Фосфат кальция, характеристика, свойства и получение, химические реакции

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

Получение 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. 1. взаимодействием оксида кальция и ортофосфорной кислоты:

3CaO + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 3H2O.

  1. 2. взаимодействием гидроксида кальция и ортофосфорной кислоты:

3Ca(OH)2 + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6H2O.

  1.  3. взаимодействием фосфата лития и хлорида кальция:

2Li3PO4 + 3CaCl2 → 6LiCl + Ca3(PO4)2.

  1.  4. взаимодействием фосфата натрия и хлорида кальция:

2Na3PO4 + 3CaCl→ Ca3(PO4)2 + 6NaCl.

  1.  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

 





карта сайта

фосфат кальция реагирует кислота 1 2 3 4 5 вода соль гидролиз цинка
уравнение реакций соединения масса взаимодействие масса фосфата кальция
реакции