Magnezij fosfat (Mg3 (PO4) 2) Struktura, svojstva i upotreba



magnezijev fosfat Pojam "anorganski spojevi" je izraz koji se koristi za označavanje obitelji anorganskih spojeva nastalih magnezijem, zemnoalkalnim metalom i oksoanion fosfatom. Najjednostavniji magnezijev fosfat ima Mg kemijsku formulu3(PO4)2. Formula označava da za svaka dva PO aniona43- Postoje tri Mg kationa2+ u interakciji s njima.

Također, ovi spojevi mogu se opisati kao magnezijeve soli izvedene iz ortofosforne kiseline (H3PO4). Drugim riječima, "premazi" magnezija između fosfatnih aniona, bez obzira na njihovu anorgansku ili organsku prezentaciju (MgO, Mg (NO)3)2, MgCl2, Mg (OH)2, itd).

Zbog tih razloga magnezij fosfati mogu se naći kao nekoliko minerala. Neki od njih su: catheita -Mg3(PO4)2 · 22H2O-, struvit - (NH4) MgPO4· 6H2Ili, čiji su mikrokristali prikazani na vrhu slike, holtedalite -Mg2(PO4(OH) - i bobierrita -Mg3(PO4)2· 8H2O-.

U slučaju bobierrita, njegova kristalna struktura je monoklinska, s kristalnim agregatima s oblicima ventilatora i masivnim rozetama. Međutim, magnezijevi fosfati su karakterizirani izraženom strukturnom kemijom, što znači da njihovi ioni usvajaju mnoge kristalne aranžmane.

indeks

  • 1 Oblici magnezijevog fosfata i neutralnost njegovih naboja
    • 1.1 Magnezijevi fosfati s drugim kationima
  • 2 Struktura
  • 3 Svojstva
  • 4 Upotreba
  • 5 Reference

Oblici magnezijevog fosfata i neutralnost njegovih naboja

Magnezij fosfati su izvedeni iz supstitucije H protona3PO4. Kada ortofosforna kiselina izgubi proton, ostaje kao ion dihidrogen fosfata, H2PO4-.

Kako neutralizirati negativni naboj za stvaranje magnezijeve soli? Da Mg2+ račun za dva pozitivna naboja, onda vam trebaju dva H2PO4-. Tako se dobiva magnezijev diacid fosfat, Mg (H)2PO4)2.

Zatim, kada kiselina izgubi dva protona, ion hidrogen fosfata ostaje, HPO42-. Kako neutralizirati ova dva negativna naboja? Kao Mg2+ za neutralizaciju treba samo dva negativna naboja, u interakciji s jednim ionom HPO42-. Na taj način se dobiva fosfat magnezijeve kiseline: MgHPO4.

Konačno, kada su izgubljeni svi protoni, PO ostaje fosfatni anion43-. Za to su potrebna tri Mg kationa2+ i drugi fosfat za skupljanje u kristalnu krutinu. Matematička jednadžba 2 (-3) + 3 (+2) = 0 pomaže u razumijevanju tih stehiometrijskih omjera za magnezij i fosfat.

Kao rezultat ovih interakcija, troslojni magnezij fosfat se proizvodi: Mg3(PO4)2. Zašto je to tribazično? Zato što je sposoban prihvatiti tri ekvivalenta H+ da ponovo formira H3PO4:

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

Magnezijevi fosfati s drugim kationima

Naknada za negativne troškove može se postići i uz sudjelovanje drugih pozitivnih vrsta.

Na primjer, neutralizirati PO43-, ioni K+, na+, Rb+, NH4+, itd., također može posredovati, formirajući spoj (X) MgPO4. Ako je X jednako NH4+, nastaje bezvodni struvitni mineral (NH.)4) MgPO4.

S obzirom na situaciju u kojoj intervenira još jedan fosfat i povećavaju se negativni naboji, mogu se dodati dodatne katione interakcijama kako bi ih neutralizirali. Zahvaljujući tome mogu se sintetizirati brojni kristali magnezijevog fosfata (Na3RBMG7(PO4)6, na primjer).

struktura

Gornja slika prikazuje interakcije između Mg iona2+ i PO43- koji definiraju kristalnu strukturu. Međutim, to je samo slika koja pokazuje tetraedarnu geometriju fosfata. Zatim kristalna struktura uključuje tetraedre fosfata i magnezijevih kuglica.

Za slučaj Mg3(PO4)2 Bezvodni, ioni prihvaćaju romboedarnu strukturu, u kojoj Mg2+ je koordiniran sa šest O atoma.

Navedeno je ilustrirano na slici ispod, uz naznaku da su plave sfere kobalt, dovoljno je da ih promijenimo za sfere zelenog magnezija:

U samom središtu konstrukcije može se nalaziti oktaedar formiran od šest crvenih sfera oko plavičaste kugle.

Također, te kristalne strukture mogu prihvatiti molekule vode, tvoreći hidrate magnezijevog fosfata.

To je zato što oni tvore vodikove veze s fosfatnim ionima (HOH-O-PO33-). Dodatno, svaki fosfatni ion može prihvatiti do četiri vodikove veze; četiri molekule vode.

Kao Mg3(PO4)2 ima dva fosfata, može prihvatiti osam molekula vode (što se događa s mineralnim bobierritom). Zauzvrat, ove molekule vode mogu tvoriti vodikove veze s drugima ili stupiti u interakciju s pozitivnim Mg centrima2+.

nekretnine

To je bijela krutina koja tvori kristalne rombične ploče. Također, nema mirisa i okusa.

Vrlo je netopljiv u vodi, čak i kada je vruć, zbog velike energije kristalne rešetke; to je proizvod jakih elektrostatskih interakcija između polivalentnih Mg iona2+ i PO43-.

To jest, kada su ioni polivalentni i njihovi ionski polumjeri se ne razlikuju po veličini, krutina pokazuje otpornost prema njezinom otapanju..

Topi se na 1184 ° C, što također ukazuje na jake elektrostatske interakcije. Ta svojstva variraju ovisno o tome koliko molekula vode apsorbira i ako se fosfat nalazi u nekim od njegovih protoniranih oblika (HPO)42- ili H2PO4-).

aplikacije

Koristi se kao laksativ za stanja zatvora i želučane kiselosti. Međutim, njegove štetne nuspojave - koje se manifestiraju generiranjem proljeva i povraćanja - ograničavaju njegovu uporabu. Osim toga, vjerojatno će uzrokovati oštećenja gastrointestinalnog trakta.

Trenutno se istražuje uporaba magnezijevog fosfata u popravku koštanog tkiva, istražujući primjenu Mg (H)2PO4)2 kao cement.

Ovaj oblik magnezijevog fosfata ispunjava uvjete za to: biorazgradiv je i histokompatibilan. Osim toga, preporučuje se njegova upotreba u regeneraciji koštanog tkiva zbog njegove čvrstoće i brzog postavljanja.

Procjenjuje se upotreba amorfnog magnezijevog fosfata (AMP) kao biorazgradivog i neeksotermnog ortopedskog cementa. Za proizvodnju ovog cementa pomiješajte AMP prah s polivinil alkoholom, kako bi se stvorio kit.

Glavna funkcija magnezijevog fosfata je osigurati doprinos Mg živim bićima. Ovaj element intervenira u brojnim enzimskim reakcijama kao katalizator ili posrednik, bitan za život.

Nedostatak Mg kod ljudi povezan je sa sljedećim učincima: smanjene razine Ca, zatajenje srca, retencija Na, smanjena razina K, aritmije, kontinuirane kontrakcije mišića, povraćanje, mučnina, niske razine cirkulacije Paratiroidni hormoni i grčevi u želucu i menstruaciji, između ostalih.

reference

  1. Tajništvo SuSanA. (17. prosinca 2010.) Struvit pod mikroskopom. Preuzeto 17. travnja 2018., s adrese: flickr.com
  2. Izdavanje mineralnih podataka. (2001-2005). Bobierrite. Preuzeto 17. travnja 2018., iz: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Priprema i karakterizacija razgradivog koštanog cementa magnezijevog fosfata, Regenerativni biomaterijali, Svezak 3, broj 4, 1. prosinca 2016., stranice 231-237, doi.org
  4. Sahar Mousa. (2010). Studija sinteze materijala magnezijevog fosfata. Bilten istraživanja fosfora, 24, str.
  5. Smokefoot. (28. ožujka 2018.) EntryWithCollCode38260. [Slika]. Preuzeto 17. travnja 2018. s adrese: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedia. (2018.). Magnezij fosfat tribazični. Preuzeto 17. travnja 2018. s adrese: en.wikipedia.org
  7. Pubchem. (2018.). Bezvodni magnezijev fosfat. Preuzeto 17. travnja 2018., iz: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., i Ben Amara, M. (2017). Sinteza i kristalna struktura novog magnezijevog fosfata Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Odjeljak E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. i Bhaduri, S. (2016) Evaluacija amorfnog magnezijevog fosfata (AMP) na bazi ne-egzotermnog ortopedskog cementa. Biomedical Mat. Vol. 11 (5): 055010.
  10. Yu, Y., Yu, CH. i Dai, H. (2016). Priprema magnezij-cementnog cementa koji se može razgraditi. Regenerativni biomaterijali. Volumen 4 (1): 231