Propiedades Físicas y Químicas del Tripolifosfato de Sodio (7758-29-4)
Tripolifosfato de Sodio
Una sal inorgánica de fosfato soluble en agua, utilizada industrialmente como secuestrante, potenciador y agente tamponador en formulaciones detergentes, de limpieza y procesamiento alimentario.
| Número CAS | 7758-29-4 |
| Familia | Sales de fosfato |
| Forma Típica | Polvo blanco o gránulos cristalinos |
| Grados Comunes | EP, FCC, Food Grade, Reagent Grade, Technical Grade, USP |
El tripolifosfato de sodio es una sal inorgánica condensada de fosfato del anión triprofósforico y pertenece a la clase de polifosfatos de metales alcalinos. Su fórmula empírica se reporta como \(\ce{Na5O10P3}\), correspondiente a la sal pentasódica del anión tripolifosfato; su estructura puede considerarse como tres tetraedros fosfato unidos por dos enlaces puente P–O–P formando una cadena lineal de fosfato condensado terminada por oxianiones compensados por cationes sodio. Electrónicamente es una sal inorgánica altamente polar y completamente ionizada en estado sólido y en solución acuosa, caracterizada por múltiples bases de Lewis oxígeno (diez sitios aceptores de enlaces de hidrógeno reportados) y sin donantes de enlace de hidrógeno.
Funcionalmente, el compuesto actúa como un polifosfato básico y secuestrante. En medios acuosos produce soluciones alcalinas (\(\mathrm{pH}\) en dilución al 1 % reportado cerca de 9.7–9.8) y tiene gran capacidad quelante para cationes divalentes y multivalentes (por ejemplo, \(\ce{Ca^{2+}}\), \(\ce{Mg^{2+}}\), ciertos metales pesados), lo que sustenta su uso extendido como potenciador detergente, secuestrante y agente ablandador de agua. Hidrolíticamente, la especie tripolifosfato condensada es susceptible termodinámica y cinéticamente a una hidrólisis escalonada (reversión) a pirofosfato y ortofosfato bajo calentamiento prolongado o catálisis ácida/básica; además forma hidratos estables y es moderadamente higroscópico. El compuesto es no combustible pero se descompone a temperaturas elevadas liberando óxidos de fósforo y otros gases irritantes.
Los grados comerciales comunes reportados para esta sustancia incluyen: EP, FCC, Food Grade, Reagent Grade, Technical Grade, USP.
Propiedades Físicas Básicas
Densidad
Densidad sólida reportada: \(2.52\,\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\).
El sólido es una sal iónica cristalina; las densidades medidas reflejan el empaquetamiento compacto de los cationes sodio alrededor del anión polifosfato con carga múltiple. Las densidades aparentes a granel para grados comerciales en forma granular o pulverizada serán menores y dependen del tamaño del gránulo y porosidad.
Punto de Fusión o Descomposición
Transición térmica reportada: \(622\,^\circ\mathrm{C}\).
Se han reportado dos formas anhidras cristalinas con una aparente transición polimórfica cerca de \(417\,^\circ\mathrm{C}\); a temperaturas más altas el material se descompone liberando vapor de agua y productos de descomposición con fósforo y oxígeno en lugar de fundirse limpiamente. Por tanto, el comportamiento térmico debe tratarse como descomposición y no como un simple evento de fusión para la mayoría de las consideraciones de procesamiento.
Solubilidad en Agua
La solubilidad se reporta de varias formas: “Altamente soluble en agua. Insoluble en etanol.”
Solubilidades cuantitativas en agua reportadas en el rango: - Solubilidad en agua (g/100 ml) a \(25\,^\circ\mathrm{C}\): 20; a \(100\,^\circ\mathrm{C}\): 86.5. - Solubilidad en agua, g/100 ml a \(25\,^\circ\mathrm{C}\): 14.5.
Los valores reportados varían según la forma sólida, grado de hidratación y método de medición. En la práctica, la sal es fácilmente soluble en agua a temperatura ambiente, formando soluciones claras alcalinas; es esencialmente insoluble en solventes orgánicos comunes como etanol.
pH de la Solución (Comportamiento Cualitativo)
Valores reportados de \(\mathrm{pH}\) de la solución: - Entre 9,1 y 10,2 (solución al 1 %) - Solución 1 % a \(25\,^\circ\mathrm{C}\) = 9.7-9.8
Las soluciones acuosas diluidas son alcalinas (cerca de \(\mathrm{pH}\) 9–10) debido a la basicidad del anión fosfato condensado y equilibrios parciales de hidrólisis. Suspensiones concentradas o en contacto con piel/ojos pueden producir efectos alcalinos más fuertes; sin embargo, las formulaciones típicas diluidas para consumidores están por debajo de los umbrales corrosivos de \(\mathrm{pH}\).
Propiedades Químicas
Comportamiento Ácido-Base
El tripolifosfato de sodio funciona como la sal pentaaniónica (fosfato condensado) y exhibe comportamiento básico en agua, produciendo soluciones alcalinas en el rango de \(\mathrm{pH}\) reportado arriba. En solución acuosa, el anión condensado sufre protonación/desprotonación escalonada y está sujeto a reversión hidrolítica a pirofosfato y ortofosfato, especialmente bajo calentamiento prolongado o condiciones fuertemente ácidas/básicas. Los múltiples oxígenos con carga negativa de la molécula le confieren alta basicidad de Lewis hacia cationes metálicos, permitiendo una fuerte complejación/segregación de calcio, magnesio y ciertos metales de transición.
Reactividad y Estabilidad
Notas generales de reactividad y estabilidad: - Forma hidratos estables y es moderadamente higroscópico; los grados granulares están diseñados para limitar la absorción de humedad. - Con calentamiento prolongado de soluciones acuosas, se observa reversión a ortofosfato (despolimerización hidrolítica). - Más estable que los fosfatos condensados superiores (p. ej., metafosfatos) pero menos estable que el pirofosfato tetrasódico bajo condiciones comparables. - No combustible; a temperatura elevada libera óxidos de fósforo y gases irritantes (POx). - Insoluble en etanol; fácilmente soluble en agua donde exhibe reactividad quelante/segregante hacia cationes divalentes. - La acción quelante puede alterar la biodisponibilidad y transporte de metales (p. ej., modulación reportada de la distribución de cadmio en estudios animales cuando se administra conjuntamente), lo cual es relevante tanto para el desempeño de formulaciones como para consideraciones toxicológicas.
Parámetros Moleculares e Iónicos
Fórmula y Peso Molecular
Fórmula molecular (reportada): \(\ce{Na5O10P3}\)
Peso molecular (reportado): \(367.86\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
Masa exacta / masa monoisotópica (reportada): 367.8192786.
El área de superficie polar topológica y descriptores computados relacionados indican una construcción altamente polar y aniónica con amplio contenido de oxígeno (TPSA reportado como 185) y múltiples sitios aceptores de enlace de hidrógeno (conteo reportado de aceptores H-bond 10).
Iones Constituyentes
Iones constituyentes: los contraiones pentasódicos equilibran el polioxianión tripolifosfato. La especie iónica predominante sólido y en medios acuosos suficientemente diluidos puede considerarse como cationes sodio \(\ce{Na+}\) y el anión tripolifosfato condensado; bajo condiciones hidrolíticas la distribución se desplaza hacia aniones pirofosfato y ortofosfato (\(\ce{P3O10^{5-}}\) → \(\ce{P2O7^{4-}}\), \(\ce{PO4^{3-}}\), etc.). La fuerte distribución de carga aniónica es responsable de las propiedades de secuestro de metales.
Identificadores y Sinónimos
Números de Registro y Códigos
Número CAS: 7758-29-4
Otros registros y cadenas identificadoras reportadas en las anotaciones disponibles incluyen números EC 231-838-7 y 618-452-8, UNII 9SW4PFD2FZ, ID DrugBank DB11493, e ID de sustancia DSSTox DTXSID9036307. (El uso de identificadores específicos de registro en adquisiciones o presentaciones regulatorias debe seguir la guía del registro autorizado.)
También disponible como identificadores estructurales:
- SMILES: [O-]P(=O)([O-])OP(=O)([O-])OP(=O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+] (código en línea)
- InChI: InChI=1S/5Na.H5O10P3/c;;;;;1-11(2,3)9-13(7,8)10-12(4,5)6/h;;;;;(H,7,8)(H2,1,2,3)(H2,4,5,6)/q5*+1;/p-5 (código en línea)
- InChIKey: HWGNBUXHKFFFIH-UHFFFAOYSA-I (código en línea)
Sinónimos y Nombres Comunes
Sinónimos y nombres comunes reportados encontrados en listados de proveedores y técnicos incluyen: - Tripolifosfato de pentasodio - STPP - Pentasodio; fosfato [oxido(fosfonatooxi)fosforilo] - Ácido trifosfórico, sal pentasódica - Trifosfato de sodio - Tripolifosfato de sodio - Na5P3O10 - Na5O10P3
Muchos descriptores comerciales y de calidad (por ejemplo, “tripolifosfato de pentasodio anhidro”, “trifosfato de sodio pentabásico”) se usan en el comercio; algunos identificadores históricos o en desuso también están asociados con el material y deben verificarse al coincidir especificaciones de suministro.
Aplicaciones Industriales y Comerciales
Funciones y Sectores de Uso
El tripolifosfato de sodio se emplea principalmente como agente formador de fosfatos y secuestrante en detergentes y productos de limpieza debido a su alta capacidad de quelación de calcio y magnesio; los patrones de consumo reportados muestran un uso dominante en formulaciones para lavado de ropa y lavavajillas. También actúa como emulsionante/agente peptizante, dispersante, estabilizador (incluyendo estabilizador de peróxido de hidrógeno) y texturizante/secuestrante en ciertas formulaciones alimentarias. En procesos industriales se usa en la fabricación de pulpa y recubrimientos de papel, flotación de minerales, procesamiento textil y como auxiliar de proceso en diversos contextos de manufactura metálica y química. Los usos agrícolas y en alimentación incluyen fuente de fósforo en premixes para alimento animal y suplementos líquidos.
Indicadores de producción y uso comercial (reportados): volúmenes agregados de producto en EE. UU. para años recientes (ejemplo reportado) en el rango “2019: 10,000,000 - <50,000,000 lb”; capacidad histórica de producción declarada como 555 mil toneladas/año. Estas cifras reflejan la fabricación industrial a gran escala y la amplia utilidad del material.
Ejemplos Típicos de Aplicación
Ejemplos representativos de aplicación y funciones reportadas: - Formador en detergentes para lavado de ropa y lavavajillas automáticos (participación mayoritaria del uso mundial). - Ablandador de agua y control de sarro en tratamientos de agua para limpieza e industriales. - Aditivo alimentario como secuestrante, humectante, texturizante y antiaglomerante en alimentos procesados específicos (uso sujeto a especificaciones de grado alimenticio). - Estabilizador para formulaciones de peróxido de hidrógeno. - Aditivo para piensos como fuente de fósforo en premixes veterinarios. - Auxiliar de proceso en operaciones de pulpa y papel, textiles y flotación de minerales. En la práctica de formulación, el grado elegido (por ejemplo, FCC, Food Grade, Reagent Grade, Technical Grade) se ajusta a requisitos de seguridad, pureza y perfil de impurezas para la aplicación prevista.
Resumen de Seguridad y Manipulación
Riesgos para la Salud y el Medio Ambiente
Perfil de riesgo (reportado): el tripolifosfato de sodio es irritante para piel, ojos y vías respiratorias; la inhalación de polvo o aerosol puede provocar tos e irritación de garganta. Las declaraciones de peligro GHS reportadas por fabricantes incluyen irritación cutánea, irritación ocular grave y posible irritación respiratoria (palabra de advertencia: Warning). La ingestión aguda de grandes cantidades puede causar malestar gastrointestinal (náuseas, vómitos, diarrea) y, en casos severos donde se absorba una cantidad significativa de polímero intacto, efectos hipocalcémicos debidos a la quelación del calcio ionizado. Estudios en animales documentan valores agudos de DL50 oral que varían según especie y vía; la exposición crónica a dosis elevadas en animales de laboratorio ha producido efectos en el balance mineral y contenido de hierro en órganos.
Consideraciones ambientales y ecotoxicológicas están relacionadas con la carga de fosfatos y potencial eutrofizante en sistemas acuáticos cuando se descargan sin tratar; la quelación de metales también puede alterar la movilidad metálica. Para evaluaciones regulatorias o de riesgo ambiental formales, consultar datos ambientales específicos del producto y límites regulatorios locales.
Primeros auxilios y medidas agudas (reportadas): - Inhalación: trasladar a la persona afectada a aire fresco y buscar atención médica si persisten los síntomas. - Contacto con piel: lavar con abundante agua o ducha; retirar ropa contaminada. - Contacto con ojos: enjuagar con abundante agua durante varios minutos; retirar lentes de contacto si es fácil y obtener atención médica. - Ingestión: enjuagar la boca y proporcionar agua para beber; buscar consejo médico en caso de ingestas significativas.
Consideraciones para Almacenamiento y Manipulación
Recomendaciones prácticas para manejo y almacenamiento: - Almacenar seco en recipientes bien cerrados; minimizar la exposición a humedad porque la higroscopicidad y la formación de hidratados pueden afectar las propiedades de flujo y manipulación. - Controlar la generación de polvo y las concentraciones de partículas en el aire durante operaciones de fabricación y envasado; se recomienda ventilación de extracción localizada y sistemas de captura de polvo para manejo de polvos. - Usar equipo de protección personal adecuado: guantes protectores, protección ocular (gafas de seguridad o protectores oculares) y protección respiratoria (respirador de partículas o aire suministrado en caso de altos niveles de polvo o emergencias). - Evitar la generación de polvo en suspensión; seguir buenas prácticas de higiene industrial (no comer, beber ni fumar en áreas de trabajo). - En caso de derrame, barrer cuidadosamente usando el equipo de protección personal y recolectar el material en recipientes adecuados para su disposición conforme a la normativa local; evitar liberaciones a cuerpos de agua superficiales. - El material no es combustible; sin embargo, su descomposición por calentamiento puede emitir gases irritantes/tóxicos de fósforo y oxígeno — las acciones contra incendios deben proteger a los intervinientes de humos y productos de descomposición térmica.
Para información detallada sobre peligrosidad, transporte y normativa, los usuarios deben consultar la Hoja de Datos de Seguridad (SDS) específica del producto y la legislación local aplicable.
