食品与电镀—谈焦磷酸钾

如果有一种说法是：我们在食品中添加了在电镀中才添加的东西（化学品），那你会怎么想，是不是感觉这种食品就是剧毒的东西，或者至少是不健康的，就不能吃了呢。而事实上，我们日常吃到的许多食品中，都放有添加剂成分，添加剂里面又无可避免的加入有许多化学品，这些化学品，适量的加入能够改善我们的食物质量，不过，它们同样可以用到其它工业领域，焦磷酸钾就是这样一类，它在食品与镀液中均有应用。

基本性质 

焦磷酸钾又称为焦磷酸四钾，或者二磷酸钾盐，化学式为K4P2O7白色结晶性粉末或粒状，水溶液呈碱性，极易溶于水，水中溶解度高达196.7g（每百克水），不溶于乙醇，有一定的吸湿性，与水混合形成粘性浆状体。其熔点为1109℃，较难热分解，不过在酸/碱溶液中会水解成磷酸钾。

焦磷酸钾，相当于二聚磷酸盐，因此具有其他聚合磷酸盐的所有性质，比如与焦磷酸钠相像，但溶解度较大，能和碱土金属和重金属离子发生螯合作用，同时也能与硬水中的Ca2+、Mg2+形成稳定的络合物从而软化硬水、提高洗涤能力、清除污垢。

焦磷酸根离子（P2O74-）对于微细分散的固体具有很强的分散能力，能促进细微、微量物质的均一混合。此外，它还具有稳定的pH缓冲能力，能长期保持溶液的pH值。焦磷酸钾在热水中发生水解，生成磷酸氢二钾，其水解速度较焦磷酸钠慢，通常来讲，焦磷酸钾即使是在潮湿的空气中也是稳定的。

生产制备

焦磷酸钾的生产遵循基本的化学原理，整个过程可以简单描述为：

利用酸碱中和先生成磷酸氢二钾溶液

↓

干燥制得无水磷酸氢二钾

↓

再聚合成焦磷酸钾

具体来说就是把磷酸加入到中和器，再缓慢加入苛性钾（氢氧化钾），同时不断进行搅拌直到中和反应进行完全，整个过程的PH控制在8.4左右（0.1的误差），之后把反应后的溶液加热，并加入活性炭脱色，过滤除去不溶物，澄清滤液在120～124℃的温度下进行蒸发浓缩，经冷却结晶，离心分离，获得磷酸氢二钾（一般为三水合物），接着在120～130℃下脱去结晶水，再将它加入煅烧炉在500～600℃下进行煅烧聚合，经冷却，制得食用焦磷酸钾成品，这种方法工业上称之为中和煅烧法。另外，生产过程中利用食品级的原料，就可以生产食品级的焦磷酸钾。 

应用领域

无氰电镀工件

无氰电镀中的应用：焦磷酸钾由于具有较强的络合金属阳离子的功能，在电镀中多有应用。通常情况下，为了使电镀层光滑牢固，工业生产上电镀液的配方往往很复杂。传统的做法是使用氰化物作络合剂来配制电镀液，但CN-（氰根）有剧毒，对电镀工人的健康损害很大，同时，排放含CN-的污水、废气也严重污染环境。因此如今无氰电镀将成为一种电镀的趋势，而使用焦磷酸钾就可以完美替代氰化物。

在装饰性镀铬的工艺中：可以使用焦磷酸钾电镀Sn-Co-Zn三元合金，以替代传统的镀铬工艺，从而减少了对环境与人员的危害，也降低了能耗，提高了镀层的质量。电镀过程中，焦磷酸钾作为络合剂，分别与Sn2+（锡）、Co2+（钴）、Zn2+（锌）形成络合物。随着其含量升高，镀液分散能力得到改善，阳极溶解加快，但络合剂浓度过高，会使带出损失增加。生产中取中上限，镀液稳定性才好。如果络合剂浓度低，镀液易混浊而产生沉淀，影响镀层质量。

焦磷酸钾电镀Sn-Co-Zn三元合金工艺有如下优点：不用有毒的铬酐（铬的氧化物，三氧化铬）；低能耗、高效率（95%以上）；镀液稳定，深镀能力极佳，吊镀、滚镀均适用；镍、铜、铜合金、锌合金镀层上均能镀复。缺点: 镀层色泽光亮仿似镀铬层，但没有铬层鲜艳，反光差；镀层硬度、耐磨性均低于镀铬层。

在食品加工领域中：可以作为食品添加剂使用，因其水溶液碱性强，有抑制食品腐败、发酵的作用，可作为乳化剂、整合剂使用，用在汤羹、午餐肉、速冻鱼虾、熟猪肉和肉末中等，还可用作肉类粘结剂、洗涤剂、面制品碱水原料等。实际使用中，多与其他缩合磷酸盐合用，俗称复配磷酸盐，例如按焦磷酸钾：焦磷酸钠：聚磷酸钾：聚磷酸钠：偏磷酸钠=1：1：3：3：2的配比制成火腿、香肠的粘结剂。复配的其它磷酸盐也可用于防止水果罐头变色、增强鱼肉持水性、改善面类品味及提高得率等。

总结

化学品一般会有许多功能，附带也会有很多用途，因此同一种化学品在两个差别较大的领域均有应用。在不同领域都有其严格的使用标准，其实食品中的化学品添加，国家有严格的规定，我们无需因为耸人听闻的言论（就如文章开头所言一样）而过分抵制化学品在食品中的应用。

参考资料：

1. 好磷网—磷字典

2. 好磷资讯

3. 百度百科/图片

4. 《食品焦磷酸钾的生产和分析研究》褚