-иона ковалентная полярная
Кристаллическая решётка
ионная
Среда раствора
сильнощелочная (гидролиз по аниону)

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое фосфат натрия?

Фосфат натрия Na3PO4 — средняя соль ортофосфорной кислоты: все три атома водорода в ней замещены натрием. В отличие от фосфата кальция, эта соль хорошо растворима в воде, и именно её раствор используют как удобный источник фосфат-ионов в реакциях обмена.

Ортофосфорная кислота — кислота средней силы, а по третьей ступени диссоциации очень слабая, а гидроксид натрия — к сильным основаниям. Поэтому фосфат-ион гидролизуется заметно, а раствор получается явно щелочным. На экзамене эту соль чаще всего берут как пример щелочной среды и как реагент для осаждения нерастворимых фосфатов.

Какие физические свойства у фосфата натрия?

Физические свойства: фосфат натрия Na3PO4
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое кристаллическое вещество
Цвет и запахбелые кристаллы без запаха; чаще встречается кристаллогидрат
Растворимость в водехорошая, порядка 10 г на 100 г воды при комнатной температуре, сильно растёт при нагревании
Температура плавлениявыше 1500 °C у безводной соли
Среда растворащелочная, рН сильно выше 7

Какие химические свойства у фосфата натрия?

Фосфат натрия образует нерастворимые фосфаты с катионами кальция, серебра, бария и железа, реагирует с кислотами и легко гидролизуется. С избытком фосфорной кислоты он превращается в кислые соли.

  1. С нитратом серебра: жёлтый осадокNa3PO4 + 3AgNO3 → Ag3PO4↓ + 3NaNO3
  2. С хлоридом кальция: белый осадок2Na3PO4 + 3CaCl2 → Ca3(PO4)2↓ + 6NaCl
  3. С избытком соляной кислотыNa3PO4 + 3HCl → 3NaCl + H3PO4
  4. Гидролиз по аниону (первая ступень)PO43− + H2O ⇄ HPO42− + OH−
  5. С фосфорной кислотой образует дигидрофосфатNa3PO4 + 2H3PO4 → 3NaH2PO4

Продукт реакции с кислотой зависит от её количества. При недостатке образуются гидрофосфат или дигидрофосфат, при избытке — свободная фосфорная кислота; в задаче внимательно читайте соотношение.

Как получают фосфата натрия?

Нейтрализацией

Фосфат натрия получают полной нейтрализацией фосфорной кислоты щёлочью; на уровне задания считают, что щёлочи взято в избытке для замещения всех трёх атомов водорода.

  • 3NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3H2O

Из кислой соли

Гидрофосфат натрия превращается в средний фосфат при добавлении щёлочи.

  • Na2HPO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O

Как распознать фосфат натрия? Качественная реакция

Фосфат-ион определяют нитратом серебра: выпадает жёлтый осадок фосфата серебра, который растворяется в азотной кислоте. Ион натрия окрашивает пламя в жёлтый цвет.

  • 3Ag+ + PO43− → Ag3PO4↓

Где применяют фосфата натрия?

  • моющие и чистящие средства, умягчение воды;
  • подготовка поверхности металла перед окраской и обезжиривание;
  • пищевая добавка в плавленых сырах и мясных продуктах;
  • реагент в лабораториях для осаждения фосфатов.

Меры предосторожности. Раствор щелочной и раздражает кожу и глаза; при попадании на кожу промыть водой. Фосфаты в стоках загрязняют водоёмы, поэтому их не сливают.

Чему равна молярная масса фосфата натрия?

M(Na3PO4) = 3·23 + 31 + 4·16 = 164 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 163,94 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где фосфат натрия встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса фосфата натрия?

M(Na3PO4) = 3·23 + 31 + 4·16 = 164 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 163,94 г/моль.

Почему раствор фосфата натрия сильнее щелочной, чем раствор соды?

Фосфат-ион соответствует очень слабой третьей ступени диссоциации фосфорной кислоты и поэтому сильнее связывает ионы водорода воды. Освобождается больше гидроксид-ионов.

Какого цвета осадок даёт фосфат натрия с нитратом серебра?

Жёлтого: образуется фосфат серебра. Этим он отличается от белых осадков хлорида серебра и фосфата кальция.

Чем фосфат натрия отличается от гидрофосфата и дигидрофосфата?

Числом замещённых водородов: у Na3PO4 замещены все три, у Na2HPO4 два, у NaH2PO4 один. Чем больше водорода осталось, тем менее щелочной раствор.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: натрий Na, фосфор P, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники