- Форми на магнезиев фосфат и неутралността на неговите заряди
- Магнезиеви фосфати с други катиони
- структура
- Имоти
- Приложения
- Препратки
В магнезиев фосфат е термин, използван да се отнася до семейството на неорганични съединения, съставени от магнезий и фосфат на алкалоземен метал оксианион. Най-простият магнезиев фосфат има химическата формула Mg 3 (PO 4) 2. Формулата показва, че за всеки два PO 4 3- аниона има три Mg 2+ катиони, взаимодействащи с тях.
Също така, тези съединения могат да бъдат описани като магнезиеви соли, получени от ортофосфорна киселина (H 3 PO 4). С други думи, магнезият „се комбинира“ между фосфатните аниони, независимо от тяхното неорганично или органично представяне (MgO, Mg (NO 3) 2, MgCl 2, Mg (OH) 2 и др.).
Поради тези причини магнезиевите фосфати могат да бъдат намерени като различни минерали. Някои от тях са: катеит -Mg 3 (PO 4) 2 · 22H 2 O-, струвит - (NH 4) MgPO 4 · 6H 2 O, чиито микрокристали са представени в горното изображение-, холдеталит-Mg 2 (PO 4) (ОН) - и bobierrite -Mg 3 (РО 4) 2 · 8Н 2 О-.
В случая на бобиерит, кристалната му структура е моноклинична, с кристални агрегати във формата на вентилатори и масивни розетки. Магнезиевите фосфати обаче се характеризират с това, че проявяват богата структурна химия, което означава, че техните йони възприемат много кристални схеми.
Форми на магнезиев фосфат и неутралността на неговите заряди
Магнезиеви фосфати са получени от заместването на Н 3 PO 4 протони. Когато ортофосфорна киселина губи протон, той остава като фосфатен йон дихидрогенфосфат, Н 2 РО 4 -.
Как да неутрализираме отрицателния заряд за получаване на магнезиева сол? Ако Mg 2+ отчита два положителни зареждания, тогава имате нужда от две H 2 PO 4 -. По този начин, магнезиев фосфат диацид, Mg (H 2 PO 4) 2, се получава.
На следващо място, когато киселината загуби два протона, остава хидрогенфосфатният йон, HPO 4 2–. Сега как да неутрализирате тези два отрицателни заряда? Тъй като Mg 2+ се нуждаят само от два отрицателни заряда за неутрализиране, той взаимодейства с един HPO 4 2- йон. По този начин се получава магнезиев киселинен фосфат: MgHPO 4.
Накрая, когато всички протони се изгубят, фосфатният анион PO 4 3– остава. Това изисква три Mg 2+ катиона и още един фосфат, за да се съберат в кристално твърдо вещество. Математическото уравнение 2 (-3) + 3 (+2) = 0 помага да се разберат тези стехиометрични съотношения за магнезий и фосфат.
В резултат на тези взаимодействия се получава триосновен магнезиев фосфат: Mg 3 (PO 4) 2. Защо е триосновен? Тъй като е в състояние да приеме три еквивалента на Н +, за да образува H 3 PO 4 отново:
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
Магнезиеви фосфати с други катиони
Компенсация на отрицателни заряди може да се постигне и с участието на други положителни видове.
Например, за да се неутрализира PO 4 3-, йони К +, Na +, Rb +, NH 4 + и т.н., може също да се намеси, съединение формиране (X) MgPO 4. Ако Х означава NH 4 +, минералната безводен Struvite, (NH 4) MgPO 4, се образува.
Предвид ситуацията, в която се намесва друг фосфат и се увеличават отрицателните заряди, други допълнителни катиони могат да се присъединят към взаимодействията, за да ги неутрализират. Благодарение на това, множество кристали на магнезиев фосфат могат да бъдат синтезирани (Na 3 RbMg 7 (РО 4) 6, например).
структура
Горното изображение илюстрира взаимодействията между Mg 2+ и PO 4 3– йони, които определят кристалната структура. Това обаче е само изображение, което по-скоро демонстрира тетраедричната геометрия на фосфатите. Така че, кристалната структура включва фосфатни тетраедри и магнезиеви сфери.
В случай на безводен Mg 3 (РО 4) 2, йоните приемат ромбоидни структура, в която Mg 2+ се координира с шест О атома.
Горното е илюстрирано на изображението по-долу, като се забелязва, че сините сфери са направени от кобалт, достатъчно е да ги промените за зелените сфери на магнезия:
Точно в центъра на структурата може да бъде разположен октаедърът, образуван от шестте червени сфери около синкавата сфера.
По същия начин тези кристални структури са способни да приемат водни молекули, образувайки магнезиев фосфат хидрати.
Това е така, защото те образуват водородни връзки с фосфатни йони (HOH-O-PO 3 3–). Освен това всеки фосфатен йон е способен да приема до четири водородни връзки; тоест четири молекули вода.
Тъй като Mg 3 (PO 4) 2 има два фосфата, той може да приеме осем молекули вода (какъвто е случаят с минералния бобиерит). От своя страна тези водни молекули могат да образуват водородни връзки помежду си или да взаимодействат с положителните центрове на Mg 2+.
Имоти
Това е бяло твърдо вещество, образуващо кристални ромбични плочи. Освен това е без мирис и без вкус.
Той е много неразтворим във вода, дори когато е горещ, поради високата си енергия на кристалната решетка; това е продукт на силните електростатични взаимодействия между поливалентните йони Mg 2+ и PO 4 3–.
Тоест, когато йоните са поливалентни и йонните им радиуси не се различават много по размер, твърдото вещество показва устойчивост на разтваряне.
Той се топи при 1184 ° C, което също е показателно за силни електростатични взаимодействия. Тези свойства варират в зависимост от това колко водни молекули абсорбира и ако фосфатът е в някои от протонираните му форми (HPO 4 2– или H 2 PO 4 -).
Приложения
Използва се като слабително при състояния на запек и киселини. Вредните му странични ефекти обаче - проявени от генерирането на диария и повръщане - ограничават употребата му. Също така има вероятност да причини увреждане на стомашно-чревния тракт.
В момента се изследва използването на магнезиев фосфат за възстановяване на костната тъкан, като се изследва приложението на Mg (H 2 PO 4) 2 като цимент.
Тази форма на магнезиев фосфат отговаря на изискванията за това: той е биоразградим и хистосъвместим. Освен това употребата му при регенерация на костна тъкан се препоръчва за нейната устойчивост и бърза настройка.
Използването на аморфен магнезиев фосфат (AMP) като биоразградим, неекзотермичен ортопедичен цимент се оценява. За да се генерира този цимент, AMP прахът се смесва с поливинилов алкохол, за да се образува замазка.
Основната функция на магнезиевия фосфат е да служи като доставка на Mg на живите същества. Този елемент участва в множество ензимни реакции като катализатор или междинен продукт, като е от съществено значение за живота.
Недостигът на Mg при хората е свързан със следните ефекти: намалени нива на Са, сърдечна недостатъчност, задържане на Na, понижени нива на К, аритмии, продължителни мускулни контракции, повръщане, гадене, ниски нива на циркулация на паратиреоиден хормон и стомашни и менструални спазми, наред с други.
Препратки
- Секретариат на SuSanA. (17 декември 2010 г.). Струвит под микроскоп. Произведено на 17 април 2018 г. от: flickr.com
- Публикуване на минерални данни. (2001-2005). Bobierrite. Произведено на 17 април 2018 г. от: handbookofmineralogy.org
- Ин Ю, Чао Сю, Хонгъл Дай; Приготвяне и характеризиране на разграждащ се костен цимент на магнезиев фосфат, Регенеративни биоматериали, том 3, брой 4, 1 декември 2016 г., страници 231–237, doi.org
- Сахар Муса. (2010 г.). Проучване на синтеза на материали от магнезиев фосфат. Бюлетин за изследване на фосфор Том 24, стр. 16-21.
- Smokefoot. (28 март 2018 г.). EntryWithCollCode38260., Произведено на 17 април 2018 г. от: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Магнезиев фосфат триосновен. Произведено на 17 април 2018 г. от: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Магнезиев фосфат безводен. Произведено на 17 април 2018 г. от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., и Ben Amara, M. (2017). Синтез и кристална структура на нов магнезиев фосфат Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Раздел Е: Кристалографски съобщения, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
- Barbie, E., Lin, B., Goel, VK и Bhaduri, S. (2016) Оценка на аморфен магнезиев фосфат (AMP) на базата на неекзотермичен ортопедичен цимент. Биомедицински мат. Том 11 (5): 055010.
- Yu, Y., Yu, CH. и Dai, H. (2016). Получаване на разграждащ се магнезиев костен цимент. Регенеративни биоматериали. Том 4 (1): 231