Фосфат кальция, характеристика, свойства и получение, химические реакции.
Фосфат кальция – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Ca3(PO4)2.
Краткая характеристика фосфата кальция
Физические свойства фосфата кальция
Химические свойства фосфата кальция
Химические реакции фосфата кальция
Применение и использование фосфата кальция
Краткая характеристика фосфата кальция:
Фосфат кальция – неорганическое вещество бесцветного либо белого цвета, соль металла кальция и ортофосфорной кислоты.
Фосфат кальция представляет собой бесцветные кристаллы.
Химическая формула фосфата кальция Ca3(PO4)2.
Фосфат кальция существует в виде двух модификациях (α и β), отличающихся физическими свойствами (плотностью и температурой плавления). α-модификация фосфата кальция имеет моноклинную сингонию. β-модификация фосфата кальция имеет гексагональная сингонию.
Плохо растворим в воде. В отличие от многих химических веществ растворимость фосфата кальция падает с увеличением температуры.
Не растворим в жидком аммиаке, ацетоне, диэтиловом эфире, этаноле и пр. органических растворителях.
В пищевой промышленности используется 3 типа фосфатов кальция, согласно степени замещения атомов водорода:
– добавка Е341(i) – ортофосфат кальция 1-замещенный (Monocalcium ortophosphate) с химической формулой Ca(Н2PO4)2;
– добавка Е341(ii) – ортофосфат кальция 2-замещенный (Dicalcium ortophosphate) с химической формулой CaНPO4;
– добавка Е341(iii) – ортофосфат кальция 3-замещенный (Tricalcium ortophosphate) с химической формулой Ca3(PO4)2.
Фосфат кальция широко распространён в природе. Входит в состав минералов фосфорита, апатита, гидроксиапатита. Фосфаты кальция содержатся в коровьем молоке. В организме человека кальций существует в основном в виде фосфатов кальция. Кости человека на семьдесят процентов состоят из фосфатов кальция. Зубная эмаль тоже состоит в основном из гидроксиапатитов (соединений фосфата кальция).
Физические свойства фосфата кальция:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Химическая формула | Ca3(PO4)2 |
| Синонимы и названия иностранном языке | calcium phosphate (англ.)
витлоктит (рус.) кальций фосфорнокислый (рус.) кальция ортофосфат (рус.) трикальций фосфат (рус.) |
| Тип вещества | неорганическое |
| Внешний вид | бесцветные тригональные кристаллы |
| Цвет | бесцветный, белый |
| Вкус | —* |
| Запах | без запаха |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое вещество |
| Плотность α-модификации фосфата кальция (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 2810 |
| Плотность α-модификации фосфата кальция (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 2,81 |
| Плотность β-модификации фосфата кальция (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 3067 |
| Плотность β-модификации фосфата кальция (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 3,067 |
| Температура кипения, °C | — |
| Температура плавления α-модификации фосфата кальция, °C | > 1200 |
| Температура плавления β-модификации фосфата кальция, °C | 1670 |
| Молярная масса, г/моль | 310,18 |
| Растворимость в воде при 25 °C, г/100 мл | 0,0025 |
* Примечание:
— нет данных.
Получение фосфата кальция:
Фосфат кальция получают из минералов, в которых он содержится: фосфорита, апатита, гидроксиапатита.
Фосфат кальция также получают в результате следующих химических реакций:
- 1. взаимодействием оксида кальция и ортофосфорной кислоты:
3CaO + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 3H2O.
- 2. взаимодействием гидроксида кальция и ортофосфорной кислоты:
3Ca(OH)2 + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6H2O.
- 3. взаимодействием фосфата лития и хлорида кальция:
2Li3PO4 + 3CaCl2 → 6LiCl + Ca3(PO4)2.
- 4. взаимодействием фосфата натрия и хлорида кальция:
2Na3PO4 + 3CaCl2 → Ca3(PO4)2 + 6NaCl.
- 5. разложения гидроортофосфата кальция:
3CaHPO4 → Ca3(PO4)2 + H3PO4.
Реакция протекает при кипении.
Химические свойства фосфата кальция. Химические реакции фосфата кальция:
Химические свойства фосфата кальция аналогичны свойствам фосфатов других металлов. Поэтому для него характерны следующие химические реакции:
1. реакция фосфата кальция и углерода:
Ca3(PO4)2 + 8C → Ca3P2 + 8CO (t = 900-1200 oC).
В результате реакции образуются фосфид кальция и оксид углерода (угарный газ).
2. реакция фосфата кальция, углерода и оксида кремния:
Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 → 2P + 5CO + 3CaSiO3 (t = 1500 oC).
или
2Ca3(PO4)2 + 10C + 6SiO2 → P4 + 10CO + 6CaSiO3 (t = 1500 oC).
В результате реакции образуются фосфор, оксид углерода (угарный газ) и силикат кальция. Реакцию проводят в электропечах без доступа воздуха. Реакция представляет собой современный метод производства фосфора.
3. реакция фосфата кальция и алюминия:
3Ca3(PO4)2 + 16Al → 3Ca3P2 + 8Al2O3 (t = 500 oС).
В результате реакции образуются фосфид кальция и оксид алюминия.
4. реакция фосфата кальция, оксида азота и воды:
Ca3(PO4)2 + 3NO2 + H2O → Ca(NO3)2 + 2CaHPO4 + NO.
В результате реакции образуются нитрат кальция, гидроортофосфат кальция и оксид азота.
5. реакция фосфата кальция и ортофосфорной кислоты:
Ca3(PO4)2 + H3PO4 → 3CaHPO4.
В результате химической реакции образуется гидроортофосфат кальция.
6. реакция фосфата кальция с азотной кислотой:
Ca3(PO4)2 + 6HNO3 → 2H3PO4 + 3Ca(NO3)2.
В результате химической реакции образуются нитрат кальция и ортофосфорная кислота. Азотная кислота используется в виде концентрированного раствора.
Аналогично проходят реакции фосфата кальция и с другими сильными минеральными кислотами.
7. реакция термического разложения фосфата кальция:
Ca3(PO4)2 → 3CaO + P2O5 (t = 2000 оС).
В результате реакции термического разложения фосфата кальция образуются оксид кальция и оксид фосфора.
Применение и использование фосфата кальция:
Фосфат кальция используется во множестве отраслей промышленности и для бытовых нужд:
– в пищевой промышленности при производстве хлебобулочных изделий, специальных напитков (например, для спортсменов), концентрированного молока с высоким содержанием сухих веществ, сухого молока, сгущенного молока, мороженого, рыбных и мясных фаршей, ликер-водочных изделий, сухих и травяных чаев, полуфабрикатов, сухих завтраков, продуктов быстрого приготовления, кондитерских изделий, разрыхлителей для выпечки, плавленых сыров, биологически активных добавок, консервированных фруктов и овощей,
– в пищевой промышленности как стабилизатор, регулятор кислотности, разрыхлитель, фиксатор окраски, как эмульгирующая соль в производстве плавленых сыров, как разделяющий агент и противослеживающий агент в сухом молоке и сливках, как антикристаллизатор сгущенного молока и уплотнитель растительных тканей в производстве фруктовых и овощных консервов,
– в качестве пищевой добавки Е341,
– как составной компонент зубных паст и порошков,
– в качестве минеральной подкормки для скота и птиц,
– в производстве керамики и стекла, абразивов,
– в химической промышленности как исходное сырье для получения фосфорной кислоты и фосфора,
– в медицине, входит в состав некоторых лекарств,
– в составе фосфоритной муки используется как удобрение для кислых почв.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
фосфат кальция реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода соль гидролиз цинка
уравнение реакций соединения масса взаимодействие масса фосфата кальция
реакции