三聚磷酸钠
三聚磷酸钠（钠 tripolyphosphate），也称五钠、三磷酸五钠、STPP，是一种无机化合物，化学式为Na₅P₃O₁₀或Na₅O₁₀P₃，根据内部原子顺序不同分为I型和II型两种晶体，外观呈白色，可溶于水，加热可水解为（正）磷酸盐。工业上采用热法酸（黄磷）-纯碱法、湿法酸（黄磷）-纯碱法等方法制备三聚磷酸钠。广泛应用于日化产品和食品行业，还可用于造纸制浆、涂料加工以及矿石浮选，也用作过氧化氢溶液的稳定剂。三聚磷酸钠具有低毒性，如果大量摄入，可能会出现恶心、呕吐和腹泻，由于与钙离子合，有出现低钙性手足抽搐的危险。
发展历史
聚磷酸盐用作洗洁精是由阿格瑟与奇华拉发现的，欧美发达国家的磷酸盐工业始于二十世纪初，美国自1940年开始生产聚磷酸盐，1947年以后开始大量生产三聚磷酸钠，随着合成洗涤剂的用量增长，三聚磷酸钠产量迅速增加；日本的三聚磷酸钠生产也和美国一样随合成洗涤剂的增长而增长；英国从1950年开始采用湿法工艺生产三聚磷酸钠。
中原地区磷酸盐工业始于二十世纪三十年代，最初应用于水处理。其中磷酸钠盐发现最早、用量最大且用途十分广泛。新中国成立后，中国开始建设磷酸盐生产装置。九十年代，三聚磷酸钠的用量快速增长，生产规模持续扩大，成为磷酸盐十大主要产品之一。
二十一世纪，三聚磷酸钠工业朝着精细化、系统化、品质化的方向进一步发展。
化学结构
三聚磷酸钠是一种无定形的线状聚磷酸盐，在两端以Na₂PO₄终止，由一个磷原子和四个氧原子组成了一个正四面体，其中位于四面体中心的是磷原子，氧原子则处于四顶点上，每三个正四面体分别由一个氧原子相连。
理化性质
物理性质
三聚磷酸钠俗称“五钠”，是一种无机盐，外观为白色结晶固体，较易溶于水，水溶液呈碱性，密度为2.52 g/cm³，熔点为622 ℃。根据内部原子顺序不同，三聚磷酸钠产品分为I型和II型两种晶体，I型在450 ℃—460 ℃下较稳定，为高温型；II型晶体在400 ℃以下性质较为稳定，为低温型晶体。常温下每100 g水可以溶解35 g晶体，水溶液中溶解度较大，当水合反应进行完全时，晶体的溶解度会下降为六水合物的平衡溶解度，常温下每100 g水可以溶解13 g六水合物。
化学性质
三聚磷酸钠具有螯合性能，I型和II型两种晶体发生水合反应后形成性质较为稳定的六水合结晶。I型晶体的结构中有四配位体，水合速度快且放出热量多，从而使粉体保持干爽；而II型晶体水合速度慢，导致在反应过程中原料逐渐变得粘稠。水合反应为放热反应，反应速率随温度升高、原料浓度升高，pH值降低而降低。水合反应式如下：
在常温、常压且环境不是酸性的条件下，三聚磷钠水溶液呈稳定性。随溶液pH减小、温度升高，三聚磷酸钠可以发生水解反应，产物为焦磷酸钠（Na₄P₂O₇）、磷酸二氢钠（Na₂HPO₄）和磷酸二氢钠（氢化钠₂PO₄），其水解速率与温度、pH值有关，若温度升高或酸性增强，则水解反应速率加快。水解反应式如下：
制备方法
热法酸（黄磷）-纯碱法
热法磷酸法的原料是以电热法生产的黄磷，经燃烧水合获得磷酸，之后加入纯碱与磷酸中和，设备简单，工艺较为简洁，回收率和产品质量均较高，但能耗也较高，是世界各国最为常用的生产三聚磷酸钠的方法。此方法所用原料为磷酸（H₃PO₄）和纯碱（Na₂CO₃）。
反应过程较为简单，首先，磷酸和纯碱发生反应生成磷酸二氢钠和磷酸二氢钠，化学反应式如下所示：
生成的中间产物在高温下聚合成三聚磷酸钠。
在反应过程中应控制助燃气体、随时观察燃烧情况。化学反应式如下所示：
反应完毕后将产物冷却、粉碎，得到最终产品。
反应流程图如下所示：
热法酸（黄磷）-氢氧化钠法与热法酸（黄磷）-纯碱法不同的是，需要加入烧碱与磷酸中和而非纯碱，待反应进行完毕后，将所得产物冷却、粉碎，除去杂质得到最终产品。
湿法酸（净化）-纯碱法
湿法工艺的步骤如下：用无机酸分解磷矿，粗制磷酸经过脱、脱硫后加入纯碱中和，经过浓缩、干燥等步骤后聚合为三聚磷酸钠。此种方法成本和耗能均较低，但要求采用优质磷矿和硫酸，工艺流程较为复杂且需要的设备较多，产品质量差、纯度较低，需经过净化步骤去除杂质，如在过滤后，可以添加碳酸钠中和来提高原料的质量；也可以使用结晶过程使磷酸氢二钠呈晶体状，然后离心除去磷酸氢二钠的晶体。使产品满足工业和食品的要求。
白炭黑联产法
利用磷酸沉淀法双釜反应的绿色工艺，制备白炭黑并联产三聚磷酸钠，此种方法已投入实际工业生产中，工艺过程稳定，操作较为方便，有利于回收磷酸盐、节约用水、节能环保，对环境的污染很小，充分实现了工艺绿色化。
利用双釜反应器工艺生产沉淀白炭黑并副产五钠，获得的产品品质也较好。反应的基本原理是工业热法磷酸与工业水玻璃反应生成二氧化硅沉淀，将母液与滤液浓缩，调整浓缩液pH，最终得到二氧化硅和三聚磷酸钠。
采用此种方法时，双釜反应工艺可以控制温度与pH，不仅提高了反应物料的浓度和产品产出率，反应体系也更加稳定，还降低了能耗和洗涤用水量，得到品质较高的三聚磷酸钠。
检测方法
三聚磷酸钠的检测方法主要有离子交换色层法、离子色谱法和滴定法。
离子交换色层法早在上世纪六十年代已被列为测定三聚磷酸钠的标准方法，可以有效分离工业三聚磷酸钠中的焦磷酸钠、磷酸钠和六偏磷酸钠。滴定法操作简单，分析过程快速，能够满足生产需要且分析结果可及时指导生产应用。
应用领域
化工生产
三聚磷酸钠便宜无毒，经常被用作洗洁精的添加剂，在洗涤过程中，三聚磷酸钠与金属离子可以生成可溶性螯合物，有效避免沉淀产生，从而增加洗涤洁净度。但是过量使用含磷洗衣粉容易造成水体富营养化的现象。
可用作肥皂增效剂，防止条皂油脂析出和起霜；对润滑油和脂肪有强烈的乳化作用，可用于调节缓冲皂液的pH值。可作工业用水的软水剂、制革预鞣剂、染色助剂。在油漆、白陶土、氧化镁、碳酸钙等工业中配制悬浮液时作分散剂。可作钻井泥浆分散剂。造纸工业用作防油污剂。
食品工业
三聚磷酸钠可用作食品添加剂，在肉制品加工过程中起着重要作用。
三聚磷酸钠可作为保水剂用于肉制品中，可以改善成品的鲜嫩度和黏结性，并提高出品率。研究表明将三聚磷酸钠加入鸭肉、鸡肉中，可提高肉制食物的保水率，改善食物的品质及风味口感。在鱼肉中加入三聚磷酸钠可使鱼糜蟹肉蛋白凝胶的变形、持水能力和水分分布显著增强，从而保持肉类食物的新鲜性。
三聚磷酸钠可作为软化剂浸泡或焯水蔬菜和水果，可以保持其柔软特性，因为三聚磷酸钠可以与水果皮中的钙混合，减少表皮的硬度。使用磷酸盐不仅可以软化蔬菜水果的表皮，还可以防止脱色。
其他行业
由于氮磷含量,三聚磷酸钠可用作灭火剂、纸基材料、涂料、塑料等阻燃剂。聚合度越高，阻燃性能越好。此外，三聚磷酸钠可作为无毒固化剂，改善共聚物的pH值和热稳定性。
安全事宜
三聚磷酸盐具有磷酸盐的通性低毒性，但磷酸盐用于食品添加剂对大鼠的致死量LD₅₀为4 g/kg，相比之下，普通盐类的LD₅₀为6 g/kg。许多关于磷酸盐的毒理学研究表明，磷酸盐实际上是无害的，在可接受的摄入量范围内是安全的。因此，美国食品和药物管理局（美国食品药品监督管理局）都认为聚磷酸盐是安全的食品添加剂。但如果人体在短时间内摄入过多的多磷酸盐会加速血液凝固，多磷酸盐的分解产物也会增加心血管疾病的风险，因此，国际上对于三聚磷酸钠作为食品添加剂的使用量是有明确规定的，食品添加剂联合专家委员会（JECFA）建议，如果磷酸盐的摄入量在最大可耐受的摄入量内，则每日可耐受的摄入量为70毫克/千克（总磷）。磷酸盐的摄入可能会危害健康。