Fosfat de magneziu (Mg3 (PO4) 2) Structura, proprietăți și utilizări



fosfat de magneziu este un termen utilizat pentru a se referi la o familie de compuși anorganici formați din magneziu, metale alcalino-pământoase și oxoanionfosfat. Cel mai simplu fosfat de magneziu are prin formula chimică Mg3(PO4)2. Formula indică faptul că pentru fiecare două anioni de PO43- există trei cationi Mg2+ interacționând cu acestea.

De asemenea, acești compuși pot fi descriși ca săruri de magneziu derivate din acid ortofosforic (H.3PO4). Cu alte cuvinte, magneziul "răcește" între anionii fosfați, indiferent de prezentarea lor anorganică sau organică (MgO, Mg (NO3)2, MgCl2, Mg (OH)2, etc.).

Din aceste motive, fosfații de magneziu pot fi găsiți ca mai multe minerale. Unele dintre acestea sunt: ​​catheita -Mg3(PO4)2 · 22H2O-, struvit - (NH4) MgPO4· 6H2Sau, ale căror microcristale sunt reprezentate în imaginea de sus -, holtedalite -Mg2(PO4) (OH) - și bobierita -Mg3(PO4)2· 8H2O-.

În cazul bobierritei, structura sa cristalină este monoclinică, cu agregate cristaline cu forme de ventilator și rozete masive. Cu toate acestea, fosfații de magneziu se caracterizează prin faptul că prezintă o chimie structurală bogată, ceea ce înseamnă că ionii lor adoptă multe aranjamente de cristal.

index

  • Formele de fosfat de magneziu și neutralitatea încărcăturilor sale
    • 1.1 Fosfați de magneziu cu alți cationi
  • 2 Structura
  • 3 Proprietăți
  • 4 Utilizări
  • 5 Referințe

Formele de fosfat de magneziu și neutralitatea taxelor sale

Fosfații de magneziu sunt derivați din substituția protonilor H3PO4. Când acidul ortofosforic pierde un proton, acesta rămâne ca ionul fosfat dihidrogen, H2PO4-.

Cum de a neutraliza sarcina negativă de a provoca o sare de magneziu? Da Mg2+ luați în considerare două taxe pozitive, atunci aveți nevoie de două H2PO4-. Astfel, se obține diacid fosfat de magneziu, Mg (H)2PO4)2.

Apoi, când acidul pierde doi protoni, ionul fosfat de hidrogen rămâne, HPO42-. Acum, cum să neutralizați aceste două taxe negative? Ca și Mg2+ are nevoie doar de două sarcini negative pentru a neutraliza, interacționează cu un ion HPO unic42-. În acest mod se obține fosfatul acid de magneziu: MgHPO4.

În cele din urmă, atunci când toți protonii sunt pierduți, rămâne anionul fosfat PO43-. Acest lucru necesită trei cationi Mg2+ și un alt fosfat pentru asamblarea într-un solid cristalin. Ecuația matematică 2 (-3) + 3 (+2) = 0 ajută la înțelegerea acestor raporturi stoichiometrice pentru magneziu și fosfat.

Ca urmare a acestor interacțiuni, fosfatul tribazic de magneziu este produs: Mg3(PO4)2. De ce este tribazic? Pentru că este capabil să accepte trei echivalente ale lui H+ pentru a forma din nou H3PO4:

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

Fosfați de magneziu cu alți cationi

Compensarea taxelor negative poate fi realizată și cu alte specii pozitive.

De exemplu, pentru a neutraliza PO43-, Kionii+, Na+, Rb+, NH4+, etc., pot, de asemenea, interceda, formând compusul (X) MgPO4. Dacă X este egal cu NH4+, se formează mineralul structurat anhidru, (NH4) MgPO4.

Având în vedere situația în care intervine un alt fosfat și creșterea taxelor negative, pot fi adăugate și alte cationi adiționali la interacțiunile pentru a le neutraliza. Datorită acestui fapt, pot fi sintetizate numeroase cristale de fosfat de magneziu (Na3RBMG7(PO4)6, de exemplu).

structură

Imaginea superioară ilustrează interacțiunile dintre ionii Mg2+ și PO43- care definesc structura cristalină. Totuși, este doar o imagine care demonstrează mai degrabă geometria tetraedrică a fosfatilor. Apoi, structura de cristal implică tetraedra de fosfați și sfere de magneziu.

Pentru cazul Mg3(PO4)2 Anhidru, ionii adoptă o structură romboidală, în care Mg2+ este coordonată cu șase atomi de O.

Cele de mai sus sunt ilustrate în imaginea de mai jos, cu notația că sferele albastre sunt cobalt, este suficient să le schimbăm pentru sferele de magneziu verde:

Chiar în centrul structurii poate fi localizat octaedrul format din cele șase sfere roșii din jurul sferei albăstrui.

De asemenea, aceste structuri cristaline sunt capabile să accepte molecule de apă, formând hidrați de fosfat de magneziu.

Acest lucru se datorează faptului că acestea formează legături de hidrogen cu ioni fosfați (HOH-O-PO33-). În plus, fiecare ion fosfat este capabil să accepte până la patru legături de hidrogen; adică patru molecule de apă.

Ca și Mg3(PO4)2 are două fosfați, poate accepta opt molecule de apă (ce se întâmplă cu bobierita minerală). La rândul lor, aceste molecule de apă pot forma legături de hidrogen cu altele sau pot interacționa cu centrale pozitive de Mg2+.

proprietăţi

Este un solid alb, formând plăci rombice cristaline. De asemenea, nu are miros și nici o aromă.

Este foarte insolubil în apă, chiar și atunci când este fierbinte, datorită energiei sale mari de cristal; acesta este un produs al interacțiunilor electrostatice puternice dintre ionii Mg polivalenți2+ și PO43-.

Adică atunci când ionii sunt polivalenți și razele lor ionice nu variază mult în mărime, solidul prezintă rezistență la dizolvare.

Se topește la 1184 ° C, ceea ce indică, de asemenea, interacțiuni electrostatice puternice. Aceste proprietăți variază în funcție de cât de mult absorbit moleculele de apă, iar în cazul în care fosfatul este în unele din formele lor protonate (HPO42- sau H2PO4-).

aplicații

Acesta a fost folosit ca un laxativ pentru stări de constipație și aciditate gastrică. Cu toate acestea, efectele secundare nocive - manifestate prin generarea diareei și vărsăturilor - și-au limitat utilizarea. În plus, este posibil să provoace leziuni ale tractului gastro-intestinal.

Utilizarea fosfatului de magneziu în repararea țesutului osos este în prezent explorată, investigând aplicarea Mg (H)2PO4)2 ca ciment.

Această formă de fosfat de magneziu îndeplinește cerințele pentru aceasta: este biodegradabilă și histocompatibilă. În plus, utilizarea acestuia în regenerarea țesutului osos este recomandată pentru rezistența și stabilirea rapidă.

Acesta este evaluat folosind fosfat amorf magneziu (AMP), ca cimentul osos biodegradabil și nu exotermă. Pentru a genera acest ciment, pulberea AMP este amestecată cu alcool polivinilic, pentru a forma un chit.

Principala funcție a fosfatului de magneziu este de a oferi contribuția lui Mg la ființele vii. Acest element intervine în numeroasele reacții enzimatice ca un catalizator sau intermediar, fiind esențial pentru viață.

deficit de Mg la om este asociat cu următoarele efecte: scăderea nivelurilor de Ca, insuficiență cardiacă, retenție de Na, nivelurile de K, aritmii, contracții musculare susținute, vărsături, greață a scăzut, scăzut circulant nivelurile hormonul paratiroidian și crampele menstruale și de stomac, printre altele.

referințe

  1. Secretariatul SuSanA. (17 decembrie 2010). Struvită sub microscop. Adus pe 17 aprilie 2018, de la: flickr.com
  2. Editarea datelor minerale. (2001-2005). Bobierrite. Adus pe 17 aprilie 2018, de la: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Prepararea și caracterizarea unui ciment osos de fosfat de magneziu degradabil,Biomateriale regenerative, Volumul 3, numărul 4, 1 decembrie 2016, paginile 231-237, doi.org
  4. Sahar Mousa. (2010). Studiu privind sinteza materialelor fosfat de magneziu. Buletinul de cercetare al fosforului Vol. 24, pp. 16-21.
  5. Smokefoot. (28 martie 2018). EntryWithCollCode38260. [Figura]. Adus pe 17 aprilie 2018 de la: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedia. (2018). Fosfat de magneziu tribazic. Adus pe 17 aprilie 2018, de la: en.wikipedia.org
  7. Extract. (2018). Fosfat de magneziu anhidru. Accesat la data de 17 aprilie 2018, de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., Ben & Amara, M. (2017). Sinteza și structura cristalină a unui nou fosfat de magneziu Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Secțiunea E: Comunicații cristalografice, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. și Bhaduri, S. (2016) Evaluarea fosfat de magneziu amorf (AMP) pe bază de non-exotermic ciment Ortopedic. Biomedical Mat. Volumul 11 ​​(5): 055010.
  10. Yu, Y., Yu, CH. și Dai, H. (2016). Pregătirea unui ciment de os de magneziu degradabil. Biomateriale regenerative. Volumul 4 (1): 231