焦磷酸钠
[CAS 13472-36-1]

基本信息

• 产品分类: 无机化工 >> 无机盐 >> 磷化物、金属的磷酸、偏磷酸、次磷酸和焦磷酸盐
• 产品名称: 焦磷酸钠
• 英文名: Sodium pyrophosphate decahydrate
• 别名: Tetra-Sodium pyrophosphate decahydrate; TSPP decahydrate
• 分子式: Na₄P₂O₇.10(H₂O)
• 分子量: 446.05
• CAS 登录号: 13472-36-1
• EC 号码: 603-854-8
• 分子行输入简码SMILES: O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[O-]P(=O)([O-])OP(=O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Na+].[Na+]

物理化学性质

• 密度: 1.82 g/mL (实验值)
• 熔点: 79.5 °C (实验值)
• 沸点: 93.8 °C (实验值)
• 溶解度: 水 62 g/L (20 °C) (实验值)

安全数据

• 危险品标志: GHS07 警告
• 危害标签: H315-H319-H335
• 防护标签: P261-P264-P264+P265-P271-P280-P302+P352-P304+P340-P305+P351+P338-P319-P321-P332+P317-P337+P317-P362+P364-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
特定目标器官毒性—单次接触	STOT SE	3	H335
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315

chemBlink 化学品故事

焦磷酸钠十水合物展示了一个非常有意思的变化：两个磷酸单元通过P-O-P键连接以后，再与大量结晶水共同组成固体。常见十水合物的化学式为Na₄P₂O₇·10H₂O。它并不是“两个彼此独立的正磷酸根”，因为脱水缩合已经形成新的焦磷酸根P₂O₇^4-，其酸碱行为、金属离子结合能力和反应性都随之改变。

这种晶体结构几十年前就已经得到解析。1957年，MacArthur和Beevers发表了焦磷酸钠十水合物的晶体结构。每个化学式单位含十个水分子看起来很多，但这些水实际上参与构成围绕钠离子和焦磷酸根的氢键与配位网络。因此，结晶水并不是“夹在颗粒之间的液态水”，而可以真正成为无机晶体结构的一部分。

焦磷酸根属于缩合磷酸盐。可以把它理解为两个正磷酸单元脱去水后形成P-O-P桥键。这个桥键改变了阴离子与金属离子的配位能力。焦磷酸盐能够结合钙、镁、铁等多种阳离子，因此在水处理、洗涤、分散和工业配方中具有价值；通过封存金属离子，可以抑制不希望发生的沉淀，也能改变颗粒之间的相互作用。

同一个P-O-P键在生物化学中又有完全不同的意义。许多生物合成反应使用ATP或其他核苷三磷酸转移基团，同时释放无机焦磷酸PPi。细胞中的无机焦磷酸酶随后把PPi水解成正磷酸盐。不断移走PPi会把前一步平衡向合成方向拉动，使核酸聚合等反应在热力学上更有利。一个常见工业磷酸盐，因此与生命体系推动合成反应单向进行的机制共享同一个核心阴离子。

水合状态在定量上也非常重要。十水合物相当大一部分质量来自结晶水，因此绝不能按相同质量直接代替无水焦磷酸四钠。加热会逐步失水并形成其他固态，所以储存、含量测定和配液计算都必须针对实际水合形式。

焦磷酸钠十水合物最值得记住的是“一根氧桥改变整个故事”。两个磷酸根连接后，出现了具有更强金属结合能力、又参与生物能量耦合的新阴离子；再围绕十个结晶水，固态性质又进一步改变。这是缩合与水合怎样创造新性质的一个非常直观的例子。

参考文献：
1. MacArthur D.M., Beevers C.A. Acta Crystallographica. 1957, 10, 428-432. DOI: 10.1107/S0365110X57001383。
2. ACS Reagent Chemicals：Sodium Pyrophosphate, Decahydrate。DOI: 10.1021/acsreagents.4367.20241202。
3. 无机焦磷酸及焦磷酸酶在生物合成耦合中的标准生物化学文献。
4. 缩合磷酸盐金属离子封存与分散作用的一般文献。

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