- Former av magnesiumfosfat och neutraliteten i dess laddningar
- Magnesiumfosfater med andra katjoner
- Strukturera
- Egenskaper
- tillämpningar
- referenser
Den magnesiumfosfat är en term som används för att hänvisa till en familj av oorganiska föreningar som består av magnesium och alkalisk jordartsmetallfosfat oxianjon. Det enklaste magnesiumfosfatet har den kemiska formeln Mg 3 (PO 4 ) 2 . Formeln anger att för varje två PO 4 3- anjoner finns det tre Mg 2+ katjoner som interagerar med dem.
På samma sätt kan dessa föreningar beskrivas som magnesiumsalter härledda från ortofosforsyra (H 3 PO 4 ). Med andra ord, är magnesium "piggybacked" mellan fosfatanjoner, oavsett deras oorganisk eller organisk presentation (MgO, Mg (NO 3 ) 2 , MgCl 2 , Mg (OH) 2 , etc.).
På grund av dessa skäl kan magnesiumfosfater hittas som olika mineraler. Vissa av dessa är: catteite -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 22H 2 O-, struvit - (NH 4 ) MgPO 4 · 6H 2 O, vars mikrokristaller är representerade i den övre bild-, holtedalite -Mg 2 (PO 4 ) (OH) - och bobierrite -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 8H 2 O-.
När det gäller bobierrit är dess kristallina struktur monoklinisk, med kristallina aggregat i form av fläktar och massiva rosetter. Emellertid kännetecknas magnesiumfosfater av uppvisande rik strukturell kemi, vilket innebär att deras joner använder många kristallina arrangemang.
Former av magnesiumfosfat och neutraliteten i dess laddningar
Magnesiumfosfater är härledda från substitutionen av H 3 PO 4 protoner . När ortofosforsyra förlorar en proton, förblir den såsom divätefosfat jon, H 2 PO 4 - .
Hur neutraliseras den negativa laddningen för att producera ett magnesiumsalt? Om Mg 2+ räknar för två positiva laddningar, behöver du två H 2 PO 4 - . Sålunda, magnesium disyra fosfat, Mg (H 2 PO 4 ) 2, erhålles .
När syran förlorar två protoner kvarstår vätefosfatjonen, HPO 4 2– . Hur neutraliserar du dessa två negativa avgifter? Eftersom Mg 2+ bara behöver två negativa laddningar för att neutralisera, interagerar den med en enda HPO 4 2- ion . På detta sätt erhålls magnesiumsyrafosfat: MgHPO 4 .
Slutligen, när alla protoner går förlorade, förblir fosfatanjonen PO 4 3– . Detta kräver tre Mg2 + -kationer och ett annat fosfat för att samlas i ett kristallint fast ämne. Den matematiska ekvationen 2 (-3) + 3 (+2) = 0 hjälper till att förstå dessa stökiometriska förhållanden för magnesium och fosfat.
Som ett resultat av dessa interaktioner produceras tribasiskt magnesiumfosfat: Mg 3 (PO 4 ) 2 . Varför är det tribasiskt? Eftersom den kan acceptera tre ekvivalenter av H + för att bilda H 3 PO4 igen :
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
Magnesiumfosfater med andra katjoner
Kompensation av negativa laddningar kan också uppnås med deltagande av andra positiva arter.
Till exempel, för att neutralisera PO 4 3- , joner K + , Na + , Rb + , NH 4 + , etc., kan också medla, bildande förening (X) MgPO 4 . Om X är lika med NH 4 + , mineral vattenfri struvit, (NH 4 ) MgPO 4, bildas .
Med tanke på situationen där ett annat fosfat ingriper och negativa laddningar ökar, kan andra ytterligare katjoner ansluta sig till interaktioner för att neutralisera dem. Tack vare detta, kan många kristaller av magnesiumfosfat syntetiseras (Na 3 RBMG 7 (PO 4 ) 6 , till exempel).
Strukturera
Den övre bilden illustrerar interaktionerna mellan Mg 2+ och PO 4 3- joner som definierar kristallstrukturen. Det är emellertid bara en bild som snarare visar den tetraedrala geometri för fosfater. Så kristallstrukturen involverar fosfat-tetraedra och magnesiumsfärer.
I fallet med vattenfri Mg 3 (PO 4 ) 2 , jonerna anta en romboedrisk struktur, i vilken Mg 2+ koordineras med sex O-atomer.
Ovanstående illustreras på bilden nedan, med noteringen att de blå sfärerna är gjorda av kobolt, det räcker med att ändra dem för de gröna magnesiumsfärerna:
Mitt i mitten av strukturen kan oktaeder bildas av de sex röda sfärerna runt den blåaktiga sfären.
På samma sätt kan dessa kristallina strukturer acceptera vattenmolekyler och bilda magnesiumfosfathydrat.
Detta beror på att de bildar vätebindningar med fosfatjoner (HOH-O-PO 3 3– ). Vidare kan varje fosfatjon acceptera upp till fyra vätebindningar; det vill säga fyra molekyler vatten.
Eftersom Mg 3 (PO 4 ) 2 har två fosfater, kan den godta åtta molekyler vatten (vilket är fallet med mineral bobierrite). I sin tur kan dessa vattenmolekyler bilda vätebindningar med varandra eller interagera med de positiva centra för Mg 2+ .
Egenskaper
Det är ett vitt fast ämne som bildar kristallina rombplattor. Det är också luktfritt och smaklöst.
Det är mycket olösligt i vatten, även när det är varmt, på grund av dess höga energi av kristallgitteret; detta är produkten av de starka elektrostatiska växelverkningarna mellan de polyvalenta jonerna Mg 2+ och PO 4 3– .
Det vill säga, när jonerna är flervärda och deras jonradier inte varierar mycket i storlek, visar det fasta ämnet motstånd mot upplösning.
Den smälter vid 1184 ºC, vilket också indikerar starka elektrostatiska interaktioner. Dessa egenskaper varierar beroende på hur många vattenmolekyler den absorberar, och om fosfatet finns i några av dess protonerade former (HPO 4 2– eller H 2 PO 4 - ).
tillämpningar
Det har använts som ett laxermedel för tillstånd av förstoppning och halsbränna. Emellertid har dess skadliga biverkningar - manifesterats genom generering av diarré och kräkningar - begränsat dess användning. Dessutom kan det orsaka skador på mag-tarmkanalen.
Användningen av magnesiumfosfat vid reparation av benvävnad för närvarande utforskas, utreda tillämpningen av Mg (H 2 PO 4 ) 2 som ett cement.
Denna form av magnesiumfosfat uppfyller kraven för detta: det är biologiskt nedbrytbart och histokompatibelt. Dessutom rekommenderas dess användning vid regenerering av benvävnad för dess resistens och snabba inställning.
Användningen av amorf magnesiumfosfat (AMP) som ett biologiskt nedbrytbart, icke-exotermt ortopediskt cement utvärderas. För att generera detta cement blandas AMP-pulver med polyvinylalkohol för att bilda en kitt.
Huvudfunktionen för magnesiumfosfat är att tjäna som en leverans av Mg till levande varelser. Detta element är involverat i många enzymatiska reaktioner som katalysator eller mellanprodukt, vilket är väsentligt för livet.
En brist på Mg hos människor är associerad med följande effekter: minskade Ca-nivåer, hjärtsvikt, Na-retention, minskade K-nivåer, arytmier, fortsatta muskelkontraktioner, kräkningar, illamående, låga cirkulationsnivåer av parathyroidhormon och mage- och menstruationskramper, bland andra.
referenser
- SuSanA-sekretariatet. (17 december 2010). Struvite under mikroskopet. Hämtad den 17 april 2018 från: flickr.com
- Mineral Data Publishing. (2001-2005). Bobierrite. Hämtad den 17 april 2018 från: handbookofmineralogy.org
- Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Beredning och karakterisering av ett nedbrytbart magnesiumfosfatbencement, Regenerative Biomaterials, Volym 3, nummer 4, 1 december 2016, sidorna 231–237, doi.org
- Sahar Mousa. (2010). Studie på syntes av magnesiumfosfatmaterial. Fosforforskningsbulletin vol. 24, s. 16-21.
- Smokefoot. (28 mars 2018). EntryWithCollCode38260. . Hämtad den 17 april 2018 från: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Magnesiumfosfat tribasic. Hämtad den 17 april 2018 från: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Vattenfri magnesiumfosfat. Hämtad den 17 april 2018 från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Syntes och kristallstruktur av en ny magnesiumfosfat Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Avsnitt E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
- Barbie, E., Lin, B., Goel, VK och Bhaduri, S. (2016) Utvärdering av amorf magnesiumfosfat (AMP) -baserad icke-exoterm ortopedisk cement. Biomedicinsk mat. Volym 11 (5): 055010.
- Yu, Y., Yu, CH. och Dai, H. (2016). Framställning av en nedbrytbar magnesiumbencement. Regenerativa biomaterial. Volym 4 (1): 231