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

Названы знаки зодиака, которым предстоит пройти полосу испытаний во второй половине мая 2022 году

Астрологи определили, каким знакам зодиака во второй половине мая придется пройти череду испытаний. Однако огорчаться не стоит. Ведь трудности...

Обратите внимание! Вам могут помочь цифры, приносящие денежный успех и удачу!

Нумерология – это наука, которая занимается изучением цифр. Ее главная задача – определить сакральное значение, энергетику и особенности каждого...

Знаки зодиака, которые обычно терпеть не могут комплименты

К сожалению, далеко не всегда человек может задобрить своего собеседника, сказав ему несколько приятных слов. Есть люди, которые не...

5 знаков зодиака, которые зачастую не могут контролировать свой гнев

Хорошо это или плохо, но астрология играет ключевую роль в формировании нашей личности. В зависимости от гороскопа, составленного по...

До их сердца невозможно достучаться: их считают самыми безразличными знаками зодиака

К сожалению, как бы человек ни старался расположить к себе каждого своего знакомого, с некоторыми личностями ему может быть...

Денежное изобилие должно ждать 5 знаков зодиака в середине мая 2022 года

В середине мая 2022 года пять зодиакальных представителей столкнутся с денежным благополучием и невероятной удачей. Им предстоит стать настоящими...

Лигнин: свойства, применение, инструкция

Лигнин – это сложное полиароматическое вещество органического происхождения, которое накапливают растения. Наряду с целлюлозой оно составляет растительные клеточные стенки,...
0 Комментария

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Adblock
detector