Fosforečnan horečnatý (Mg3 (PO4) 2) Štruktúra, vlastnosti a použitie



fosforečnan horečnatý Výraz "anorganická zlúčenina" označuje termín anorganických zlúčenín tvorených horčíkom, kovom alkalických zemín a fosforečnanom oxoaniónu. Najjednoduchší fosforečnan horečnatý má Mg chemický vzorec3(PO4)2. Vzorec označuje, že pre každé dva PO anióny43- Existujú tri Mg katióny2+ s nimi.

Tieto zlúčeniny môžu byť tiež opísané ako horečnaté soli odvodené od kyseliny ortofosforečnej (H3PO4). Inými slovami, horčíkové "povlaky" medzi fosfátovými aniónmi, bez ohľadu na ich anorganickú alebo organickú prezentáciu (MgO, Mg (NO3)2, MgCl2, Mg (OH)2, atď.).

Z týchto dôvodov sa fosforečnany horčíka nachádzajú ako niekoľko minerálov. Niektoré z nich sú: catheita -Mg3(PO4)2 22H2O-, struvit - (NH4) MgPO46H2Alebo, ktorých mikrokryštály sú znázornené v hornom obrázku, holtedalite-MG2(PO4) (OH) - a bobierrita-Mg3(PO4)28H2O-.

V prípade bobierrity je jej kryštalická štruktúra monoklinická, s kryštalickými agregátmi s tvarmi ventilátorov a masívnymi rozetami. Fosforečnany horečnaté sa však vyznačujú bohatou štrukturálnou chémiou, čo znamená, že ich ióny majú mnoho kryštalických usporiadaní.

index

  • 1 Formy fosforečnanu horečnatého a neutralita jeho nábojov
    • 1.1 Fosforečnany horčíka s inými katiónmi
  • 2 Štruktúra
  • 3 Vlastnosti
  • 4 Použitie
  • 5 Referencie

Formy fosforečnanu horečnatého a neutralita jeho nábojov

Fosforečnany horečnaté sú odvodené zo substitúcie H protónov3PO4. Keď kyselina ortofosforečná stráca protón, zostáva ako ión dihydrogenfosforečnanu, H2PO4-.

Ako neutralizovať záporný náboj, aby sa vytvorila horečnatá soľ? Áno Mg2+ predstavujú dva kladné poplatky, potom potrebujete dva H2PO4-. Tak sa získa fosforečnan horečnatý, Mg (H)2PO4)2.

Potom, keď kyselina stráca dva protóny, zostáva ión hydrogénfosforečnanov, HPO42-. Ako neutralizovať tieto dva negatívne poplatky? Rovnako ako Mg2+ na neutralizáciu potrebuje iba dve záporné náboje, interaguje s jedným iónom HPO42-. Týmto spôsobom sa získa fosforečnan horečnatý: MgHPO4.

Nakoniec, keď sú všetky protóny stratené, fosfátový anión PO zostáva43-. To vyžaduje tri Mg katióny2+ a ďalší fosfát, ktorý sa zostaví do kryštalickej pevnej látky. Matematická rovnica 2 (-3) + 3 (+2) = 0 pomáha pochopiť tieto stechiometrické pomery horčíka a fosfátu.

V dôsledku týchto interakcií sa vyrába fosforečnan horečnatý: Mg3(PO4)2. Prečo je to tribázické? Pretože je schopný prijať tri ekvivalenty H+ na vytvorenie H3PO4:

PO43-(ac) + 3H+(Aq) <=> H3PO4(Aq)

Fosforečnany horčíka s inými katiónmi

Kompenzáciu záporných poplatkov možno dosiahnuť aj za účasti iných pozitívnych druhov.

Napríklad na neutralizáciu PO43-, ióny K+, na+, rb+, NH4+, atď., môže tiež zasahovať, pričom vzniká zlúčenina (X) MgPO4. Ak sa X rovná NH4+, vytvára sa bezvodý struvitový minerál, (NH4) MgPO4.

Vzhľadom na situáciu, že zasahuje ďalší fosfát a zvyšujú sa záporné poplatky, môžu sa k interakciám pridať ďalšie ďalšie katióny, aby sa neutralizovali. Vďaka tomu je možné syntetizovať početné kryštály fosforečnanu horečnatého (Na3RBMG7(PO4)6, napríklad).

štruktúra

Horný obrázok znázorňuje interakcie medzi iónmi Mg2+ a PO43- ktoré definujú kryštalickú štruktúru. Je to však len obraz, ktorý skôr demonštruje tetrahedrálnu geometriu fosfátov. Potom kryštálová štruktúra zahŕňa tetraedru fosfátov a horčíkových guľôčok.

Pre prípad Mg3(PO4)2 Bezvodé ióny majú rhombohedrickú štruktúru, v ktorej Mg2+ je koordinovaný so šiestimi atómami O.

Vyššie uvedené je znázornené na obrázku nižšie, s poznámkou, že modré guľôčky sú kobaltu, stačí ich zmeniť na zelené guličky horčíka:

Priamo v strede stavby je možné umiestniť oktaedr tvorený šiestimi červenými guľami okolo modrastej gule.

Tieto kryštalické štruktúry sú tiež schopné prijímať molekuly vody, čím sa vytvárajú hydráty fosforečnanu horečnatého.

Je to preto, že tvoria vodíkové väzby s fosfátovými iónmi (HOH-O-PO)33-). Okrem toho je každý fosfátový ión schopný prijať až štyri vodíkové väzby; to znamená štyri molekuly vody.

Rovnako ako Mg3(PO4)2 má dva fosfáty, môže prijať osem molekúl vody (čo sa stane s minerálom bobierrita). Na druhej strane, tieto molekuly vody môžu tvoriť vodíkové väzby s inými alebo interagovať s pozitívnymi Mg centrami2+.

vlastnosti

Je to biela pevná látka, ktorá tvorí kryštalické kosoštvorcové platne. Tiež nemá zápach ani chuť.

Je veľmi nerozpustná vo vode, aj keď je horúca, vďaka svojej veľkej energii kryštálovej mriežky; toto je produkt silných elektrostatických interakcií medzi polyvalentnými iónmi Mg2+ a PO43-.

To znamená, že keď sú ióny polyvalentné a ich iónové polomery sa veľmi nelíšia, tuhá látka vykazuje rezistenciu voči jej rozpusteniu..

Roztopí sa pri 1184 ° C, čo tiež svedčí o silných elektrostatických interakciách. Tieto vlastnosti sa líšia v závislosti od toho, koľko molekúl vody absorbuje a či sa fosfát nachádza v niektorých z jeho protónovaných foriem (HPO42- alebo H2PO4-).

aplikácie

Používa sa ako preháňadlo pri stavoch zápchy a kyslosti žalúdka. Jeho škodlivé vedľajšie účinky, ktoré sa prejavujú tvorbou hnačky a zvracania, však obmedzili jeho použitie. Okrem toho môže spôsobiť poškodenie gastrointestinálneho traktu.

V súčasnosti sa skúma použitie fosforečnanu horečnatého pri oprave kostného tkaniva, pričom sa skúma aplikácia Mg (H).2PO4)2 ako cement.

Táto forma fosforečnanu horečnatého spĺňa tieto požiadavky: je biologicky odbúrateľná a histokompatibilná. Okrem toho, jeho použitie pri regenerácii kostného tkaniva sa odporúča pre jeho silu a rýchle nastavenie.

Vyhodnocuje sa použitie amorfného fosforečnanu horečnatého (AMP) ako biologicky odbúrateľného a neexotermického ortopedického cementu. Na vytvorenie tohto cementu zmiešajte prášok AMP s polyvinylalkoholom, aby sa vytvoril tmel.

Hlavnou funkciou fosforečnanu horečnatého je poskytnúť príspevok Mg k živým bytostiam. Tento prvok zasahuje v mnohých enzymatických reakciách ako katalyzátor alebo ako sprostredkovateľ, ktorý je nevyhnutný pre život.

Nedostatok Mg u ľudí je spojený s nasledujúcimi účinkami: znížené hladiny Ca, srdcové zlyhanie, retencia Na, znížené hladiny K, arytmie, trvalé svalové kontrakcie, zvracanie, nevoľnosť, nízke hladiny cirkulácie Paratyroidný hormón a žalúdočné a menštruačné kŕče okrem iného.

referencie

  1. Sekretariát SuSanA. (17. decembra 2010). Struvite pod mikroskopom. Získané dňa 17. apríla 2018, z: flickr.com
  2. Publikovanie minerálnych dát. (2001-2005). Bobierrite. Získané 17. apríla 2018, z: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Príprava a charakterizácia degradovateľného kostného cementu fosforečnanu horečnatého, Regeneratívne biomateriály, Zväzok 3, vydanie 4, 1. december 2016, strany 231-237, doi.org
  4. Sahar Mousa. (2010). Štúdia syntézy fosforečnanov horečnatých. Výskumný bulletin fosforu Vol. 24, str. 16-21.
  5. Smokefoot. (28. marca 2018). EntryWithCollCode38260. [Obrázok]. Získané dňa 17. apríla 2018, z: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedia. (2018). Tribázický fosforečnan horečnatý. Získané dňa 17. apríla 2018, z: en.wikipedia.org
  7. PubChem. (2018). Fosforečnan horečnatý bezvodý. Získané dňa 17. apríla 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Syntéza a kryštalická štruktúra nového fosforečnanu horečnatého Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Sekcia E: Kryštalografické komunikácie, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. a Bhaduri, S. (2016) Vyhodnotenie neexotermického ortopedického cementu na báze amorfného fosforečnanu horečnatého (AMP). Biomedical Mat. Zväzok 11 (5): 055010.
  10. Yu, Y., Yu, CH. a Dai, H. (2016). Príprava degradovateľného horčíkového kostného cementu. Regeneratívne biomateriály. Zväzok 4 (1): 231