Pentanatriumtriphosphat

Pentanatriumtriphosphat (auch Natriumtripolyphosphat) ist ein farbloses Natriumsalz des Anions Triphosphat, gehört zu den Phosphaten und hat die Summenformel Na₅P₃O₁₀. Der Name Triphosphat wird gelegentlich anstelle von Pentanatriumtriphosphat verwendet. Triphosphate sind auch Teile wichtiger organischer Verbindungen wie zum Beispiel des Adenosintriphosphats.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Pentanatriumtriphosphat
Andere Namen	Natriumtripolyphosphat Natriumtriphosphat pentabasisch E 451[1] PENTASODIUM TRIPHOSPHATE (INCI)[2]
Summenformel	Na5P3O10
Kurzbeschreibung	weißer, geruchloser Feststoff[3]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7758-29-4 EG-Nummer 231-838-7 ECHA-InfoCard 100.028.944 PubChem 24455 DrugBank DB11493 Wikidata Q29145
Eigenschaften
Molare Masse	367,86 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,52 g·cm−3[3]
Schmelzpunkt	622 °C (Zersetzung)[3]
Löslichkeit	leicht in Wasser (145 g·l−1 bei 25 °C)[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[4] keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Toxikologische Daten	3120 mg·kg−1 (LD50, Ratte, oral)[4]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Synthese

Pentanatriumtriphosphat entsteht durch Kondensation der ortho-Phosphorsäure:

${\displaystyle \mathrm {6\ H_{3}PO_{4}+5\ Na_{2}CO_{3}\longrightarrow } }$ ${\displaystyle \mathrm {2\ Na_{5}P_{3}O_{10}+5\ CO_{2}+9\ H_{2}O} }$

Im Labor erhält man es aus Natriumphosphat und Natriumdiphosphat:

${\displaystyle \mathrm {NaPO_{3}+Na_{4}P_{2}O_{7}\longrightarrow Na_{5}P_{3}O_{10}} }$

Möglich ist auch die Herstellung aus Natriumtrimetaphosphat:^[5]

${\displaystyle \mathrm {Na_{3}P_{3}O_{9}+2\ NaOH\longrightarrow Na_{5}P_{3}O_{10}+H_{2}O} }$

Eigenschaften

Pentanatriumtriphosphat ist ein hygroskopischer, weißer, geruchloser, nicht brennbarer Feststoff, welcher leicht löslich in Wasser ist. Er zersetzt sich ab einer Temperatur von 622 °C, wobei Phosphoroxide und Natriumoxid entstehen. Seine wässrige Lösung reagiert alkalisch.^[4]

Verwendung

INCI-konforme Deklaration der Inhaltsstoffe einer Zahnpasta

Triphosphate werden in Waschmitteln verwendet, um das Wasser zu enthärten und somit die Tenside in ihrer Wirkung zu unterstützen. Die Triphosphatanionen des Pentanatriumtriphosphats zum Beispiel bilden mit Calcium- und Magnesiumionen stabile und wasserlösliche Verbindungen. Es handelt sich also um einen guten Komplexbildner, der verhindert, dass sich schwer lösliche Verbindungen, so genannte „Kalkseifen“, aus den Erdalkalimetallen bilden, die sich dann beispielsweise an den Heizstäben in Waschmaschinen oder auf der Wäsche absetzen und somit die Wirkung des Waschmittels, der Tenside, behindern. In der Schweiz ist die Verwendung von Phosphaten in Waschmitteln verboten.

Moderne Kläranlagen halten den größten Teil der im Abwasser enthaltenen und als Nährstoff von Mikroorganismen und Pflanzen benötigten Phosphate zurück. Dennoch wird ein großer Teil der Waschmittel-Phosphate heutzutage durch Zeolith A – ein Natriumaluminiumsilicat – ersetzt, um eine Überdüngung der Oberflächengewässer durch Phosphate zu verhindern. In Maschinengeschirrspülmitteln wurden allerdings in der EU noch bis 2017 Phosphate als Enthärter verwendet.^[6] Die EU-Detergenzienverordnung schreibt mit Wirkung seit 1. Januar 2017 eine Höchstmenge von 0,3 Gramm Phosphat pro Standarddosierung vor.^[7]

Pentanatriumtriphosphat wird in der Lebensmitteltechnik als Komplexbildner, Säureregulator, Schmelzsalz, Festigungsmittel oder Stabilisator eingesetzt. Pentanatriumtriphosphat ist zusammen mit Pentakaliumtriphosphat in der EU als Lebensmittelzusatzstoff unter der gemeinsamen Nummer E 451 für bestimmte Lebensmittel mit jeweils unterschiedlichen Höchstmengenbeschränkungen zugelassen. Nach der Zusatzstoff-Zulassungsverordnung sind dies – für die meisten zugelassenen Phosphate weitgehend einheitliche – einzelne Festlegungen für eine breite Palette mit zahlreichen unterschiedlichen Lebensmittelsorten. Die zugelassenen Höchstmengen variieren von 0,5 bis hin zu 50 Gramm pro Kilogramm (in Getränkeweißer für Automaten) oder auch dem Fehlen einer festen Beschränkung (quantum satis – nach Bedarf, bei Nahrungsergänzungsmitteln und teils bei Kaugummis). Phosphate stehen im Verdacht, Hyperaktivität, allergische Reaktionen und Osteoporose auszulösen. Es wurde eine erlaubte Tagesdosis von 70 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht für die Gesamtmenge aufgenommener Phosphorsäure und Phosphate festgelegt.

Einzelnachweise

1. Eintrag zu E 451: Triphosphates in der Europäischen Datenbank für Lebensmittelzusatzstoffe, abgerufen am 29. Dezember 2020.
2. Eintrag zu PENTASODIUM TRIPHOSPHATE in der CosIng-Datenbank der EU-Kommission, abgerufen am 16. Februar 2020.
3. Datenblatt penta-Natriumtriphosphat bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
4. Eintrag zu Pentanatriumtriphosphat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 3. August 2019. (JavaScript erforderlich)
5. G. Brauer (Herausgeber), Handbook of Preparative Inorganic Chemistry 2nd edition, volume 1, Academic Press 1963, S. 547–8.
6. Ernst Guggolz: Phosphate in Geschirrspülmitteln – Segen und Fluch. Gesellschaft Deutscher Chemiker, Pressemitteilung vom 26. Januar 2012 beim Informationsdienst Wissenschaft (idw-online.de), abgerufen am 24. August 2015.
7. Bericht der Kommission an das Europäische Parlament und den Rat gemäß Artikel 16 der Verordnung (EG) Nr. 648/2004 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 31. März 2004 über Detergenzien betreffend die Verwendung von Phosphaten in für den Verbraucher bestimmten Maschinengeschirrspülmitteln