Magnezijev fosfat (Mg3 (PO4) 2) Struktura, lastnosti in uporaba



The magnezijev fosfat je izraz, ki se uporablja za družino anorganskih spojin, ki jih tvorijo magnezijev, zemeljsko alkalijski kovina in oksoanion fosfat. Najpreprostejši magnezijev fosfat ima Mg kemijsko formulo3(PO4)2. Formula nakazuje, da za vsakih dva PO aniona43- Obstajajo trije Mg kationi2+ z njimi.

Tudi te spojine lahko opišemo kot magnezijeve soli, pridobljene iz ortofosforne kisline (H3PO4). Z drugimi besedami, magnezijevi "premazi" med fosfatnimi anioni, ne glede na njihovo anorgansko ali organsko obliko (MgO, Mg (NO)3)2, MgCl2, Mg (OH)2, itd.).

Zaradi teh razlogov lahko magnezijeve fosfate najdemo kot več mineralov. Nekatere od teh so: catheita -Mg3(PO4)2 · 22H2O-, struvit - (NH4) MgPO4· 6H2Ali, katerih mikrokristali so predstavljeni na vrhu slike, holtedalite -Mg2(PO4(OH) - in bobierrita -Mg3(PO4)2· 8H2O-.

V primeru bobierrita je njegova kristalna struktura monoklinična, s kristaliničnimi agregati z oblikami ventilatorjev in masivnimi rozetami. Za magnezijeve fosfate pa je značilna bogata strukturna kemija, kar pomeni, da njihovi ioni sprejmejo veliko kristalnih oblik.

Indeks

  • 1 Oblike magnezijevega fosfata in nevtralnost njegovih dajatev
    • 1.1 Magnezijevi fosfati z drugimi kationi
  • 2 Struktura
  • 3 Lastnosti
  • 4 Uporabe
  • 5 Reference

Oblike magnezijevega fosfata in nevtralnost njegovih dajatev

Magnezijevi fosfati izhajajo iz zamenjave H protonov3PO4. Ko ortofosforna kislina izgubi proton, ostane kot ion dihidrogen fosfata, H2PO4-.

Kako nevtralizirati negativni naboj za nastanek magnezijeve soli? Da Mg2+ za dva pozitivna naboja, potem potrebujete dva H2PO4-. Tako dobimo magnezijev diacid fosfat, Mg (H)2PO4)2.

Potem, ko kislina izgubi dva protona, ostane vodik-fosfatni ion HPO42-. Kako nevtralizirati ta dva negativna naboja? Kot Mg2+ potrebuje samo dva negativna naboja za nevtralizacijo, interakcijo z enim samim HPO ionom42-. Na ta način dobimo magnezijevo kislino fosfat: MgHPO4.

Končno, ko izgubimo vse protone, ostane fosfatni anion PO43-. To zahteva tri Mg katione2+ in drugi fosfat za sestavljanje v kristalno trdno snov. Matematična enačba 2 (-3) + 3 (+2) = 0 pomaga razumeti ta stehiometrična razmerja za magnezij in fosfat.

Zaradi teh interakcij se proizvaja tribazni magnezijev fosfat: Mg3(PO4)2. Zakaj je to tribazično? Ker je sposoben sprejeti tri ekvivalente H+ da ponovno oblikujejo H3PO4:

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

Magnezijevi fosfati z drugimi kationi

Nadomestilo negativnih stroškov se lahko doseže tudi z udeležbo drugih pozitivnih vrst.

Na primer, za nevtralizacijo PO43-, ioni K+, Na+, Rb+, NH4+, itd., lahko posreduje tudi tako, da tvori spojino (X) MgPO4. Če je X enak NH4+, nastane brezvodni struvitni mineral (NH.)4) MgPO4.

Glede na situacijo, v kateri intervenira še en fosfat in se povečajo negativni naboji, lahko interakcijam dodamo še dodatne katione, da jih nevtraliziramo. Zaradi tega lahko sintetiziramo številne kristale magnezijevega fosfata (Na3RbMg7(PO4)6, na primer).

Struktura

Zgornja slika ponazarja interakcije med Mg ioni2+ in PO43- ki določajo kristalno strukturo. Vendar je le slika tista, ki kaže na tetraedrično geometrijo fosfatov. Nato kristalna struktura vključuje tetraedre fosfatov in magnezijeve krogle.

Za primer Mg3(PO4)2 Brezvodni, ioni sprejmejo romboedrično strukturo, v kateri Mg2+ je usklajen s šestimi atomi O.

Zgoraj je prikazano na sliki spodaj, z opombo, da so modre kroglice kobalt, je dovolj, da jih spremenimo za zelene magnezijeve krogle:

Desno v središču strukture je mogoče najti oktaeder, ki ga sestavlja šest rdečih krogel okoli modrikaste krogle.

Tudi te kristalne strukture so sposobne sprejeti molekule vode, ki tvorijo hidrate magnezijevega fosfata.

To je zato, ker tvorijo vodikove vezi z fosfatnimi ioni (HOH-O-PO33-). Poleg tega je vsak fosfatni ion sposoben sprejeti do štiri vodikove vezi; to je štiri molekule vode.

Kot Mg3(PO4)2 ima dva fosfata, lahko sprejema osem vodnih molekul (kar se dogaja z mineralnim bobierritom). Te vodne molekule pa lahko tvorijo vodikove vezi z drugimi ali medsebojno delujejo s pozitivnimi Mg centri2+.

Lastnosti

Je bela trdna snov, ki tvori kristalne rombične plošče. Prav tako nima vonja in okusa.

Je zelo netopen v vodi, tudi če je vroča, zaradi velike kristalne energije; to je produkt močnih elektrostatičnih interakcij med polivalentnimi Mg ioni2+ in PO43-.

To pomeni, da, kadar so ioni polivalentni in se njihovi ionski polmeri ne razlikujejo po velikosti, trdna snov kaže odpornost proti raztapljanju..

Topi se pri 1184 ° C, kar kaže tudi na močne elektrostatične interakcije. Te lastnosti se razlikujejo glede na to, koliko molekul vode absorbira in ali se fosfat nahaja v nekaterih protoniranih oblikah (HPO).42- ali H2PO4-).

Uporabe

Uporablja se kot odvajalo za stanja zaprtja in želodčne kisline. Vendar so njegovi škodljivi stranski učinki, ki se kažejo v povzročanju driske in bruhanja, omejili njegovo uporabo. Poleg tega je verjetno, da bo povzročil poškodbe prebavnega trakta.

Trenutno se preučuje uporaba magnezijevega fosfata pri obnavljanju kostnega tkiva, pri čemer se preučuje uporaba Mg (H)2PO4)2 kot cement.

Ta oblika magnezijevega fosfata izpolnjuje zahteve za to: je biorazgradljiva in histokompatibilna. Poleg tega je njegova uporaba pri regeneraciji kostnega tkiva priporočljiva za njeno moč in hitro nastavitev.

Ocenjuje se uporaba amorfnega magnezijevega fosfata (AMP) kot biorazgradljivega in neeksotermnega ortopedskega cementa. Za tvorjenje tega cementa mešamo prašek AMP s polivinilnim alkoholom, da dobimo kite.

Glavna naloga magnezijevega fosfata je zagotoviti prispevek Mg k živim bitjem. Ta element posega v številne encimske reakcije kot katalizator ali posrednik in je bistven za življenje.

Pomanjkanje Mg pri ljudeh je povezano z naslednjimi učinki: zmanjšanje koncentracije Ca, srčno popuščanje, retencija na Na, zmanjšanje ravni K, aritmije, trajne mišične kontrakcije, bruhanje, slabost, nizke krožeče koncentracije Paratiroidni hormon in želodčni in menstrualni krči, med drugim.

Reference

  1. Sekretariat SuSanA. (17. december 2010). Struvite pod mikroskopom. Pridobljeno 17. aprila 2018, s strani flickr.com
  2. Objavljanje mineralnih podatkov. (2001-2005). Bobierrite. Pridobljeno 17. aprila 2018, iz: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Priprava in karakterizacija razgradljivega kostnega cementa magnezijevega fosfata, Regenerativni biomateriali, Zvezek 3, številka 4, 1. december 2016, strani 231-237, doi.org
  4. Sahar Mousa. (2010). Študija sinteze materialov magnezijevega fosfata. Bilten o raziskavah fosforja Vol 24, str.
  5. Smokefoot (28. marec 2018). EntryWithCollCode38260. [Slika] Pridobljeno 17. aprila 2018, iz: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedija. (2018). Magnezijev fosfat tribazični. Pridobljeno 17. aprila 2018, z: en.wikipedia.org
  7. Pubchem. (2018). Brezvodni magnezijev fosfat. Pridobljeno 17. aprila 2018, iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., in Ben Amara, M. (2017). Sinteza in kristalna struktura novega magnezijevega fosfata Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Oddelek E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. in Bhaduri, S. (2016) Ocena amorfnega magnezijevega fosfata (AMP), ki ni eksotermni ortopedski cement. Biomedicinska mat. Zvezek 11 (5): 055010.
  10. Yu, Y., Yu, CH. in Dai, H. (2016). Priprava razgradljivega magnezijevega kostnega cementa. Regenerativni biomateriali. Zvezek 4 (1): 231