- Former af magnesiumphosphat og neutraliteten i dens ladninger
- Magnesiumphosphater med andre kationer
- Struktur
- Ejendomme
- Applikationer
- Referencer
Den magnesiumphosphat er et udtryk anvendt til at henvise til en familie af uorganiske forbindelser sammensat af magnesium og jordalkalimetal phosphat oxyanion. Det enkleste magnesiumphosphat har den kemiske formel Mg 3 (PO 4) 2. Formlen indikerer, at for hver to PO 4 3- anioner er der tre Mg 2+ kationer, der interagerer med dem.
Ligeledes kan disse forbindelser beskrives som magnesiumsalte afledt orthophosphorsyre (H 3 PO 4). Med andre ord er magnesium "piggybacked" mellem phosphatanioner, uanset deres uorganisk eller organisk præsentation (MgO, Mg (NO 3) 2, MgC 2, Mg (OH) 2, etc.).
På grund af disse grunde kan magnesiumphosphater findes som forskellige mineraler. Nogle af disse er: catteite Mg 3 (PO 4) 2 · 22H 2 O-, struvit - (NH 4) MgPO 4 · 6H 2 O, hvis mikrokrystaller er repræsenteret i den øvre image-, holtedalite Mg 2 (PO 4) (OH) - og bobierrite Mg 3 (PO 4) 2 · 8H 2 O-.
I tilfælde af bobierrit er dens krystallinske struktur monoklinisk med krystallinske aggregater i form af blæsere og massive rosetter. Magnesiumphosphater er imidlertid kendetegnet ved at udvise rig strukturel kemi, hvilket betyder, at deres ioner anvender mange krystallinske arrangementer.
Former af magnesiumphosphat og neutraliteten i dens ladninger
Magnesiumphosphater er afledt af substitutionen af H 3 PO 4 protoner. Når orthophosphorsyre mister en proton, forbliver den som dihydrogenphosphation, H 2 PO 4 -.
Hvordan neutraliseres den negative ladning for at fremstille et magnesiumsalt? Hvis Mg 2+ tæller med to positive ladninger, har du brug for to H 2 PO 4 -. Således, magnesium disyre phosphat, Mg (H 2 PO 4) 2, opnås.
Dernæst forbliver HPO 4 2– når syren mister to protoner. Hvordan neutraliserer du disse to negative omkostninger nu? Da Mg 2+ kun har brug for to negative ladninger for at neutralisere, interagerer det med en enkelt HPO 4 2– ion. På denne måde opnås magnesiumsyrphosphat: MgHPO 4.
Endelig, når alle protoner er tabt, forbliver fosfatanionen PO 4 3–. Dette kræver tre mg 2+ kationer og et andet phosphat for at samles til et krystallinsk fast stof. Den matematiske ligning 2 (-3) + 3 (+2) = 0 hjælper med at forstå disse støkiometriske forhold for magnesium og fosfat.
Som et resultat af disse interaktioner produceres tribasisk magnesiumphosphat: Mg 3 (PO 4) 2. Hvorfor er det tribasisk? Fordi det er i stand til at acceptere tre ækvivalenter af H + for at danne H 3 PO 4 igen:
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
Magnesiumphosphater med andre kationer
Kompensation af negative ladninger kan også opnås med deltagelse af andre positive arter.
For eksempel for at neutralisere PO 4 3-, ioner K +, Na +, Rb +, NH 4 +, etc., kan også gribe til dannelse af forbindelsen (X) MgPO 4. Hvis X er lig NH 4 +, mineralet vandfri struvit, (NH 4) MgPO 4, dannes.
I betragtning af den situation, hvor et andet fosfat griber ind og negative ladninger stiger, kan andre yderligere kationer blive med i interaktionerne for at neutralisere dem. Takket være dette, kan talrige krystaller af magnesiumphosphat syntetiseres (Na 3 RBMG 7 (PO 4) 6, for eksempel).
Struktur
Det øverste billede illustrerer samspillet mellem Mg 2+ og PO 4 3- ioner, der definerer krystalstrukturen. Det er imidlertid kun et billede, der snarere demonstrerer den tetrahedrale geometri af fosfater. Krystallstrukturen involverer således phosphattetrahedra og magnesiumkugler.
I tilfælde af vandfri Mg 3 (PO 4) 2 vedtager ionerne en rhombohedral struktur, hvor Mg 2+ er koordineret med seks O-atomer.
Ovenstående er illustreret på billedet herunder med noteringen om, at de blå kugler er lavet af kobolt, det er nok at ændre dem til de grønne magnesiumkugler:
Lige i midten af strukturen kan oktaederen, der er dannet af de seks røde kugler omkring den blålige sfære, være placeret.
Ligeledes er disse krystallinske strukturer i stand til at acceptere vandmolekyler og danne magnesiumphosphathydrater.
Dette skyldes, at de danner brintbindinger med phosphationer (HOH-O-PO 3 3–). Endvidere er hver phosphation i stand til at acceptere op til fire hydrogenbindinger; det vil sige fire molekyler vand.
Da Mg 3 (PO 4) 2 har to fosfater, kan den acceptere otte molekyler vand (hvilket er tilfældet med mineralet bobierrit). Til gengæld kan disse vandmolekyler danne brintbindinger med hinanden eller interagere med de positive centre for Mg 2+.
Ejendomme
Det er et hvidt fast stof, der danner krystallinske rhombiske plader. Det er også lugtløst og smagløst.
Det er meget uopløseligt i vand, selv når det er varmt, på grund af dets høje energi af krystalgitteret; dette er produktet af de stærke elektrostatiske interaktioner mellem de polyvalente ioner Mg 2+ og PO 4 3–.
Det vil sige, at når ionerne er polyvalente, og deres ionradier ikke varierer meget i størrelse, viser det faste stof modstand mod opløsning.
Det smelter ved 1184 ºC, hvilket også er tegn på stærke elektrostatiske interaktioner. Disse egenskaber varierer afhængigt af hvor mange vandmolekyler det absorberer, og hvis fosfatet er i nogle af dets protonerede former (HPO 4 2– eller H 2 PO 4 -).
Applikationer
Det er blevet brugt som afføringsmiddel til tilstande med forstoppelse og halsbrand. Imidlertid har dens skadelige bivirkninger - manifesteret ved dannelse af diarré og opkast - begrænset dens anvendelser. Derudover kan det sandsynligvis forårsage skade på mave-tarmkanalen.
Anvendelsen af magnesiumphosphat i reparation af knoglevæv øjeblikket undersøges det, undersøge anvendelsen af Mg (H 2 PO 4) 2 som en cement.
Denne form for magnesiumphosphat opfylder kravene til dette: det er bionedbrydeligt og histokompatibelt. Derudover anbefales det at bruge det i regenereringen af knoglevæv til dets modstand og hurtige indstilling.
Anvendelsen af amorf magnesiumphosphat (AMP) som et biologisk nedbrydeligt, ikke-eksotermisk ortopædisk cement vurderes. For at frembringe denne cement blandes AMP-pulver med polyvinylalkohol til dannelse af en kitt.
Den vigtigste funktion af magnesiumphosphat er at tjene som en levering af Mg til levende væsener. Dette element er involveret i adskillige enzymatiske reaktioner som katalysator eller mellemprodukt, hvilket er essentielt for livet.
En mangel på Mg hos mennesker er forbundet med følgende effekter: nedsat Ca-niveau, hjertesvigt, Na-tilbageholdelse, nedsat K-niveau, arytmier, vedvarende muskelkontraktioner, opkast, kvalme, lave cirkulerende niveauer af parathyroidhormon og mave- og menstruationskramper, blandt andre.
Referencer
- SuSanA-sekretariatet. (17. december 2010). Struvite under mikroskopet. Hentet den 17. april 2018 fra: flickr.com
- Mineral Data Publishing. (2001-2005). Bobierrite. Hentet den 17. april 2018 fra: handbookofmineralogy.org
- Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Fremstilling og karakterisering af en nedbrydelig magnesiumphosphat knoglecement, Regenerative Biomaterials, bind 3, udgave 4, 1. december 2016, side 231-237, doi.org
- Sahar Mousa. (2010). Undersøgelse af syntese af magnesiumphosphatmaterialer. Fosforforskningsbulletin, bind 24, s. 16-21.
- Smokefoot. (28. marts 2018). EntryWithCollCode38260.. Hentet den 17. april 2018 fra: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Magnesiumphosphat tribasic. Hentet den 17. april 2018 fra: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Vandfri magnesiumphosphat. Hentet den 17. april 2018 fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Syntese og krystalstruktur af en ny magnesiumphosphat Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Sektion E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
- Barbie, E., Lin, B., Goel, VK og Bhaduri, S. (2016) Evaluering af amorf magnesiumphosphat (AMP) -baseret ikke-eksoterm orthopedisk cement. Biomedicinsk mat. Bind 11 (5): 055010.
- Yu, Y., Yu, CH. og Dai, H. (2016). Fremstilling af en nedbrydelig magnesiumbencement. Regenerative biomaterialer. Bind 4 (1): 231