Magnesiumfosfat (Mg3 (PO4) 2) Struktur, egenskaper och användningsområden



den magnesiumfosfat är en term som används för att hänvisa till en familj av oorganiska föreningar som bildas av magnesium, jordalkalimetall och oxoanionfosfat. Det enklaste magnesiumfosfatet har Mg-kemisk formel3(PO4)2. Formeln anger att för varje två PO anioner43- Det finns tre Mg-katjoner2+ interagerar med dessa.

Dessa föreningar kan också beskrivas som magnesiumsalter härledda från ortofosforsyra (H3PO4). Med andra ord, magnesium "kappor" mellan fosfatanjoner, oavsett deras oorganiska eller organiska presentation (MgO, Mg (NO3)2, MgCb2, Mg (OH)2, etc.).

På grund av dessa skäl kan magnesiumfosfater hittas som flera mineraler. Några av dessa är: catheita -Mg3(PO4)2 · 22H2O-, struvit - (NH4) MgPO4· 6H2Eller, vars mikrokristaller är representerade i toppbilden, holtedaliten -Mg2(PO4) (OH) - och bobierrita-Mg3(PO4)2· 8H2O-.

När det gäller bobierrita är dess kristallina struktur monoklinisk, med kristallina aggregat med fläktformer och massiva rosetter. Magnesiumfosfater kännetecknas emellertid av uppvisande av en stor strukturell kemi, vilket innebär att deras joner antar många kristallina arrangemang.

index

  • 1 Former av magnesiumfosfat och neutraliteten hos sina avgifter
    • 1.1 Magnesiumfosfater med andra katjoner
  • 2 struktur
  • 3 egenskaper
  • 4 användningsområden
  • 5 referenser

Former av magnesiumfosfat och neutraliteten av dess avgifter

Magnesiumfosfater härrör från substitutionen av H-protoner3PO4. När ortofosforsyra förlorar en proton, återstår den som dihydrogenfosfatjonen H2PO4-.

Hur man neutraliserar den negativa laddningen för att härleda ett magnesiumsalt? Ja Mg2+ svara för två positiva avgifter, då behöver du två H2PO4-. Sålunda erhålles magnesiumdiacidfosfat, Mg (H)2PO4)2.

Sedan, när syran förlorar två protoner, kvarstår vätefosfatjonen, HPO42-. Nu, hur man neutraliserar dessa två negativa avgifter? Liksom Mg2+ det behöver bara två negativa laddningar för att neutralisera, interagera med en enda HPO-jon42-. På detta sätt erhålles magnesiumsyrafosfatet: MgHPO4.

Slutligen, när alla protoner försvinner, kvarstår fosfatanjon PO43-. Detta kräver tre Mg katjoner2+ och ett annat fosfat att montera i ett kristallint fastämne. Matematisk ekvation 2 (-3) + 3 (+2) = 0 hjälper förstå dessa stökiometriska förhållanden för magnesium och fosfat.

Som ett resultat av dessa interaktioner produceras tribasisk magnesiumfosfat: Mg3(PO4)2. Varför är det tribasic? Eftersom det kan acceptera tre ekvivalenter av H+ att bilda H igen3PO4:

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

Magnesiumfosfater med andra katjoner

Ersättningen av negativa avgifter kan också uppnås med deltagande av andra positiva arter.

Till exempel, för att neutralisera PO43-, joner K+, na+, Rb+, NH4+, etc., kan också förbinda, bildande föreningen (X) MgPO4. Om X är lika med NH4+, det vattenfria struvitmineralet bildas, (NH4) MgPO4.

Med tanke på situationen att ett annat fosfat ingriper och de negativa laddningarna ökar kan andra ytterligare katjoner läggas till interaktionerna för att neutralisera dem. Tack vare detta kan flera magnesiumfosfatkristaller syntetiseras (Na3RBMG7(PO4)6, till exempel).

struktur

Den övre bilden illustrerar interaktionerna mellan Mg-joner2+ och PO43- som definierar den kristallina strukturen. Det är emellertid bara en bild som snarare visar fosfatens tetrahedrala geometri. Därefter innefattar kristallstrukturen tetraeder av fosfater och magnesiumsfärer.

För Mg3(PO4)2 Vattenfri, jonerna antar en rombohedral struktur, i vilken Mg2+ koordineras med sex O-atomer.

Ovanstående illustreras i bilden nedan, med anmärkningen att de blå kulorna är kobolt, det räcker att byta dem för de gröna magnesiumbollarna:

Höger i mitten av strukturen finns oktaedronen som bildas av de sex röda kulerna runt den blåa sfären.

Dessa kristallina strukturer kan också acceptera vattenmolekyler som bildar magnesiumfosfathydrater.

Detta beror på att de bildar vätebindningar med fosfatjoner (HOH-O-PO33-). Dessutom kan varje fosfatjon acceptera upp till fyra vätebindningar; det vill säga fyra vattenmolekyler.

Liksom Mg3(PO4)2 har två fosfater, kan acceptera åtta vattenmolekyler (vad händer med mineralbobierrita). Dessa vattenmolekyler kan i sin tur bilda vätebindningar med andra eller interagera med positiva Mg-centra2+.

egenskaper

Det är ett vitt fast ämne som bildar kristallina rhombiska plattor. Det har också ingen lukt och ingen smak.

Det är mycket olösligt i vatten, även om det är varmt, på grund av sin stora kristallgitter energi; detta är en produkt av de starka elektrostatiska interaktionerna mellan de polyvalenta Mg-jonerna2+ och PO43-.

Det vill säga, när joner är flervärda och deras joniska radier inte varierar mycket i storlek, visar fastämnet motståndet mot dess upplösning.

Det smälter vid 1184 ° C, vilket också indikerar starka elektrostatiska interaktioner. Dessa egenskaper varierar beroende på hur många molekyler vatten det absorberar, och om fosfatet finns i några av dess protonerade former (HPO42- eller H2PO4-).

tillämpningar

Det har använts som ett laxermedel för tillstånd av förstoppning och magsyra. Men dess skadliga biverkningar - som framgår av generering av diarré och kräkningar - har begränsat användningen. Dessutom kan det orsaka skador i mag-tarmkanalen.

Användningen av magnesiumfosfat vid reparation av benvävnad undersöks för närvarande, undersöker appliceringen av Mg (H)2PO4)2 som cement.

Denna form av magnesiumfosfat uppfyller kraven för detta: det är biologiskt nedbrytbart och histokompatibelt. Dessutom är dess användning vid regenerering av benvävnad rekommenderad för sin styrka och snabba inställning.

Användningen av amorf magnesiumfosfat (AMP) som en biologiskt nedbrytbar och icke-exoterm ortopedisk cement utvärderas. För att skapa denna cement blanda AMP-pulvret med polyvinylalkohol, för att bilda en kitt.

Huvudfunktionen för magnesiumfosfat är att ge Mg bidrag till levande varelser. Detta element ingriper i många enzymatiska reaktioner som en katalysator eller intermediär, vilket är väsentlig för livet.

En brist på Mg hos människor är associerad med följande effekter: minskad Ca-nivå, hjärtsvikt, Na-retention, minskade K-nivåer, arytmier, upprepade muskelkontraktioner, kräkningar, illamående, låga cirkulationsnivåer av Parathyroidhormon och mage och menstruationskramper, bland andra.

referenser

  1. SuSanA sekretariat. (17 december 2010). Struvite under mikroskopet. Hämtad den 17 april 2018, från: flickr.com
  2. Mineral Data Publishing. (2001-2005). Bobierrite. Hämtad den 17 april 2018, från: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Framställning och karakterisering av ett nedbrytbart magnesiumfosfatbencement, Regenerativa biomaterial, Volym 3, Utgåva 4, 1 december 2016, Sidor 231-237, Doi.org
  4. Sahar Mousa. (2010). Studie om syntes av magnesiumfosfatmaterial. Fosforforskningsbulletin Vol. 24, sid 16-21.
  5. Smokefoot. (28 mars 2018). EntryWithCollCode38260. [Bild]. Hämtad den 17 april 2018, från: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedia. (2018). Magnesiumfosfat tribasisk. Hämtad den 17 april 2018, från: en.wikipedia.org
  7. PubChem. (2018). Vattenfri magnesiumfosfat. Hämtad den 17 april 2018, från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Syntes och kristallstruktur av ett nytt magnesiumfosfat Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Avsnitt E: Kristallografisk kommunikation, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. och Bhaduri, S. (2016) Utvärdering av amorf magnesiumfosfat (AMP) -baserad icke-exoterm ortopedisk cement. Biomedicinsk mat. Volym 11 (5): 055010.
  10. Yu, Y., Yu, CH. och Dai, H. (2016). Framställning av ett nedbrytbart magnesiumbencement. Regenerativa biomaterial. Volym 4 (1): 231