Magnesiumphosphat (Mg3 (PO4) 2) Struktur, Egenskaber og anvendelser



den magnesiumphosphat er et udtryk der refererer til en familie af uorganiske forbindelser dannet af magnesium, jordalkalimetal og oxoanionphosphat. Det enkleste magnesiumphosphat har Mg kemisk formel3(PO4)2. Formlen indikerer det for hver to PO anioner43- Der er tre Mg kationer2+ interagerer med disse.

Disse forbindelser kan også beskrives som magnesiumsalte afledt af orthophosphorsyre (H3PO4). Med andre ord, magnesium "fishtailing" mellem phosphatanioner, uanset uorganisk eller organisk præsentation (MgO, Mg (NO3)2, MgCI2, Mg (OH)2, etc.).

På grund af disse årsager kan magnesiumphosphater findes som flere mineraler. Nogle af disse er: catheita -Mg3(PO4)2 · 22H2O-, struvit - (NH4) MgPO4· 6H2Eller hvis mikrokrystaller er repræsenteret i topbilledet, holtedalitten -Mg2(PO4) (OH) - og bobierrita-Mg3(PO4)2· 8H2O-.

I tilfælde af bobierrita, dets krystalstruktur er monoklin, med krystallinske aggregater med fans og massive former af rosetter. Imidlertid er magnesiumphosphater karakteriseret ved at udvise en rig strukturel kemi, hvilket betyder at deres ioner vedtager mange krystallinske arrangementer.

indeks

  • 1 Former af magnesiumphosphat og neutraliteten af ​​sine afgifter
    • 1.1 Magnesiumphosphater med andre kationer
  • 2 struktur
  • 3 Egenskaber
  • 4 anvendelser
  • 5 referencer

Former af magnesiumphosphat og neutraliteten af ​​sine afgifter

Magnesiumphosphater er afledt af substitutionen af ​​H protoner3PO4. Når ortophosphorsyren mister en proton, forbliver den som dihydrogenphosphationen, H2PO4-.

Hvordan neutraliseres den negative ladning for at stamme et magnesiumsalt? Ja Mg2+ tegner sig for to positive afgifter, så har du brug for to H2PO4-. Således opnås magnesiumdiacidphosphat, Mg (H)2PO4)2.

Så når syren mister to protoner, forbliver hydrogenphosphationen, HPO42-. Nu, hvordan man neutraliserer disse to negative afgifter? Ligesom Mg2+ det har kun brug for to negative ladninger for at neutralisere, interagerer med en enkelt HPO ion42-. På denne måde opnås magnesiumsulfatphosphat: MgHPO4.

Endelig forbliver fosfatanion PO, når alle protoner går tabt43-. Dette kræver tre Mg kationer2+ og et andet phosphat at samle i et krystallinsk faststof. Matematisk ligning 2 (-3) + 3 (+2) = 0 hjælper med at forstå disse støkiometriske forhold for magnesium og phosphat.

Som et resultat af disse interaktioner fremstilles tribasisk magnesiumphosphat: Mg3(PO4)2. Hvorfor er det tribasic? Fordi det er i stand til at acceptere tre ækvivalenter af H+ at danne H igen3PO4:

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

Magnesiumphosphater med andre kationer

Kompensationen for negative afgifter kan også opnås ved deltagelse af andre positive arter.

For at neutralisere PO'en43-, ionerne K+, na+, Rb+, NH4+, etc., kan også intermeere, hvilket danner forbindelsen (X) MgPO4. Hvis X er lig med NH4+, det vandfrie struvitmineral er dannet, (NH4) MgPO4.

I betragtning af den situation, at et andet fosfat griber ind og de negative afgifter stiger, kan andre yderligere kationer tilføjes til interaktionerne for at neutralisere dem. Takket være dette kan talrige magnesiumphosphatkrystaller syntetiseres (Na3RBMG7(PO4)6, for eksempel).

struktur

Det øverste billede illustrerer interaktionerne mellem Mg-ioner2+ og PO43- der definerer den krystallinske struktur. Imidlertid er det kun et billede, som viser fosfaternes tetrahedrale geometri. Derefter involverer krystalstrukturen tetraeder af fosfater og magnesiumkugler.

I tilfælde af Mg3(PO4)2 Vandfri, ionerne vedtager en rhombohedral struktur, hvori Mg2+ koordineres med seks o-atomer.

Dette er illustreret i det nederste billede, ved at bemærke, at de blå kugler er kobolt, sufficing at ændre ved den grønne kugler magnesium:

Lige i midten af ​​strukturen kan du finde oktaedronen dannet af de seks røde kugler omkring den blålige kugle.

Disse krystallinske strukturer kan også acceptere vandmolekyler, der danner magnesiumphosphathydrater.

Dette skyldes, at de danner hydrogenbindinger med phosphationerne (HOH-O-PO33-). Derudover er hver phosphation i stand til at acceptere op til fire hydrogenbindinger; det vil sige fire vandmolekyler.

Ligesom Mg3(PO4)2 har to fosfater, kan acceptere otte vandmolekyler (hvad sker der med mineralbobierrita). Til gengæld kan disse vandmolekyler danne hydrogenbindinger med andre eller interagere med positive Mg-centre2+.

egenskaber

Det er et hvidt faststof, der danner krystallinske rhombiske plader. Det har også ingen lugt og ingen smag.

Det er meget uopløseligt i vand, selv når det er varmt, på grund af sin store krystal gitter energi; dette er et produkt af de stærke elektrostatiske interaktioner mellem de polyvalente Mg-ioner2+ og PO43-.

Det vil sige, når ionerne er flerværdige, og deres ionradialer ikke varierer meget i størrelse, viser det faste stof modstand mod opløsningen.

Det smelter ved 1184 ° C, hvilket også er tegn på stærke elektrostatiske interaktioner. Disse egenskaber varierer afhængigt af hvor mange molekyler vand det absorberer, og hvis phosphatet findes i nogle af dets protonerede former (HPO42- eller H2PO4-).

applikationer

Det har været anvendt som afføringsmiddel for tilstoppelse af forstoppelse og mavesyre. Men dets skadelige bivirkninger - der er manifesteret af generering af diarré og opkastning - har begrænset dets anvendelser. Derudover vil det sandsynligvis forårsage skader på mave-tarmkanalen.

Brugen af ​​magnesiumphosphat til reparation af knoglevæv undersøges for øjeblikket og undersøger anvendelsen af ​​Mg (H)2PO4)2 som cement.

Denne form for magnesiumphosphat opfylder kravene til dette: Det er biologisk nedbrydeligt og histokompatibelt. Derudover anbefales dets anvendelse i regenerering af knoglevæv for sin styrke og hurtige indstilling.

Det vurderes under anvendelse af amorft magnesiumphosphat (AMP) som bionedbrydelige knoglecement og ikke exoterm. For at fremstille denne cement blandes AMP-pulveret med polyvinylalkohol, for at danne et kit.

Den vigtigste funktion af magnesiumphosphat er at give Mg bidrag til levende væsener. Dette element intervenerer i adskillige enzymatiske reaktioner som katalysator eller mellemled, hvilket er essentielt for livet.

Mg mangel i er forbundet med følgende effekter mennesker: nedsatte niveauer af Ca, hjertesvigt, Na fastholdelse, nedsatte niveauer af K, arytmier, vedvarende muskelsammentrækninger, opkastning, kvalme, lav cirkulerende niveauer af Parathyroidhormon og mave og menstruationskramper, blandt andre.

referencer

  1. SuSanA sekretariat. (17. december 2010). Struvite under mikroskopet. Hentet den 17. april 2018, fra: flickr.com
  2. Mineral Data Publishing. (2001-2005). Bobierrite. Hentet den 17. april 2018, fra: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Forberedelse og karakterisering af en nedbrydelig magnesiumphosphatbencement, Regenerative biomaterialer, Bind 3, udgave 4, 1. december 2016, s. 231-237, doi.org
  4. Sahar Mousa. (2010). Undersøgelse om syntese af magnesiumphosphatmaterialer. Fosforforskningsbulletin Vol. 24, s. 16-21.
  5. Smokefoot. (28. marts 2018). EntryWithCollCode38260. [Figur]. Hentet den 17. april 2018, fra: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedia. (2018). Magnesiumphosphat tribasisk. Hentet den 17. april 2018, fra: en.wikipedia.org
  7. Pubchem. (2018). Vandfrit magnesiumfosfat. Hentet den 17. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Syntese og krystalstruktur af et nyt magnesiumphosphat Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Sektion E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. og Bhaduri, S. (2016) Evaluering af amorf magnesiumfosfat (AMP) baseret ikke-eksoterm ortopædisk cement. Biomedicinsk mat. Bind 11 (5): 055010.
  10. Yu, Y., Yu, CH. og Dai, H. (2016). Fremstilling af en nedbrydelig magnesiumbenscement. Regenerative biomaterialer. Bind 4 (1): 231