- Former av magnesiumfosfat og nøytraliteten i ladningene
- Magnesiumfosfater med andre kationer
- Struktur
- Egenskaper
- applikasjoner
- referanser
Den magnesiumfosfat er et begrep som brukes for å referere til en familie av uorganiske forbindelser bestående av magnesium og jordalkalimetallfosfat oxyanion. Det enkleste magnesiumfosfat har den kjemiske formelen Mg 3 (PO 4 ) 2 . Formelen indikerer at for hver to PO 4 3- anioner er det tre Mg 2+ kationer som samhandler med dem.
Likeledes kan disse forbindelser beskrives som magnesiumsalter avledet fra orto-fosforsyre (H 3 PO 4 ). Med andre ord kan de følgende magnesium “coalesces” mellom fosfatanionene, uavhengig av deres uorganiske eller organiske presentasjon (MgO, Mg (NO 3 ) 2 , MgCl 2 , Mg (OH) 2 , etc.).
På grunn av disse årsakene kan magnesiumfosfater finnes som forskjellige mineraler. Noen av disse er: catteite -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 22H 2 O-, struvite - (NH 4 ) MgPO 4 · 6H 2 O, hvis mikrokrystaller er representert i det øvre bilde-, holtedalitt -Mg 2 (PO 4 ) (OH) - og bobierrite -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 8H 2 O-.
Når det gjelder bobierritt, er dens krystallinske struktur monoklinisk, med krystallinske tilslag i form av vifter og massive rosetter. Imidlertid er magnesiumfosfater karakterisert ved å utvise rik strukturell kjemi, noe som betyr at ionene deres bruker mange krystallinske arrangementer.
Former av magnesiumfosfat og nøytraliteten i ladningene
Magnesiumfosfater er avledet fra substitusjon av H 3 PO 4 protoner . Når ortofosforsyre mister et proton, forblir den som dihydrogenfosfation, H 2 PO 4 - .
Hvordan nøytralisere den negative ladningen for å produsere et magnesiumsalt? Hvis Mg 2+ teller for to positive ladninger, trenger du to H 2 PO 4 - . Således, magnesium disyre fosfat, Mg (H 2 PO 4 ) 2, oppnås .
Deretter, når syren mister to protoner, forblir hydrogenfosfation, HPO 4 2– . Hvordan nøytraliserer du disse to negative kostnadene? Siden Mg 2+ bare trenger to negative ladninger for å nøytralisere, samhandler den med en enkelt HPO 4 2– ion . På denne måten oppnås magnesiumsyrefosfat: MgHPO 4 .
Til slutt, når alle protonene er tapt, forblir fosfatanionen PO 4 3– . Dette krever tre mg 2+ kationer og et annet fosfat for å samles til et krystallinsk fast stoff. Den matematiske ligningen 2 (-3) + 3 (+2) = 0 er med på å forstå disse støkiometriske forholdene for magnesium og fosfat.
Som et resultat av disse interaksjonene produseres tribasisk magnesiumfosfat: Mg 3 (PO 4 ) 2 . Hvorfor er det tribasisk? Fordi det er i stand til å akseptere tre ekvivalenter av H + for å danne H 3 PO 4 igjen :
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
Magnesiumfosfater med andre kationer
Kompensasjon av negative ladninger kan også oppnås med deltagelse av andre positive arter.
For eksempel, for å nøytralisere PO 4 3- , ioner K + , Na + , Rb + , NH 4 + , etc., kan også gripe inn, som danner forbindelse (X) MgPO 4 . Dersom X er lik NH 4 + , mineral vannfri struvitt-, (NH 4 ) MgPO 4, er dannet .
Gitt situasjonen der et annet fosfat griper inn og negative ladninger øker, kan andre ekstra kationer bli med i interaksjonene for å nøytralisere dem. Takket være dette kan en rekke krystaller av magnesiumfosfat syntetiseres (for eksempel Na 3 RbMg 7 (PO 4 ) 6 ).
Struktur
Det øvre bildet illustrerer samspillet mellom Mg 2+ og PO 4 3- ionene som definerer krystallstrukturen. Imidlertid er det bare et bilde som heller demonstrerer den tetraedriske geometrien til fosfater. Så, krystallstrukturen involverer fosfat tetraeder og magnesium sfærer.
Når det gjelder vannfri Mg 3 (PO 4 ) 2 , inntar ionene en romboedral struktur, der Mg 2+ er koordinert med seks O-atomer.
Ovennevnte er illustrert på bildet nedenfor, med notasjonen om at de blå kulene er laget av kobolt, det er nok å endre dem for de grønne kulene av magnesium:
Midt i midten av strukturen kan oktaederen dannet av de seks røde kulene rundt den blålige sfæren være lokalisert.
På samme måte er disse krystallinske strukturer i stand til å ta imot vannmolekyler og danne magnesiumfosfathydrat.
Dette fordi de danner hydrogenbindinger med fosfationer (HOH-O-PO 3 3– ). Videre er hvert fosfation i stand til å akseptere opptil fire hydrogenbindinger; det vil si fire molekyler vann.
Siden Mg 3 (PO 4 ) 2 har to fosfater, kan den ta imot åtte molekyler vann (som er tilfellet med mineralet bobierritt). I sin tur kan disse vannmolekylene danne hydrogenbindinger med hverandre eller samhandle med de positive sentrene til Mg 2+ .
Egenskaper
Det er et hvitt fast stoff, og danner krystallinske rombeplater. Den er også luktfri og smakløs.
Den er veldig uoppløselig i vann, selv når den er varm, på grunn av sin høye energi fra krystallgitteret; Dette er et produkt av de sterke elektrostatiske interaksjonene mellom polyvalente ioner Mg 2+ og PO 4 3– .
Det vil si at når ionene er flerverdige og deres ioniske radier ikke varierer mye i størrelse, viser det faste stoffet motstand mot oppløsning.
Den smelter ved 1184 ºC, noe som også indikerer sterke elektrostatiske interaksjoner. Disse egenskapene varierer avhengig av hvor mange vannmolekyler det absorberer, og om fosfatet er i noen av dets protonerte former (HPO 4 2– eller H 2 PO 4 - ).
applikasjoner
Det har blitt brukt som et avføringsmiddel for tilstander med forstoppelse og halsbrann. Imidlertid har skadelige bivirkninger - manifestert ved generering av diaré og oppkast - begrenset bruksområdene. I tillegg vil det sannsynligvis forårsake skade på mage-tarmkanalen.
Bruken av magnesiumfosfat til reparasjon av benvev blir for tiden undersøkt, og undersøker anvendelsen av Mg (H 2 PO 4 ) 2 som en sement.
Denne formen for magnesiumfosfat oppfyller kravene til dette: det er biologisk nedbrytbart og histokompatibelt. I tillegg anbefales bruk i regenerering av beinvev for sin motstand og raske innstilling.
Bruken av amorf magnesiumfosfat (AMP) som et biologisk nedbrytbart, ikke-eksotermisk ortopedisk sement blir evaluert. For å generere denne sementen blandes AMP-pulver med polyvinylalkohol for å danne en kitt.
Hovedfunksjonen til magnesiumfosfat er å tjene som en tilførsel av Mg til levende vesener. Dette elementet er involvert i en rekke enzymatiske reaksjoner som katalysator eller mellomprodukt, og er essensielt for livet.
Mangel på Mg hos mennesker er assosiert med følgende effekter: nedsatt Ca-nivå, hjertesvikt, Na-retensjon, redusert K-nivå, arytmier, vedvarende muskelkontraksjoner, oppkast, kvalme, lave sirkulasjonsnivåer av parathyroidhormon og mage- og menstruasjonssmerter, blant andre.
referanser
- SuSanA-sekretariatet. (17. desember 2010). Struvite under mikroskopet. Hentet 17. april 2018, fra: flickr.com
- Mineral Data Publishing. (2001-2005). Bobierrite. Hentet 17. april 2018, fra: handbookofmineralogy.org
- Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Utarbeidelse og karakterisering av en nedbrytbar magnesiumfosfatbeinsement, Regenerative Biomaterials, bind 3, utgave 4, 1. desember 2016, side 231–237, doi.org
- Sahar Mousa. (2010). Studie om syntese av magnesiumfosfatmaterialer. Fosforforskningsbulletin Vol. 24, s. 16-21.
- Smokefoot. (28. mars 2018). EntryWithCollCode38260. . Hentet 17. april 2018, fra: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Magnesiumfosfat tribasic. Hentet 17. april 2018, fra: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Vannfri magnesiumfosfat. Hentet 17. april 2018, fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Syntese og krystallstruktur av et nytt magnesiumfosfat Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Seksjon E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
- Barbie, E., Lin, B., Goel, VK og Bhaduri, S. (2016) Evaluering av amorf magnesiumfosfat (AMP) basert ikke-eksoterm orthopedisk sement. Biomedisinsk mat. Volum 11 (5): 055010.
- Yu, Y., Yu, CH. og Dai, H. (2016). Fremstilling av en nedbrytbar magnesiumbeinsement. Regenerative biomaterialer. Bind 4 (1): 231