Natriumtrifosfat

Natriumtrifosfat (STP = STPP – "sodium tripolyphosphate" – ibland kallat TPP) är ett oorganiskt salt.

Natriumtrifosfat
Systematiskt namn	Pentanatriumtrifosfat (IUPAC)
Övriga namn	Natriumtripolyfosfat, polygon, STPP (av sodium tripolyphosphate)
Kemisk formel	Na5P3O10
Molmassa	367,864 g/mol
Utseende	Vitt pulver
CAS-nummer	7758-29-4
Egenskaper
Densitet	2,52 g/cm³
Löslighet (vatten)	145 g/l (25 °C)
Smältpunkt	622 °C
Faror
Huvudfara	Ej brännbart, men kan i en brand sönderdelas och avge farliga ångor. (Se ICSC 1469 för åtgärder.) RTECS = YK4570000
NFPA 704	0 2 0
SI-enheter & STP används om ej annat angivits

STPP är natriumsaltet till polyfosfatpenta-anjonen, vars konjugatbas är trifosforsyra.

Tillverkning och egenskaper

Natriumtripolyfosfat tillverkas genom upphettning av en stökiometriskt sammansatt blandning av dinatriumfosfat, Na₂HPO₄ och mononatriumfosfat, NaH₂PO₄, under noggrann styrning.

2 Na₂HPO₄ + NaH₂PO₄ → Na₅P₃O₁₀ + 2 H₂O

Med denna metod tillverkas årligen cirka 2 megaton.

STPP är ett färglöst salt som förekommer i såväl vattenfri form som kristallin form (hexahydrat).

Bindning av en metallkatjon (M) i ett trifosfat

Anjonen utgörs av pentanjon-kedjan

[O₃POP(O)₂OPO₃]^5-.

Det finns många di-, tri- och polyfosfater, bl a cyklisk trifosfat, P₃O₉^3-.

Anjonens koppling mot metallkatjoner kan ske genom bidental (tvåvägs) och tridental (trevägs) bindning.

Användning

Natriumtrifosfat tillverkas i stora mängder och ingår i många hushålls- och industriprodukter, särskilt tvättmedel av olika slag.

Tvättmedel

Huvuddelen av STPP används som en ingrediens i saluförda tvättmedel. Det fungerar där som "byggare". (Fackjargong för avhärdning av s.k. hårt vatten.) Om vattnet håller hög halt av jonslagen Ca²⁺ och Mg²⁺), kallas det hårt, och i sådant vatten fungerar tvättmedel dåligt. STPP^5- används som avhärdare genom komplexbindning, så att kalciums och magnesiums dikatjoner fångas och ersätts med natrium så att verkan av i tvättmedlet ingående sulfonater inte störs. Även tetranatriumdifosfat (natriumpyrofosfat) och natriumhexametafosfat fungerar på samma sätt.

Livsmedel

STPP kan användas som konserveringsmedel for fisk och skaldjur, köttvaror, fågel och sammansatta animaliska livsmedel. Som tillsatsämne får det E-nummer E451.

Vatten tillsätts ofta vissa livsmedel, såsom skinka, kassler m m för att de skall få ett friskare utseende. STPP emulgerar vattnet så att det hålls på plats. I många länder finns bestämmelser om den mängd vatten som tillåts, ty vattnet kan öka varans vikt betydligt. ("Matfusk:" Eftersom vatten är billigt och kött dyrt får man mindre mat för pengarna, än det kilopriset ger sken av.)

Andra tillämpningar

Hundratusentals ton natriumtrifosfat används varje år för en mängd olika ändamål, t.ex.

• teknisk keramik (keramer)
• garvning av läder
• klumpförebyggande medel i pulverformiga material (även för annat än som livsmedelstillsats)
• fördröjning av härdtiden vid tillverkning av härdplastföremål
• flamskyddsmedel
• papperstillverkning
• pigment i korrosionsskyddsmedel
• textiltillverkning
• gummivaror
• fermentering i biokemiindustrin
• antifrysmedel."
• STPP med sina polyanjonändar i molekylen kan utnyttjas som tvärbindare i polysackarider som används för administrering av läkemedel.

Hälsoeffekter

E451 är än så länge godkänt av Livsmedelsverket som livsmedelstillsats. Livsmedelsverket följer därvid EU-direktiv. United States Food and Drug Administration (FDA) anser STPP i princip ofarligt i mat.

På senare tid har larmats om att fosfater i maten eventuellt skulle kunna vara skadligt, bl a har det sagts att njurskador riskeras, och därmed sekundärt andra skadliga effekter, eftersom överskott av fosfater inte kan avgå genom urinen, utan då stannar i kroppen i skadliga koncentrationer för somliga organ. Till den änden har EFSA börjat en studie över för kroppen möjligen skadligt fosfor i maten. Om resultatet av den studien skulle visa att fosforhaltiga E-nummer-ämnen är betänkliga, återstår att se.

I vattenlösning sönderfaller polyfosfater i enklare fosfat (hydrolys), vilket är en förutsättning för vissa livsprocesser.

Exempelvis är Adenosintrifosfat (ATP), – ett derivat av trifosfat – livsnödvändigt. Det innebär att toxisk verkan från polyfosfater är låg. LD₅₀ vid oralt intag är >1 g/kg kroppsvikt enligt en dansk undersökning.

Detta torde vara anledningen till att inga mutageniska eller karcinogena effekter har märkts, ej heller nedsatt fortplandningsförmåga.

Salter med polyfosfatanjoner är något irriterande på huden och slemhinnor eftersom de är svagt basiska.

Miljöpåverkan

Eftersom ämnet är så allmänt förekommande kan det ge miljöproblem genom övergödning.

Världens förbrukning av STPP år 2000 har uppskattats till ca 2 megaton. Eftersom STPP är mycket lättlösligt i vatten blir inte särskilt mycket kvar som avloppsslam, och kommer inte den vägen ut i naturen genom slamspridning som jordbruknäring. Inga miljörisker hänförbara till STPP i tvättmedel har kunnat konstateras vare sig i mark eller luft. Det STPP som kan finnas i sådana rengöringsmedel som används i vanliga hushåll hamnar i hushållens avloppsvatten och tas då om hand hos reningsverk, via trekammarbrunnar, genom avloppsinfiltration eller andra fristående anläggningar för hantering av smutsvatten.

Eftersom STPP är ett oorganiskt ämne, kan biologisk rening användas bara i speciella fall. Om STPP hydrolyserats ända till slutprodukten ortofosfat (PO₄) kan det tas om hand av alger eller andra mikroorganismer. Fosforn i STPP hamnar således till slut i naturens egna ekosystem, fosforcykeln .

Pålitliga publicerade studier bekräftar den biokemiska uppfattningen att STPP successivt bryts ned av biokemiska processer när det kommer i kontakt med avloppsvatten i kloakrör och slutligen i reningsverk samt även i vattenmiljöer i naturens ekosystem.

Detta har med användning av EUSES-modellen och HERA-scenariet beträffande tvättmedel gjort det möjligt att beräkna ett värstafall som skulle kunna inträffa, PEC (Predicted Environmental Concentrations, beräknade miljöhalter). Vid denna beräkning ansatte man för säkerhets skull 10 % regionalt utsläpp i stället för de 7 % som antagits i HERA-scenariet.

Pålitliga studier av kortsiktiga effekter på vattenmiljön finns, vilka visar att STTP inte är giftigt för vattenlevande organismer: alla EC/LC50-tal är större än 100 mg/l för daphnier, fisk och alger.

Av denna anledning, och p.g.a. att STPP finns i vattensystemen genom hydrolys bara tillfälligt har man hittills inte studerat eventuell långsiktig verkan på dessa vattenlevande organismer.

Värdet på PNEC (Predicted no-effect concentrations, beräknad gränshalt för icke-påverkan) har därför beräknats för vattenmiljö och slam under antagande av resultaten från undersökningarna av kortsiktiga effekter.

Inverkan från fosforhaltigt spillvatten

Rengöringsmedel som innehåller fosfor bidrar tillsammans med andra fosforkällor till övergödning, även kallad eutrofiering, av många sötvatten. Med övergödning menas en ökning av kemiska näringsämnen i ett ekosystem – typiskt ämnen som innehåller kväve eller fosfor. Detta kan ske såväl på fast mark som i vatten. Emellertid används termen ofta med innebörden resulterande ökning i ett ekosystems huvudsakliga produktion (överdriven tillväxt och nedbrytning, igenvuxna sjöar), och andra effekter såsom syrgasbrist och allvarlig försämring av vattenkvaliteten, minskade bestånd av fisk och andra djur (döda havsbottnar).

Teoretiskt kan fosfor öka algmängden med 500 gånger sin egen vikt. (Wetzel 1983). I havsvatten anses produktionen huvudsakligen styras av kväveförekomst, medan produktionen i sötvatten styrs av fosforförekomst. I många länder släpps orenat avloppsvatten direkt ut till sjöar och vattendrag, vilket gör användning av fosfor som komplexbildare miljömässigt betänklig. Av denna anledning är användning av fosforhaltiga tvättmedel numera förbjuden i Sverige.

Se även

• Acceptabelt dagligt intag (ADI)
• Vattenhårdhet (dH-värde)
• E-nummer
• Lista över E-nummer

Referenser

Källor

• Engelskspråkiga Wikipedia: Sodium triphosphate [1]