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Phosphate

Calciumphosphat Natriumdihydrogenphosphat Trinatriumphosphat

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In der Natur sind die Phosphate weit verbreitet, sie kommen in den Knochen als Calciumphosphat vor oder als Nährstoff im Boden für Pflanzen. Auch einige Mineralien sind aus Phosphaten aufgebaut, dazu zählen der Apatit, der Pyromorphit oder der Vivianit.


 
Knochen

In den Knochen gewährleistet das Calciumphosphat die Druckfestigkeit.
(vergrößerte Abbildung auf CD-ROM bei www.digitalefolien.de)  
 

Phosphor ist ein lebensnotwendiges Spurenelement für Mensch und Tier. Knochen enthalten einen großen Anteil an Calciumphosphat, das vor allem die Druckfestigkeit der Knochen gewährleistet. Die Phosphate stellen wie die Nitrate einen wichtigen Nährstoff für Pflanzen dar. Daher werden die Phosphate in Düngemitteln eingesetzt. Gelangen aber zu viel Phosphate in den Boden und den Wasserkreislauf, kommt es zu einem übermäßigen Wachstum. Im Wasser vermehren sich die Algen in Massen. Als Folge tritt eine Eutrophierung der Gewässer auf. Dieser Effekt wird durch phosphathaltige Abwässer verstärkt. Durch das Einschränken der Phosphate als Enthärter in Waschmitteln ist die Belastung der Gewässer zwar stark zurückgegangen, aber es gibt immer noch eine Vielzahl von Produkten, die phosphathaltig sind. So werden die Phosphate weiterhin in Klarspülern bei Geschirrspülmaschinen und in Lebensmitteln als Schmelzsalze oder als Säuerungsmittel verwendet.

  
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Zuviel Phosphat führt zur Eutrophierung.  
 

Die Phosphate sind die Salze der Phosphorsäure. Die ortho-Phosphate lassen sich in drei Gruppen einteilen: Bei den primären Phosphaten (Dihydrogenphosphate) ist nur ein Wasserstoff-Atom durch ein Metall-Atom ersetzt. Bei den sekundären Phosphaten (Hydrogenphosphate) sind zwei ersetzt und bei den tertiären Phosphaten drei.
 
ortho-Phosphorsäure:              H3PO4
primäres ortho-Phosphat:        NaH2PO4 (Natriumdihydrogenphosphat)
sekundäres ortho-Phosphat:   Na2HPO4 (Dinatriumhydrogenphosphat)
tertiäres ortho-Phosphat:         Na3PO4 (Trinatriumphosphat)
 
Natriumphosphate lassen sich herstellen, wenn man Phosphorsäure mit Natronlauge neutralisiert. Hierbei bildet sich Natriumdihydrogenphosphat und Wasser: 
 
H3PO4  +  NaOH    NaH2PO4  +  H2O 
 
Die primären ortho-Phosphate sind gut wasserlöslich, die Lösungen reagieren sauer. Bei den sekundären ortho-Phosphaten sind nur noch die Alkali-Phosphate löslich, sie reagieren in Lösung neutral, während die tertiären ortho-Phosphate gar nicht mehr wasserlöslich sind. Beim Erhitzen gehen die primären ortho-Phosphate ab 200°C in Polyphosphate über. Dabei bilden sich kettenförmige Verbindungen. Dabei können auch ringförmige Verbindungen entstehen, die Metaphosphate (cyclo-Polyphosphate). Die Polyphosphate sind besonders bei der Herstellung von Waschmitteln von Bedeutung. Die sekundären ortho-Phosphate gehen beim Erhitzen unter Wasserabspaltung in Diphosphate über:
   
Dikaliumhydrogenphosphat    Kaliumdiphosphat  +  Wasser
2 K2HPO4  
  K4P2O7  +  H2O
 

Chemischer Nachweis

Auf eine Tüpfelplatte wird eine streichholzkopfgroße Menge der zu untersuchenden Substanz gegeben. Nach dem Zutropfen von drei Tropfen verdünnter Salpetersäure gibt man drei Tropfen gesättigte Ammoniummolybdatlösung hinzu. Das Auftreten eines gelben Niederschlags (Ammoniummolybdophosphat) weist auf Phosphat-Ionen hin.
 
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Weitere Informationen
 
Die Eutrophierung eines Gewässers
Phosphatnachweis bei den virtuellen Analysen
Phosphorsäure
Arbeitsblatt: Analyse unbekannter Substanzen
 
 
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