Magnézium-foszfát (Mg3 (PO4) 2) Struktúra, tulajdonságok és felhasználások



az magnézium-foszfát egy olyan kifejezés, amely a magnézium, alkáliföldfém és oxoanion-foszfát által alkotott szervetlen vegyületek családjára vonatkozik. A legegyszerűbb magnézium-foszfát Mg kémiai képlettel rendelkezik3(PO4)2. A képlet azt jelzi, hogy minden két PO anion esetében43- Három Mg kation van2+ kölcsönhatásba lépnek velük.

Ezeket a vegyületeket az ortofoszforsavból származó magnéziumsókként is leírhatjuk (H3PO4). Más szavakkal, a foszfát-anionok közötti magnézium "bevonatok", függetlenül a szervetlen vagy szerves megjelenéstől (MgO, Mg (NO3)2, magnézium2, Mg (OH)2, stb).

Ezen okok miatt a magnézium-foszfátok több ásványi anyagként is megtalálhatók. Ezek közül néhány: catheita -Mg3(PO4)2 · 22H2O-, struvit - (NH4) MgPO4· 6H2Vagy a mikrokristályok a felső képen, holtedalite -Mg2(PO4) (OH) - és bobierrita-Mg3(PO4)2· 8H2O-.

A bobierrita esetében kristályos szerkezete monoklinikus, a kristályos aggregátumok ventilátorral és masszív rozettákkal rendelkeznek. A magnézium-foszfátokat azonban jellemzi, hogy gazdag szerkezeti kémiai anyagot mutatnak, ami azt jelenti, hogy ionjaik sok kristályos elrendezést alkalmaznak.

index

  • 1 A magnézium-foszfát formái és a töltések semlegessége
    • 1.1 Magnézium-foszfátok más kationokkal
  • 2 Szerkezet
  • 3 Tulajdonságok
  • 4 Felhasználások
  • 5 Referenciák

A magnézium-foszfát formái és töltéseinek semlegessége

A magnézium-foszfátok a H-protonok helyettesítéséből származnak3PO4. Ha az ortofoszforsav elveszti a protont, a hidrogén-foszfát-ion marad, H2PO4-.

Hogyan lehet semlegesíteni a magnézium sóból származó negatív töltést? Igen Mg2+ két pozitív díjat számítanak fel, akkor két H szükséges2PO4-. Így magnézium-dihidrogén-foszfátot (Mg) kapunk2PO4)2.

Ezután, amikor a sav elveszti a két protont, a hidrogén-foszfát-ion marad, HPO42-. Most hogyan lehet semlegesíteni ezeket a két negatív díjat? Mint a Mg2+ csak két negatív töltést igényel a semlegesítéshez, kölcsönhatásba lép egyetlen HPO-ionral42-. Ily módon a magnézium-foszfátot kapjuk: MgHPO4.

Végül, amikor az összes proton elveszik, a foszfát anion PO marad43-. Ehhez három Mg kationra van szükség2+ és egy másik foszfátot kristályos szilárd anyaggá alakítunk. A 2 (-3) + 3 (+2) = 0 matematikai egyenlet segít megérteni a magnézium és a foszfát sztöchiometrikus arányait..

Ezen kölcsönhatások eredményeként a tribázikus magnézium-foszfát keletkezik: Mg3(PO4)2. Miért tribázikus? Mivel képes elfogadni három ekvivalens H-t+ újra a H-t alkotja3PO4:

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

Magnézium-foszfátok más kationokkal

A negatív díjak kompenzációja más pozitív fajok részvételével is elérhető.

Például a PO semlegesítéséhez43-, az ionok K+, na+, Rb+, NH4+, stb. is, megtámadhatja az (X) MgPO vegyületet4. Ha X egyenlő NH-val4+, a vízmentes struvit ásványi anyag képződik (NH4) MgPO4.

Tekintettel arra, hogy egy másik foszfát beavatkozik, és a negatív töltések növekednek, más további kationok is hozzáadhatók az interakciókhoz, hogy ezeket semlegesítsék. Ennek köszönhetően számos magnézium-foszfát-kristály szintetizálható (Na3RBMG7(PO4)6, például).

struktúra

A felső kép illusztrálja a Mg ionok közötti kölcsönhatásokat2+ és PO43- amely meghatározza a kristályszerkezetet. Ez azonban csak egy kép, amely inkább a foszfátok tetraéderes geometriáját mutatja. Ezután a kristályszerkezet foszfátok és magnéziumgömbök tetraéderét tartalmazza.

A Mg esetében3(PO4)2 Vízmentes, az ionok romboéderes szerkezetűek, amelyekben Mg2+ hat O-atommal van összehangolva.

A fentieket az alábbi képen szemléltetjük, azzal a megjegyzéssel, hogy a kék gömbök kobalt, elég ahhoz, hogy a zöld magnézium gömböket megváltoztassuk:

A szerkezet középpontjában a kékes gömb körüli hat piros gömb által alkotott oktaéder található..

Ezek a kristályos struktúrák képesek vízmolekulák befogadására, magnézium-foszfát-hidrátokat képezve.

Ez azért van, mert hidrogénkötéseket képeznek a foszfátionokkal (HOH-O-PO33-). Ezen túlmenően, minden foszfát ion képes elfogadni legfeljebb négy hidrogénkötést; azaz négy vízmolekula.

Mint a Mg3(PO4)2 két foszfátot tartalmaz, nyolc vízmolekulát fogad el (mi történik az ásványi bobierrita-val). Ezek a vízmolekulák viszont hidrogénkötéseket képezhetnek másokkal, vagy kölcsönhatásba léphetnek a pozitív Mg központokkal2+.

tulajdonságok

Fehér szilárd anyag, amely kristályos rombuszlemezeket képez. Szintén nincs szaga és nincs íze.

Nagyon vízben oldhatatlan, még akkor is, ha meleg, nagy kristályrács-energiája miatt; ez a többértékű Mg ionok közötti erős elektrosztatikus kölcsönhatások eredménye2+ és PO43-.

Ez azt jelenti, hogy amikor az ionok többértékűek és ionos sugáruk nem változik nagymértékben, a szilárd anyag ellenáll az oldódásnak.

1184 ° C-on olvad, ami szintén erős elektrosztatikus kölcsönhatásokra utal. Ezek a tulajdonságok függenek attól függően, hogy hány molekula vizet szív le, és ha a foszfát néhány protonált formában megtalálható (HPO42- vagy H2PO4-).

alkalmazások

Ezt hashajtóként alkalmazták székrekedés és gyomorsav. Káros mellékhatásai - a hasmenés és a hányás kialakulása által kifejezve - korlátozzák felhasználását. Ezenkívül valószínűleg károsítja a gyomor-bél traktust.

A magnézium-foszfát alkalmazását a csontszövet javításában jelenleg vizsgálják, vizsgálva a Mg (H) alkalmazását.2PO4)2 mint cement.

A magnézium-foszfát ilyen formája megfelel ennek a követelménynek: biológiailag lebontható és hisztokompatibilis. Ezenkívül ajánlott a csontszövet regenerálásában az erőssége és gyors beállítása.

Az amorf magnézium-foszfát (AMP) biológiailag lebontható és nem exoterm ortopédiai cementként történő felhasználását értékelik. A cement előállításához keverjük össze az AMP port polivinil-alkohollal, hogy egy gitt képezzünk.

A magnézium-foszfát fő feladata a Mg-nak az élő lényekhez való hozzájárulása. Ez az elem számos enzimatikus reakcióban katalizátorként vagy közvetítőként lép fel, ami létfontosságú az élethez.

Az emberben a Mg hiánya a következő hatásokkal jár: csökkent Ca szint, szívelégtelenség, Na retenció, csökkent K szint, aritmiák, tartós izomösszehúzódások, hányás, hányinger, alacsony keringési szintek A mellékpajzsmirigy hormon és a gyomor és a menstruációs görcsök többek között.

referenciák

  1. SuSanA titkárság. (2010. december 17.). Struvit a mikroszkóp alatt. A (z) 2018. április 17-én érkezett: flickr.com
  2. Ásványi adatok közzététele. (2001-2005). Bobierrite. Szerkesztve 2018. április 17-én: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Lebontható magnézium-foszfát-csont cement előkészítése és jellemzése, Regeneratív Biomateriális anyagok, 3. kötet, 4. kiadás, 2016. december 1., 231-237. Oldal, doi.org
  4. Sahar Mousa. (2010). A magnézium-foszfát-anyagok szintézisének vizsgálata. Phosphorus research bulletin, 24. kötet, 16-21.
  5. Smokefoot. (2018. március 28.). EntryWithCollCode38260. [Ábra]. A (z) 2018. április 17-én érkezett: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedia. (2018). Magnézium-foszfát-törzs. 2018. április 17-én, a következő címen szerezhető be: en.wikipedia.org
  7. Pubchem. (2018). Magnézium-foszfát vízmentes. Szerkesztve 2018. április 17-én, a következő címen: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., és Ben Amara, M. (2017). Egy új magnézium-foszfát Na3RbMg7 (PO4) szintézise és kristályszerkezete 6. Acta Crystallographica E. szakasz: Kristályos kommunikáció, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. és Bhaduri, S. (2016) Az amorf magnézium-foszfát (AMP) alapú nem exoterm ortopédiai cement értékelése. Biomedical Mat. 11. kötet (5): 055010.
  10. Yu, Y., Yu, CH. és Dai, H. (2016). Lebontható magnézium-csont cement előállítása. Regeneratív Biomateriális anyagok. 4. kötet (1): 231