Magnesiumfosfaatti (Mg3 (PO4) 2) Rakenne, ominaisuudet ja käyttötavat



magnesiumfosfaatti Termi, jota käytetään viittaamaan epäorgaanisten yhdisteiden perheeseen, joka on muodostettu magnesiumin, maa-alkalimetallien ja oksoanionifosfaatin avulla. Yksinkertaisimmassa magnesiumfosfaatissa on Mg-kemiallinen kaava3(PO4)2. Kaava osoittaa, että jokaiselle kahdelle PO-anionille43- Mg-kationeja on kolme2+ vuorovaikutuksessa näiden kanssa.

Näitä yhdisteitä voidaan myös kuvata magnesiumsuoloina, jotka on johdettu ortofosforihaposta (H3PO4). Toisin sanoen, fosfaatti-anionien väliset magnesiumpinnoitteet riippumatta niiden epäorgaanisesta tai orgaanisesta esityksestä (MgO, Mg (NO3)2, MgCI2, Mg (OH)2, jne).

Näistä syistä magnesiumfosfaatteja on useita mineraaleja. Jotkut näistä ovat: catheita -Mg3(PO4)2 · 22H2O-, struviitti - (NH4) MgPO4· 6H2Tai joiden mikrokristallit on esitetty ylimmässä kuvassa, holtedalite -Mg2(PO4) (OH) - ja bobierrita-Mg3(PO4)2· 8H2O-.

Bobierritan tapauksessa sen kiteinen rakenne on monokliininen, ja kiteiset aggregaatit, joissa on tuulettimen muodot ja massiiviset rosetit. Magnesiumfosfaateille on kuitenkin tunnusomaista se, että sillä on rikas rakenne, mikä tarkoittaa, että niiden ionit hyväksyvät monia kiteisiä järjestelyjä.

indeksi

  • 1 magnesiumfosfaatin muodot ja sen maksujen neutraalisuus
    • 1.1 Magnesiumfosfaatit muiden kationien kanssa
  • 2 Rakenne
  • 3 Ominaisuudet
  • 4 Käyttö
  • 5 Viitteet

Magnesiumfosfaatin muodot ja sen maksujen neutraalisuus

Magnesiumfosfaatit johdetaan H-protonien korvaamisesta3PO4. Kun ortofosforihappo menettää protonin, se pysyy dihydrogeenifosfaatti-ionina, H2PO4-.

Miten neutraloida magneettisuolan alkuperää oleva negatiivinen varaus? Kyllä Mg2+ kaksi positiivista maksua, sitten tarvitaan kaksi H2PO4-. Täten saadaan magnesiumdihappofosfaatti, Mg (H)2PO4)2.

Sitten, kun happo menettää kaksi protonia, vetyfosfaatti-ioni jää HPO: ksi42-. Miten neutraloida nämä kaksi negatiivista maksua? Kuten Mg2+ se tarvitsee vain kaksi negatiivista varausta neutraloimiseksi, vuorovaikutuksessa yhden HPO-ionin kanssa42-. Tällä tavalla saadaan magnesiumhappofosfaatti: MgHPO4.

Lopuksi, kun kaikki protonit menetetään, fosfaatti-anioni PO pysyy43-. Tämä vaatii kolme Mg-kationia2+ ja toinen fosfaatti koota kiteiseksi kiinteäksi aineeksi. Matemaattinen yhtälö 2 (-3) + 3 (+2) = 0 auttaa ymmärtämään näitä stökiometrisiä suhteita magnesiumille ja fosfaatille.

Näiden vuorovaikutusten seurauksena tuotetaan tribasinen magnesiumfosfaatti: Mg3(PO4)2. Miksi se on heimo? Koska se kykenee hyväksymään kolme ekvivalenttia H: ta+ muodostaa uudelleen H3PO4:

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

Magnesiumfosfaatit muiden kationien kanssa

Negatiivisten maksujen korvaaminen voidaan saavuttaa myös muiden positiivisten lajien osallistumisella.

Esimerkiksi PO: n neutraloimiseksi43-, ionit K+, na+, rb+, NH4+, jne., voi myös sekoittaa, muodostaen yhdisteen (X) MgPO4. Jos X on NH4+, muodostuu vedetön struviittimineraali (NH4) MgPO4.

Kun otetaan huomioon tilanne, jossa toinen fosfaatti puuttuu ja negatiiviset varaukset lisääntyvät, vuorovaikutuksiin voidaan lisätä muita kationeja niiden neutraloimiseksi. Tämän ansiosta voidaan syntetisoida lukuisia magnesiumfosfaattikiteitä (Na3RBMG7(PO4)6, esimerkiksi).

rakenne

Ylempi kuva kuvaa Mg-ionien välistä vuorovaikutusta2+ ja PO43- jotka määrittävät kiteisen rakenteen. Se on kuitenkin vain kuva, joka osoittaa pikemminkin fosfaattien tetraedrisen geometrian. Sitten kiderakenne käsittää fosfaatti- ja magnesiumpallojen tetrahedraa.

Mg: n tapauksessa3(PO4)2 Vedetön, ionit hyväksyvät romboedrisen rakenteen, jossa Mg2+ on koordinoitu kuuden O-atomin kanssa.

Yllä oleva kuva on esitetty alla olevassa kuvassa, sillä sininen pallot ovat kobolttia, riittää, että ne muutetaan vihreiden magnesiumpallojen osalta:

Rakenteen keskellä voidaan sijoittaa sinisen sfäärin muodostama oktaedri sinisen pallon ympärillä..

Myös nämä kiteiset rakenteet kykenevät hyväksymään vesimolekyylejä, jolloin muodostuu magnesiumfosfaattihydraatteja.

Tämä johtuu siitä, että ne muodostavat vetysidoksia fosfaatti-ionien kanssa (HOH-O-PO33-). Lisäksi kukin fosfaatti-ioni kykenee hyväksymään jopa neljä vetysidosta; eli neljä vesimolekyyliä.

Kuten Mg3(PO4)2 on kaksi fosfaattia, voi hyväksyä kahdeksan vesimolekyyliä (mitä tapahtuu mineraalibobierritan kanssa). Nämä vesimolekyylit puolestaan ​​voivat muodostaa vetysidoksia muiden kanssa tai vuorovaikutuksessa positiivisten Mg-keskusten kanssa2+.

ominaisuudet

Se on valkoinen kiinteä aine, joka muodostaa kiteisiä rombilevyjä. Lisäksi sillä ei ole hajua ja makua.

Se on hyvin liukenematon veteen, vaikka se olisi kuuma johtuen sen suuresta kidehilaenergiasta; tämä on polyvalenttisten Mg-ionien välisten voimakkaiden sähköstaattisten vuorovaikutusten tuote2+ ja PO43-.

Toisin sanoen, kun ionit ovat moniarvoisia ja niiden ioniset säteet eivät ole kooltaan suuria, kiinteä aine on vastustuskykyinen sen liukenemiseen.

Se sulaa 1184 ° C: ssa, mikä osoittaa myös voimakkaita sähköstaattisia vuorovaikutuksia. Nämä ominaisuudet vaihtelevat sen mukaan, kuinka monta molekyyliä vettä imeytyy, ja jos fosfaatti löytyy joistakin sen protonoiduista muodoista (HPO42- tai H2PO4-).

sovellukset

Sitä on käytetty laksatiivina ummetuksen ja mahahapon tiloissa. Sen haitalliset sivuvaikutukset, joita ilmenevät ripulin ja oksentelun synnyttämisenä, ovat kuitenkin rajoittaneet sen käyttöä. Lisäksi se todennäköisesti vahingoittaa ruoansulatuskanavaa.

Magnesiumfosfaatin käyttöä luukudoksen korjauksessa tutkitaan parhaillaan, tutkimalla Mg (H): n käyttöä.2PO4)2 sementtinä.

Tämä magnesiumfosfaatin muoto täyttää tämän vaatimukset: se on biohajoava ja yhteensopiva histokomponenttien kanssa. Lisäksi sen käyttöä luukudoksen regenerointiin suositellaan sen lujuuden ja nopean asettamisen kannalta.

Amorfisen magnesiumfosfaatin (AMP) käyttöä biohajoavana ja ei-eksotermisenä ortopedisenä sementtinä arvioidaan. Tämän sementin muodostamiseksi sekoita AMP-jauhe polyvinyylialkoholiin, jotta muodostuu kitti.

Magnesiumfosfaatin pääasiallisena tehtävänä on tarjota Mg: n osuus eläville olennoille. Tämä elementti vaikuttaa useisiin entsymaattisiin reaktioihin katalysaattorina tai välittäjänä, mikä on välttämätöntä elämälle.

Mg: n puute ihmisillä liittyy seuraaviin vaikutuksiin: vähentynyt Ca-taso, sydämen vajaatoiminta, Na-retentio, vähentynyt K-taso, rytmihäiriöt, jatkuvat lihasten supistukset, oksentelu, pahoinvointi, alhainen verenkiertoaste Myös lisäkilpirauhashormoni ja vatsa- ja kuukautiskouristukset.

viittaukset

  1. SuSanA: n sihteeristö. (17. joulukuuta 2010). Struviitti mikroskoopin alla. Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta: flickr.com
  2. Mineral Data Publishing. (2001-2005). Bobierrite. Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Hajoavan magnesiumfosfaatin luun sementin valmistus ja karakterisointi, Regeneratiiviset biomateriaalit, Osa 3, numero 4, 1. joulukuuta 2016, sivut 231-237, doi.org
  4. Sahar Mousa. (2010). Magnesiumfosfaattimateriaalien synteesitutkimus. Phosphorus-tutkimuslehti 24, s. 16-21.
  5. Smokefoot. (28. maaliskuuta 2018). EntryWithCollCode38260. [Kuva]. Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedia. (2018). Magnesiumfosfaattihappo. Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta: en.wikipedia.org
  7. Pubchem. (2018). Vedetön magnesiumfosfaatti. Haettu 17. huhtikuuta 2018 osoitteesta: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., ja Ben Amara, M. (2017). Uuden magnesiumfosfaatin Na3RbMg7 (PO4) 6 synteesi ja kiderakenne. Acta Crystallographica Osa E: Kristallografiset viestinnät, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. ja Bhaduri, S. (2016) Amorfisen magnesiumfosfaatin (AMP) perustuvan ei-eksotermisen ortopedisen sementin arviointi. Biolääketieteellinen matto. Volume 11 (5): 055010.
  10. Yu, Y., Yu, CH. ja Dai, H. (2016). Hajoavan magnesium-luun sementin valmistus. Regeneratiiviset biomateriaalit. Nide 4 (1): 231