Фосфат кальция: свойства, применение, виды, формула и реакции

Фосфат кальция – это однородный кристаллический порошок белого цвета с низкой степенью растворимости в воде. В пищевой промышленности данная пищевая добавка известна под индексом Е341. Добавка считается прекрасным консервантом со свойствами антиоксиданта. В продуктах питания она часто выполняет роль разрыхлителя.

В других отраслях промышленности фосфат кальция также заработал высокую популярность – он используется в качестве эмульгатора и уплотнителя. Кроме того, добавка выполняет роль стабилизатора, регулятора кислотности и фиксатора.

Фосфат кальция

Фосфат кальция – это вещество, принадлежащее к классу неорганических соединений. Его получают посредством обработки минералов: апатита, фосфорита и гидроксилапатита. Камни подвергают обжигу в специальных печах, после чего добавляют к начальному сырью полугидратную фосфорную кислоту. На финальном этапе своего производства добавка принимает вид белого однородного порошка с высокой степенью растворимости в кислотах и низкой степенью растворимости в воде.

Выделяют 3 основные разновидности фосфата кальция: каждая из них занимает важное место в разных сферах жизнедеятельности человека. Так, фосфат кальция обладает высокой степенью устойчивости к влиянию внеклеточной жидкости. Естественная разновидность фосфата кальция в небольших количествах содержится в молоке и продуктах на его основе, встретить рассматриваемую соль можно также в составе костной ткани.

Основные сведения о фосфатах кальция

Фосфат кальция – это неорганическое соединение, получают которое, как правило, на специализированных предприятиях. Существует и натуральная разновидность фосфата кальция – обнаружить ее можно в составе коровьего молока и продуктов из него, а также в костной ткани.

Внешне фосфат кальция представляет собой светлый мелкокристаллический порошок без запаха. Добавка прекрасно растворяется в кислотах, но в воде сохраняет свою структуру.

Фосфат кальция может существовать в двух основных разновидностях:

  1. Моноклинная сингония.
  2. Гексагональная сингония.

Фосфат кальция широко применяется в разных отраслях промышленности: так, его часто используют в производстве продуктов питания (в составе соединение указывают под индексом Е341), также соль можно обнаружить в фармацевтической промышленности. Благодаря своим физико-химическим свойствам фосфат кальция считается идеальным компонентом длинного перечня лекарственных препаратов.

Формула и основные физические свойства фосфата кальция и его разновидности

Химическая формула фосфата кальция:

Ca3(PO4)2

Выделяют две основные разновидности фосфата кальция – α и β. Они различаются между собой физическими свойствами (в частности, плотностью и температурой плавления). α –разновидность имеет моноклинную сингонию, тогда как β-разновидность обладает гексагональной сингонией.

Обе разновидности фосфата кальция плохо растворяются в воде, причем степень растворимости становится ниже с ростом температуры жидкости. Также фосфат кальция не способен к растворению в жидком аммиаке, ацетоне, этаноле, диэтиловом эфире и прочих органических соединениях.

Молекула фосфата кальция

Молекула фосфата кальция

В пищевой промышленности известны 3 основные разновидности фосфатов кальция, различающиеся между собой по степени замещения атомов водорода. Выделяют такие добавки фосфата кальция:

  • пищевая добавка Е341(i) – это ортофосфат кальция 1-замещенный, формула соединения Ca(Н2PO4)2;
  • пищевая добавка Е341(ii) – ортофосфат кальция 2-замещенный, формула соединения CaНPO4;
  • пищевая добавка Е341(iii) – ортофосфат кальция 3-замещенный, формула соединения Ca3(PO4)2.

Фосфат кальция не имеет ни запаха, ни вкуса.

Агрегатное состояние соединения твердое.

Плотность разновидности соединения составляет 2810 кг/м3. Для -разновидности аналогичный показатель составляет 3067 кг/м3.

Температура плавления -разновидности – 1200 ˚С, -разновидности – 1670 ˚С.

Молярная масса фосфата калия – 310,18 г/моль.

Получение фосфата кальция

Вещество добывается промышленным путем, но встретить ее можно и в природе – она входит в состав некоторых минералов. Обнаружить фосфат кальция можно также в натуральном коровьем молоке и в составе костной ткани человека.

Так, основным сырьем для получения фосфата кальция, как уже было сказано выше, являются минералы, однако они являются не единственным сырьем для получения вещества в лабораторных условиях.

Фосфат кальция получают в ходе следующих реакций:

  1. Взаимодействие оксида кальция с ортофосфорной кислотой с выделением фосфата кальция и 3 молекул воды:
    3CaO + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 3H2O
  2. Взаимодействие гидроксида кальция с ортофосфорной кислотой с образованием фосфата кальция и 6 молекул воды:
    3Ca(OH)2 + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 + 6H2O
  3. Взаимодействие фосфата лития с хлоридом кальция с образованием фосфата кальция и 6 молекул хлорида лития:
    2Li3PO4 + 3CaCl2 → 6LiCl + Ca3(PO4)2
  4. Взаимодействие фосфата натрия с хлоридом кальция с образованием фосфата кальция и 6 молекул натриевой соли:
    2Na3PO4 + 3CaCl2 → Ca3(PO4)2 + 6NaCl
  5. Разложение гидроортофосфата кальция с образованием фосфата кальция и ортофосфорной кислоты:
    3CaHPO4 → Ca3(PO4)2 + H3PO4

Основные реакции, химические свойства фосфата кальция

Химические свойства фосфата кальция схожи со свойствами металлов. Соответственно, для него характерны следующие реакции:

  1. Взаимодействие фосфата кальция с углеродом (для протекания реакции важно поддержание температуры в диапазоне от 900 до 1200 градусов):
    Ca3(PO4)2 + 8C → Ca3P2 + 8CO
    В результате образуются фосфид кальция и окись углерода.
  2. Взаимодействие фосфата кальция с углеродом и оксидом кремния:
    Ca3(PO4)2 + 5C + 3SiO2 → 2P + 5CO + 3CaSiO3
    По завершении реакции образуются фосфор, окись углерода и силикат кальция. Для создания правильных условий применяют специальные электропечи, температуру в которых поддерживают на отметке 1500 градусов. Данную реакцию часто применяют для промышленного производства фосфора.
  3. Взаимодействие фосфата кальция с алюминием:
    3Ca3(PO4)2 + 16Al → 3Ca3P2 + 8Al2O3
    В итоге образуются фосфид кальция и оксид алюминия. Для правильного протекания реакции важно удерживать температуру на отметке 500 градусов.
  4. Взаимодействие фосфата кальция с оксидом азота и водой:
    Ca3(PO4)2 + 3NO2 + H2O → Ca(NO3)2 + 2CaHPO4 + NO
    По завершении реакции образуются нитрат кальция, гидрофосфат кальция и оксид азота.
  5. Взаимодействие фосфата кальция с ортофосфорной кислотой с образованием гидроортофосфата кальция:
    Ca3(PO4)2 + H3PO4 → 3CaHPO4
  6. Реакция термического разложения соединения при температуре 2000 градусов на оксид кальция и оксид фосфора:
    Ca3(PO4)2 → 3CaO + P2O5

Допустимые нормы употребления фосфата кальция

Пищевая добавка Е341 широко применяется в производстве продуктов питания: она выполняет роль регулятора кислотности, стабилизатора и влагоудерживающего агента.

Обнаружить её можно в составе молока и молочных продуктов, различных масел, кондитерской продукции, некоторых овощей и фруктов, а также хлебобулочных изделий.

Использовать фосфаты разрешается даже в составе детского питания – вещества считаются полностью безопасными для состояния человеческого здоровья.

Максимально допустимый объем фосфата кальция, который можно использовать в 1 килограмме/литре продукции составляет 20000 мг. Употребление 100 грамм такого продукта полностью удовлетворяет суточную потребность человека в фосфатах.

Сферы применения фосфата кальция

Фосфат кальция широко применяется в самых разных сферах человеческой жизни. Так, его часто можно обнаружить в составе кормов для домашних животных и птиц – им он необходим для восполнения дефицита кальция в организме. Также соединение вводят в состав лекарственных препаратов, применяют в процессе производства стекла и абразивов.

Встретить фосфат кальция можно и в пищевой промышленности: его применяют в качестве разрыхлителя, фиксатора цвета готового продукта и стабилизатора. Фосфат кальция в составе продуктов указывают под индексом Е341. Наиболее часто обнаружить его можно в составе молока и молочной продукции, мороженого, выпечки, рыбных и мясных продуктов, а также некоторых алкогольных напитков. Так, например, пищевая добавка Е341 выполняет роль эмульгирующей соли при производстве плавленых сырков. Некоторые производители вводят фосфат кальция в состав спортивного питания, сухих завтраков, рассыпных травяных чаев, разной консервации и очищенных масел. Использование фосфата кальция в пищевой промышленности регулирует СанПиН 2.3.2.1293-03, где пищевая добавка Е341 обозначена как регулятор кислотности, улучшитель муки, применяемой для производства хлеба, отвердитель, стабилизатор, разрыхлитель, добавка, препятствующая слеживанию и образованию комочков.

Популярен фосфат кальция и в сельскохозяйственной сфере – его применяют в качестве минерального удобрения для грунтов с высоким показателем кислотности.

Встретить добавку можно в составе зубных паст и порошков.

Фосфат кальция в пищевой промышленности

В сфере производства продуктов питания фосфат кальция отвечает за следующие задачи:

  • стабилизация консистенции;
  • ускорение процесса затвердевания;
  • разрыхление порошкообразных смесей;
  • препятствование образованию комочков в муке и сахарной пудре;
  • носитель ароматизаторов в мясных изделиях;
  • соль для производства плавленого сыра;
  • очищение сахарного сиропа для производства рафинада;
  • сохранение влаги в изделиях из мяса и рыбы.

Свойства фосфата кальция, влияние на организм

Исследование добавки и ее влияния на состояние человеческого организма ведутся более 50 лет. Никаких доказательств того, что фосфат кальция способен оказывать негативное воздействие на человека, нет, однако споры о допустимости его применения в пищевой промышленности ведутся до сих пор.

Некоторые убеждены в том, что фосфат кальция обладает канцерогенными свойствами и является причиной скопления в организме излишка холестерина. Его чрезмерное употребление, по словам специалистов, способно провоцировать возникновение нарушений в работе пищеварительной системы.

Несмотря на потенциальный вред, фосфат кальция считается одним из важных компонентов для правильной работы организма – он отвечает за прочность костей и зубов.

Полезные свойства фосфата кальция

В первую очередь стоит отметить пользу, которую фосфат кальция несет для зубов и костей – являясь их строительным материалом, он способен укреплять ткани, улучшать их состояние. В больших количествах фосфат кальция содержится в молочной продукции – именно из нее и советуют получать вещество специалисты. Дело в том, что наравне с фосфатом кальция в молоке и продуктах на его основе содержится большое количество казеина, упрощающего процесс усвоения вещества.

Фосфат кальция

В средствах для ухода за ротовой полостью фосфат кальция выступает в роли мягкого абразива, бережно удаляющего налет с поверхности зубов.

Фосфат кальция легко переносится организмом, поэтому разрешен к применению во многих странах. Более того, его часто используют в качестве БАДа, действие которого направлено на восполнение дефицита фосфора и кальция в организме.

Вред фосфата кальция

Максимально допустимый объем фосфата кальция – 70 мг на килограмм тела в сутки. В случае регулярного превышения рекомендуемой нормы велик риск развития следующих заболеваний:

  • отклонения в работе органов ЖКТ;
  • почечная недостаточность;
  • возникновение фосфатных камней в почках и мочевом пузыре;
  • резкий скачок уровня холестерина;
  • снижение уровня кальция, повышение хрупкости костей.

Класс опасности фосфата кальция и правила его хранения

Фосфат кальция абсолютно нетоксичен, не может взрываться и воспламеняться. Согласно нормативным документам, он принадлежит к 3 классу опасности – то есть, к веществам, оказывающим умеренное отрицательное воздействие на состояние здоровья человека.

Максимально допустимая концентрация фосфата кальция в воздухе рабочей зоны составляет 6мг/м3.

Фосфат кальция фасуют в плотные полиэтиленовые мешки, в них же осуществляют его транспортировку. Для хранения вещества допускается использовать 2-, 3- и 4-слойные бумажные мешки.

Температуру вещества при перевозке, хранении и прочих манипуляциях необходимо удерживать на отметке ниже 55 градусов.

Где можно купить фосфат кальция и сколько он стоит

Проще всего приобрести интересующее вас вещество в интернете или на предприятиях, специализирующихся на его производстве. Стоимость соединения может быть разной – определяющим фактором является чистота продукта и его назначение. Самый дешевый фосфат кальция стоит около 1000 рублей за килограмм, цена самых качественных его разновидностей может достигать 2000 рублей за килограмм.

Заключение

Фосфат кальция – это однородный белый порошок без вкуса и запаха. В составе продуктов питания – в частности, молочной и хлебобулочной продукции – его можно распознать под индексом Е341. Наибольшей популярностью добавка пользуется в пищевой и фармацевтической промышленности, применяют его также в сельском хозяйстве и некоторых других сферах. Фосфат кальция считается безопасным для здоровья человека (его можно давать даже младенцам) при соблюдении правил употребления. В случае регулярного превышения рекомендуемого объема велик риск возникновения отклонений в состоянии здоровья: нарушения работы органов ЖКТ, проблемы с почками и т.д..

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Поделитесь
Читать еще

Самые талантливые знаки зодиака. Топ-4

Талантливые люди удивляют невероятными умениями и вызывают неподдельное восхищение. Астрологи рассказали, кого из представителей гороскопа звезды щедро одарили множеством...

Карбонат натрия (кальцинированная сода): свойства, применение, реакции

Карбонат натрия или кальцинированная сода – это распространенное во многих сферах вещество. Когда-то домохозяйки не могли обойтись без него...

Названы знаки зодиака, которых в 10-х числах декабря может ожидать удача и денежный приток

Вы верите в удачу? Если нет, то очень даже зря. Астрологи назвали нескольких представителей зодиакального круга, для которых весьма...

Сказочное счастье: знаки зодиака кому может повезти встретить большую любовь в середине декабря

Настоящая любовь – чувство большое и светлое. Кто-то влюбляется каждый раз сильно и страстно, а некоторые просто изображают чувства...

Как получить кэшбэк на Мегабонус в Ашане

Кому не хочется экономить на покупках и получать не только моральное удовлетворение от удачного шопинга, но и приятные материальные...

Топ-5 знаков зодиака, которые любят заводить служебные романы

Работа – не всегда источник денег. Некоторые посещают офис исключительно с целью найти любовь всей жизни. Представляем астрорейтинг главных...

Фантастический успех: этих знаков зодиака может накрыть с головой сказочной удачей в конце 2021 года

Напоследок уходящий год порадует некоторых представителей зодиакального круга фантастической удачей. Многие смогут добиться желаемого, поправить своё материальное положение и...
0 Комментария

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector