Фосфат магния: описание, формула, реакции, применение

Фосфат магния – это неорганическое соединение, состоящее из металла и остатка ортофосфорной кислоты. Широко применяется в аналитической химии, а также индустрии питания. Зарегистрирован как пищевая добавка, которой присвоен код Е343. Существуют сведения об опасности, однако она разрешена в России и многих странах Европы.

Содержание

  • Что такое фосфат магния
  • Физические свойства, внешний вид
  • Химические свойства, реакции
  • Производство и получение
  • Применение
    • Применение магния фосфата в пищевой промышленности
    • Применение магния фосфата в химии и других областях
  • Опасность
  • Где купить и сколько стоит
  • Перевозка, хранение
  • Заключение

Что такое фосфат магния

Фосфат магния – это соль из двух компонентов: щелочноземельного металла магния, для которого характерен заряд +2 и кислотного остатка, заряженного отрицательно: -3. Формула магния фосфата – Mg3(PO4)2. К фосфатам относят группу схожих веществ, которые описываются разными формулами:

  • формула магния фосфата однозамещённого – HMg3(PO4)2;
  • формула магния фосфата двузамещённого – HMgPO4;
  • формула магния фосфата трёхзамещённого – Mg3(PO4)2.

Чистый фосфат магния имеет синтетическое происхождение, его невозможно найти в природе, но его обнаруживают с некоторыми примесями в минералах. Бобьерит образуется в водных экосистемах, он очень мягкий и пластичный, чрезвычайно распространён по всему миру. Его жёлтые и голубые клиновидные кристаллы со стеклянным блеском и твёрдостью по шкале Мооса в 2-2,5 образуют розетки и агрегаты, внутри которых находятся полости. Впервые его описал француз Пьер Бобьера, название дано в честь этого химика-почвоведа.

Физические свойства, внешний вид

физические свойства фосфата магния

Фосфат магния при нормальных условиях – это бесцветный порошок без вкуса и запаха, высоко гигроскопичен, быстро поглощает влагу из воздуха, легко слёживается. Молекулярная масса – 262,855 г/моль. Плавится при температурном режиме, достигающем 1357 °С. Растворимость в воде крайне низкая, почти не растворяется при 25 °С.  Это обусловлено значительной силой электростатических взаимодействий между структурными элементами фосфата магния, они не позволяют молекулам воды разорвать связи.

Химические свойства, реакции

Фосфат магния демонстрирует качества, схожие с другими солями фосфатами. Так, в уравнении реакции магния фосфата с кислотой выделяется гидрофосфат:

Mg3(PO4)2 + H3PO4 → 3MgHPO4

В реакции магния фосфата с хлороводородом выделяется хлорид магния:

Mg3(PO4)2 + 6HCl → MgCl2 + 2H3PO4

Вещество реагирует и с гидроксидами. Протекает реакция магния фосфата с едким натром:

Mg3(PO4)2 + 6NaOH → 2Na3PO4 + 3Mg(OH)2

Производство и получение

химическая формула фосфата магния

Фосфат магния в лаборатории получают прямым взаимодействием составляющих:

Mg + 2H3PO4 → Mg3(PO4)2 +3H2

Получение описывается уравнением магния фосфата из оксида:

3MgO + 2H3PO4 → Mg3(PO4)2 + 3H2O

Синтез проводят также путём ионного обмена, сопровождающегося осаждением соли фосфата магния, калия (если используется фосфорнокислый калий):

3MgSO4 + 2Na3PO4 → Mg3(PO4)2 + 3Na2SO4

Добыча ведётся путём нейтрализации, уравнение магния фосфата из гидроокиси:

3Mg(OH)2 + 3H3PO4 → Mg3(PO4)2 + 6H2O

Фосфат магния синтезируют в ходе реакции фосфорного ангидрида и жжённой магнезии при подогревании. Результат виден в уравнении:

P2O5 + 3MgO → Mg3(PO4)2

Применение

Сферы применения магния фосфата – органическая и неорганическая химия, производство продуктов питания. Это ценный реагент для производства фосфорсодержащих соединений, он необходим для добычи фосфатных смесей, выпуска средств для ухода за зубами. Применение магния фосфата как пластификатора оправдано при изготовлении изделий из пластмасс. За счёт адсорбирующего действия он используется в многокомпонентных системах очистки воды от органических загрязнений, других металлов, в том числе свободного магния, калия.

Применение магния фосфата в пищевой промышленности

Пищевая добавка Е343 – антислёживающий агент, стабилизатор и эмульгатор, антиокислитель. Он стабилизирует неустойчивые составы, которые созданы из несмешивающихся ингредиентов: масляные, солёные, молочные. Фосфат магния проявляет себя как улучшитель муки и разрыхлитель. В тесте соли фосфатов магния способствует улучшению эластичности, делает его послушным. Готовая выпечка с добавлением Е343 мягкая с хрустящей корочкой. Такая продукция дольше сохраняет воздушность и приятные внешние качества, привлекательный товарный вид.

Фосфат магния – это мощный антиоксидант. В пище он замедляет окисление органики, продлевая тем самым срок годности. Он защищает продукцию от агрессивного кислорода воздуха, перекисных окислителей. С этим тесно связана функция пищевой добавки Е343 как регулятора кислотности. Пищевая добавка обеспечивает постоянство водородного показателя среды, pH остаётся одинаковым на протяжении длительного времени, что благоприятно сказывается на качестве и препятствует развитию патогенных микроорганизмов.

Фосфат магния поддерживает вязкость смесей, формирует густоту нужной степени. Его встречают в таких продуктах:

  • хлебобулочные изделия;
  • мука и разрыхлители;
  • сухие супы быстрого приготовления;
  • спортивное питание;
  • безалкогольные напитки;
  • мороженое и фруктовый лёд;
  • концентраты бульонов;
  • ароматизированные сиропы;
  • сливки;
  • соусы;
  • панировка;
  • сыр;
  • яйцепродукты;
  • макароны;
  • спред и маргарин;
  • рыбные и мясные консервы;
  • чипсы и снеки.

Применение магния фосфата в химии и других областях

Фосфат магния – это распространённый реагент. Сложность его применения заключается в том, что для многих процессов необходима водная среда, а фосфат является нерастворимым. Тем не менее, его используют на производствах для синтеза веществ, содержащих фосфор и магний благодаря подходящей формуле.

В косметологии фосфат магния вносят в зубные пасты как абразив. Благодаря мелким частицам и особой формуле он полирует поверхность эмали, очищая от налёта и осветляя её. Е343 добавляют в шампуни, гели для душа, крема и другие косметические средства. Он поддерживает баланс кислотности и поддерживает текстуру косметики для ухода за кожей и волосами.

Фосфат магния можно встретить в сыпучих моющих средствах. Он не позволяет порошку скомкиваться и поглощать излишки влаги, утрамбовываться, надолго сохраняет его чистящую способность.

Опасность

Фосфат магния отрицательно влияет на здоровье человека. Вещество повышает артериальное давление, усиливая нагрузку на сердечнососудистую систему, вызывая гипертензию. Длительный приём приводит к нарушению работы желудочно-кишечного тракта. Возникает тошнота, вздутие, боли и проблемы с отхождением стула. Установлена максимальная допустимая доза приёма пищевой добавки Е343 – 70 мг на 1 кг массы тела.

Фосфат магния относится к 4 классу (малоопасные вещества). При работе с ними необходимо соблюдать технику безопасности и правила личной гигиены: работать в перчатках, после эксплуатации тщательно мыть руки и споласкивать рот, рекомендуется надевать маску или респиратор.

Где купить и сколько стоит

Фосфат магния продают заводы-производители по оптовым ценам от 150 рублей за 1 кг при минимальной закупке в 25 кг. На рынке в изобилии представлены зарубежные поставщики, сбывающие ортофосфат от 2$/кг. Е343 можно приобрести в специализированных интернет-магазинах, цена от 5000 руб/кг. Высокая стоимость обусловлена чистотой реактива.

Перевозка, хранение

Фосфат магния транспортируют всеми видами крытого транспорта в оригинальных упаковках. Упаковывают кристаллический порошок в полиэтиленовые, бумажные, а затем тканевые мешки. Реагент хранят в сухом помещении с относительной влажностью воздуха не более 50%, в темноте.

Заключение

Фосфат магния применяется в различных областях. Несмотря на сведения о негативном воздействии, в допустимых концентрациях его используют для улучшения широкого спектра пищевой продукции, а также косметики, гигиенических товаров. Вещество востребовано в аналитике, выпуске пластиковых полимеров.