Tripolifosfato de Sódio (7758-29-4) Propriedades Físicas e Químicas
Tripolifosfato de Sódio
Sal inorgânico fosfato solúvel em água, utilizado industrialmente como sequestrante, builder e agente tamponante em formulações para detergentes, produtos de limpeza e processamento de alimentos.
| Número CAS | 7758-29-4 |
| Família | Sais de fosfato |
| Forma Típica | Pó branco ou grânulos cristalinos |
| Grau Comum | EP, FCC, Grau Alimentício, Grau Reagente, Grau Técnico, USP |
O tripolifosfato de sódio é um sal fosfato inorgânico condensado do ânion do ácido trifosfórico e pertence à classe dos polifosfatos de metais alcalinos. Sua fórmula empírica é reportada como \(\ce{Na5O10P3}\), correspondendo ao sal pentassódico do ânion trifosfato; a estrutura pode ser vista como três tetraedros de fosfato ligados por duas ligações P–O–P pontes, formando uma cadeia linear de fosfato condensado terminada por oxiânions compensados por cátions de sódio. Eletronicamente, é um sal inorgânico altamente polar e totalmente ionizado no estado sólido e em solução aquosa, caracterizado por múltiplas bases de Lewis oxigenadas (dez sítios aceitores de ligações de hidrogênio reportados) e ausência de doadores de ligações de hidrogênio.
Funcionalmente, o composto se comporta como um polifosfato básico e sequestrante. Em meio aquoso, produz soluções alcalinas (\(\mathrm{pH}\) próximo a 9,7–9,8 em solução diluída a 1% reportada) e possui forte capacidade de quelação para cátions divalentes e multivalentes (ex.: \(\ce{Ca^{2+}}\), \(\ce{Mg^{2+}}\), certos metais pesados), o que fundamenta seu amplo uso como builder, sequestrante e agente amaciante de água em detergentes. Hidroliticamente, a espécie tripolifosfato condensada é termodinâmica e cineticamente suscetível à hidrólise escalonada (reversão) para pirofosfato e ortofosfato sob aquecimento prolongado ou catálise ácida/básica; também forma hidratos estáveis e é moderadamente higroscópico. O composto é não combustível, porém se decompõe em aquecimento forte liberando óxidos de fósforo e outros gases irritantes.
Grau comercial comum reportado para esta substância inclui: EP, FCC, Grau Alimentício, Grau Reagente, Grau Técnico, USP.
Propriedades Físicas Básicas
Densidade
Densidade sólida reportada: \(2,52\,\mathrm{g}\,\mathrm{cm}^{-3}\).
O sólido é um sal iônico cristalino; densidades medidas refletem o empacotamento compacto dos cátions de sódio ao redor do ânion polifosfato multicarregado. Densidades aparentes a granel para graus comerciais em forma granular ou pulverulenta serão menores e dependem do tamanho das partículas e porosidade.
Ponto de Fusão ou Decomposição
Transição térmica reportada: \(622\,^\circ\mathrm{C}\).
Foram reportadas duas formas anidras cristalinas com transição polimórfica aparente próxima a \(417\,^\circ\mathrm{C}\); em temperaturas mais elevadas o material se decompõe, liberando vapor d’água e produtos de decomposição fósforo-oxigenados em vez de fundir-se simplesmente. O comportamento térmico deve ser tratado como decomposição e não como evento de fusão limpa para a maioria das considerações de processamento.
Solubilidade em Água
A solubilidade é reportada de forma variável como: "Livremente solúvel em água. Insolúvel em etanol."
Solubilidades aquosas quantitativas reportadas na faixa: - Solubilidade em água (g/100 ml) a \(25\,^\circ\mathrm{C}\): 20; a \(100\,^\circ\mathrm{C}\): 86,5. - Solubilidade em água, g/100 ml a \(25\,^\circ\mathrm{C}\): 14,5.
Valores reportados de solubilidade variam conforme a forma sólida, grau de hidratação e método de medição. Na prática, o sal é facilmente solúvel em água em temperaturas ambientes, formando soluções alcalinas transparentes; é essencialmente insolúvel em solventes orgânicos comuns como etanol.
pH da Solução (Comportamento Qualitativo)
Comportamento do \(\mathrm{pH}\) da solução reportado: - Entre 9,1 e 10,2 (solução 1%) - Solução 1% a \(25\,^\circ\mathrm{C}\) = 9,7-9,8
Soluções aquosas diluídas são alcalinas (aproximadamente \(\mathrm{pH}\) 9–10) devido à basicidade do ânion fosfato condensado e equilíbrios de hidrólise parciais. Pastas concentradas ou suspensões em contato com pele/olhos podem causar efeitos alcalinos mais intensos; entretanto, formulações diluídas destinadas ao consumidor geralmente ficam abaixo de limiares corrosivos de \(\mathrm{pH}\).
Propriedades Químicas
Comportamento Ácido-Base
O tripolifosfato de sódio atua como sal do pentaânion (fosfato condensado) e apresenta comportamento básico em água, produzindo soluções alcalinas na faixa de \(\mathrm{pH}\) mencionada acima. Em solução aquosa, o ânion condensado sofre protonação/deprotonação escalonada e está sujeito à reversão hidrolítica para espécies pirofosfato e ortofosfato, especialmente sob aquecimento prolongado ou condições fortemente ácidas/básicas. Os múltiplos oxigênios carregados negativamente conferem alta basicidade de Lewis para cátions metálicos, permitindo complexação/sequestro forte de cálcio, magnésio e certos metais de transição.
Reatividade e Estabilidade
Anotações gerais sobre reatividade e estabilidade: - Forma hidratos estáveis e é moderadamente higroscópico; graus granulares são projetados para limitar a absorção de umidade. - Com aquecimento prolongado de soluções aquosas, observa-se reversão para ortofosfato (despolimerização hidrolítica). - Mais estável que fosfatos condensados superiores (ex.: metafosfatos), porém menos estável que pirofosfato de tetrasódio em condições comparáveis. - Não inflamável; em decomposição térmica pode emitir óxidos de fósforo e gases irritantes (POx). - Insolúvel em etanol; prontamente solúvel em água onde demonstra reatividade quelante/sequestrante para cátions divalentes. - A ação quelante pode alterar a biodisponibilidade e transporte metálico (ex.: modulação reportada da distribuição de cádmio em estudos animais quando coadministrado), o que é relevante para desempenho da formulação e considerações toxicológicas.
Parâmetros Moleculares e Iônicos
Fórmula e Peso Molecular
Fórmula molecular (reportada): \(\ce{Na5O10P3}\)
Peso molecular (reportado): \(367,86\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}\).
Massa exata / massa monoisotópica (reportada): 367,8192786.
A área superficial polar topológica e descritores computacionais relacionados indicam uma construção altamente polar e altamente aniônica com extenso conteúdo de oxigênio (TPSA reportado como 185) e múltiplos sítios aceitores de ligações de hidrogênio (número reportado de 10 sítios aceitores).
Iões Constituintes
Íons constituintes: os contraíons pentassódicos equilibram o ânion polioxo tripolifosfato. As espécies iônicas predominantes no sólido e em meios aquosos suficientemente diluídos podem ser consideradas como cátions de sódio \(\ce{Na+}\) e o ânion condensado tripolifosfato; sob condições hidrolíticas, a distribuição desloca-se para ânions pirofosfato e ortofosfato (\(\ce{P3O10^{5-}}\) → \(\ce{P2O7^{4-}}\), \(\ce{PO4^{3-}}\), etc.). A forte distribuição de carga aniônica é responsável pelas propriedades de sequestro metálico.
Identificadores e Sinônimos
Números de Registro e Códigos
Número CAS: 7758-29-4
Outros números de registro e cadeias de identificadores relatados nas anotações disponíveis incluem números CE 231-838-7 e 618-452-8, UNII 9SW4PFD2FZ, ID DrugBank DB11493 e ID de substância DSSTox DTXSID9036307. (O uso de identificadores específicos de registro em aquisições ou submissões regulatórias deve seguir a orientação dos registros autorizados.)
Também disponíveis como identificadores estruturais:
- SMILES: [O-]P(=O)([O-])OP(=O)([O-])OP(=O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+] (código em linha)
- 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 em linha)
- InChIKey: HWGNBUXHKFFFIH-UHFFFAOYSA-I (código em linha)
Sinônimos e Nomes Comuns
Sinônimos e nomes comuns relatados em listas de fornecedores e técnicas incluem: - Tripolifosfato de pentassódio - STPP - Pentassódio; fosfato [óxido(fosfonatoxil)fosforil] - Ácido tripolifosfórico, sal pentassódico - Tripolifosfato de sódio - Tripolifosfato de sódio - Na5P3O10 - Na5O10P3
Muitos descritores de fornecedor e grau (ex.: “tripolifosfato de pentassódio anidro”, “tripolifosfato de sódio pentabásico”) são usados no comércio; alguns identificadores históricos ou obsoletos também estão associados ao material e devem ser verificados ao adequar especificações de fornecimento.
Aplicações Industriais e Comerciais
Funções e Setores de Uso
O tripolifosfato de sódio é usado principalmente como agente complexante (formador de fosfatos) e sequestrante em detergentes e produtos de limpeza devido ao seu alto poder de quelagem do cálcio e magnésio; os padrões de consumo relatados mostram uso predominante em formulações para lavanderia e lavagem de louças. Também atua como emulsificante/agente peptizante, dispersante, estabilizador (inclusive de peróxido de hidrogênio) e texturizante/sequestrante em certas formulações alimentares. No processamento industrial, é utilizado na fabricação de polpa de papel e revestimentos, flotação de minérios, processamento têxtil e como auxiliar de processamento em diversos contextos na produção metalúrgica e química. Usos agrícolas e na alimentação animal incluem fonte de fósforo em premixes para rações e suplementos líquidos.
Indicadores de produção e uso comercial (relatados): volumes agregados de produto nos EUA para anos recentes (exemplo de reporte) na faixa “2019: 10.000.000 - <50.000.000 lb”; capacidade histórica de produção declarada como 555 mil toneladas/ano. Esses números refletem a produção industrial em larga escala e ampla utilidade do material.
Exemplos Típicos de Aplicação
Exemplos representativos de aplicação e funções relatadas: - Formador de fosfatos em detergentes para lavanderia e lavagem automática de louças (participação majoritária no uso global). - Amaciante de água e controle de incrustações em tratamentos de água para limpeza e processos industriais. - Aditivo alimentar como sequestrante, umectante, texturizante e agente antiaglomerante em alimentos processados específicos (uso condicionado a especificações alimentares). - Estabilizador em formulações de peróxido de hidrogênio. - Aditivo em rações como fonte de fósforo em premixes veterinários. - Auxiliar de processamento em operações de polpa e papel, têxteis e flotação de minérios. Na prática de formulação, o grau selecionado (ex.: FCC, grau alimentício, grau reagente, grau técnico) é compatibilizado com os requisitos de segurança, pureza e perfil de impurezas para a aplicação pretendida.
Visão Geral de Segurança e Manuseio
Riscos à Saúde e Meio Ambiente
Perfil de risco (relatado): o tripolifosfato de sódio é irritante para a pele, olhos e trato respiratório; a inalação de poeira ou aerossol pode causar tosse e irritação na garganta. As declarações de perigo GHS relatadas pelos fabricantes incluem irritação cutânea, irritação ocular grave e possível irritação respiratória (palavra de advertência: Aviso). Ingestão aguda em grandes quantidades pode causar desconforto gastrointestinal (náusea, vômito, diarreia) e, em casos severos onde ocorre absorção significativa do polímero intacto, efeitos hipocalcêmicos devido à quelagem do cálcio ionizado. Estudos em animais documentaram valores de DL50 oral aguda que variam por espécie e via; exposição crônica a altas doses em animais de laboratório produziu efeitos no balanço mineral e no conteúdo de ferro dos órgãos.
Considerações ambientais e ecotoxicológicas referem-se à carga de fosfatos e potencial eutrofização em sistemas aquáticos quando descartados sem tratamento; a quelagem de metais também pode alterar a mobilidade dos mesmos. Para avaliações regulamentares formais ou de risco ambiental, recomenda-se consultar dados ambientais específicos do produto e limites regulatórios locais.
Primeiros socorros e medidas agudas (relatados): - Inalação: remover a pessoa para ambiente com ar fresco e procurar assistência médica se os sintomas persistirem. - Contato com a pele: lavar abundantemente com água ou tomar banho; remover roupas contaminadas. - Contato com os olhos: enxaguar com água em abundância por vários minutos; remover lentes de contato se for fácil e buscar atendimento médico. - Ingestão: enxaguar a boca e fornecer água para beber; procurar orientação médica em casos de ingestão significativa.
Considerações para Armazenamento e Manuseio
Orientações práticas para manuseio e armazenamento: - Armazenar em recipientes bem fechados e secos; minimizar exposição à umidade, pois a higroscopicidade e formação de hidratos podem afetar propriedades de fluxo e manuseio. - Controlar a geração de poeira e concentrações de partículas no ar durante operações de fabricação e embalagem; ventilação local exaustora e coleta de poeira são recomendadas para manuseio de pós. - Utilizar equipamento de proteção individual adequado: luvas protetoras, proteção ocular (óculos de segurança ou máscara facial) e proteção respiratória (respirador para partículas ou aparelho de ar fornecido em caso de altos níveis de poeira ou situações de emergência). - Evitar a geração de poeira no ar; seguir boas práticas de higiene industrial (não comer, beber ou fumar nas áreas de trabalho). - Em caso de derramamento, varrer cuidadosamente utilizando EPI e coletar o material em recipientes apropriados para descarte conforme regulamentações locais; evitar descarte em corpos d’água superficiais. - O material não é combustível; entretanto, sua decomposição por aquecimento pode emitir gases fosforados irritantes/toxicos — medidas de combate a incêndio devem proteger os socorristas contra vapores e produtos de decomposição térmica.
Para informações detalhadas sobre perigos, transporte e regulamentação, os usuários devem consultar a Ficha de Dados de Segurança (FDS) específica do produto e a legislação local.
