Магнезиев фосфат (Mg3 (PO4) 2) Структура, свойства и употреба

на магнезиев фосфат Терминът "термин" е термин, използван за означаване на семейство неорганични съединения, образувани от магнезий, алкалоземен метал и оксоанион фосфат. Най-простият магнезиев фосфат има Mg химична формула₃(PO₄)₂. Формулата показва, че за всеки два PO аниона₄^3- Има три Mg катиона²⁺ взаимодейства с тях.

Също така, тези съединения могат да бъдат описани като магнезиеви соли, получени от ортофосфорна киселина (Н₃PO₄). С други думи, магнезиеви "покрития" между фосфатни аниони, независимо от тяхното неорганично или органично представяне (MgO, Mg (NO)₃)₂, магнезиев хлорид₂, Mg (OH)₂, и т.н.).

Поради тези причини магнезиевите фосфати могат да бъдат намерени като няколко минерала. Някои от тях са: catheita -Mg₃(PO₄)₂ · 22H₂О-, струвит - (NH₄) MgPO₄· 6Н₂Или, чиито микрокристали са представени в горната част на изображението, holtedalite -Mg₂(PO₄(OH) - и bobierrita -Mg₃(PO₄)₂· 8H₂О-.

В случая на bobierrita, неговата кристална структура е моноклинна, с кристални агрегати с форми на вентилатори и масивни розетки. Магнезиевите фосфати обаче се характеризират с богата структурна химия, което означава, че техните йони приемат много кристални форми.

индекс

• 1 Форми на магнезиев фосфат и неутралност на неговите заряди
  • 1.1 Магнезиеви фосфати с други катиони
• 2 Структура
• 3 Свойства
• 4 Използване
• 5 Препратки

Форми на магнезиев фосфат и неутралност на неговите заряди

Магнезиевите фосфати се получават от заместването на Н протони₃PO₄. Когато ортофосфорната киселина загуби протон, тя остава като дихидроген фосфатен йон, Н₂PO₄^-.

Как да неутрализираме отрицателния заряд, за да създадем магнезиева сол? Да Mg²⁺ отчитат два положителни заряда, тогава имате нужда от два H₂PO₄^-. Така се получава магнезиев дикиселинен фосфат, Mg (Н)₂PO₄)₂.

След това, когато киселината загуби два протона, остава водородният фосфатен йон, HPO₄^2-. Сега, как да неутрализираме тези две отрицателни такси? Подобно на Mg²⁺ нуждае се само от два отрицателни заряда, за да неутрализира, взаимодейства с един-единствен НРО йон₄^2-. По този начин се получава фосфат на магнезиевата киселина: MgHPO₄.

Накрая, когато загубите на всички протони, остава фосфатният анион₄^3-. Това изисква три катиони Mg²⁺ и друг фосфат за сглобяване в кристално твърдо вещество. Математическото уравнение 2 (-3) + 3 (+2) = 0 помага да се разберат тези стехиометрични съотношения за магнезий и фосфат.

В резултат на тези взаимодействия се произвежда триосновен магнезиев фосфат: Mg₃(PO₄)₂. Защо е трибосен? Защото е в състояние да приеме три еквивалента от Н⁺ отново да се образува Н₃PO₄:

PO₄^3-(ac) + 3H⁺(Воден) <=> Н₃PO₄(Воден)

Магнезиеви фосфати с други катиони

Компенсацията на отрицателните такси може да се постигне и с участието на други положителни видове.

Например, за неутрализиране на ПО₄^3-, йони К⁺, Na⁺, Rb⁺, NH₄⁺, и т.н., също могат да се намесят, образувайки съединението (X) MgPO₄. Ако X е равен на NH₄⁺, образува се безводен струвитски минерал (NH.)₄) MgPO₄.

Като се има предвид ситуацията, в която се намесва друг фосфат и се увеличават отрицателните заряди, към взаимодействията могат да се добавят и други допълнителни катиони, за да ги неутрализират. Благодарение на това могат да бъдат синтезирани много кристали на магнезиев фосфат (Na₃RBMG₇(PO₄)₆, например).

структура

Горното изображение илюстрира взаимодействията между Mg йони²⁺ и PO₄^3- които определят кристалната структура. Обаче само изображението показва по-скоро тетраедричната геометрия на фосфатите. След това кристалната структура включва тетраедри на фосфати и магнезиеви сфери.

За случая на Mg₃(PO₄)₂ Безводните йони приемат ромбоедрична структура, в която Mg²⁺ е координиран с шест атома О.

Горното е илюстрирано на изображението по-долу, с означението, че сините сфери са кобалт, достатъчно е да ги промените за зелените магнезиеви сфери:

Точно в центъра на структурата може да бъде разположен октаедърът, образуван от шестте червени сфери около синкавата сфера.

Също така, тези кристални структури са способни да приемат водни молекули, образувайки хидрати на магнезиев фосфат.

Това е така, защото те образуват водородни връзки с фосфатните йони (HOH-O-PO₃^3-). Освен това, всеки фосфатен йон е способен да приеме до четири водородни връзки; това са четири водни молекули.

Подобно на Mg₃(PO₄)₂ има два фосфата, може да приема осем молекули вода (какво се случва с минерала bobierrita). На свой ред, тези водни молекули могат да образуват водородни връзки с други или да взаимодействат с положителни Mg центрове²⁺.

свойства

Той е бяло твърдо вещество, образуващо кристални ромбични плочи. Също така няма мирис и вкус.

Той е много неразтворим във вода, дори когато е горещ, поради голямата енергия на кристалната решетка; това е продукт на силните електростатични взаимодействия между поливалентните Mg йони²⁺ и PO₄^3-.

Тоест, когато йоните са поливалентни и техните йонни радиуси не се различават по размер, твърдото вещество показва устойчивост на разтваряне..

То се топи при 1184 ° C, което също е показателно за силни електростатични взаимодействия. Тези свойства варират в зависимост от това колко молекули вода поглъща, и ако фосфатът се намира в някои от неговите протонирани форми (HPO)₄^2- или Н₂PO₄^-).

приложения

Използва се като слабително средство за състояния на запек и стомашна киселинност. Въпреки това, неговите вредни странични ефекти, които се проявяват при образуването на диария и повръщане, ограничават употребата му. Освен това е вероятно да причини увреждане на стомашно-чревния тракт.

Използването на магнезиев фосфат за възстановяване на костната тъкан в момента се проучва, като се проучва приложението на Mg (H)₂PO₄)₂ като цимент.

Тази форма на магнезиев фосфат отговаря на изискванията за това: тя е биоразградима и хистосъвместима. В допълнение, неговата употреба при регенерацията на костната тъкан се препоръчва за нейната здравина и бърза настройка.

Извършва се оценка на използването на аморфен магнезиев фосфат (АМР) като биоразграждащ се и неекзотермичен ортопедичен цимент. За да се получи този цимент, се смесва прахът AMP с поливинилов алкохол, за да се образува замазка.

Основната функция на магнезиевия фосфат е да осигури принос на Mg за живите същества. Този елемент се намесва в редица ензимни реакции като катализатор или посредник, като е от съществено значение за живота.

Недостигът на Mg при хората е свързан със следните ефекти: намалени нива на Са, сърдечна недостатъчност, задържане на Na, понижено ниво на К, аритмии, продължителни мускулни контракции, повръщане, гадене, ниски нива на циркулация Паратиреоиден хормон и стомашни и менструални спазми, наред с други.

препратки

1. Секретариат на SuSanA. (17 декември 2010 г.) Струвит под микроскоп. Възстановен на 17 април 2018 г. от: flickr.com
2. Издаване на минерални данни. (2001-2005). Bobierrite. Възстановен на 17 април 2018 г. от: handbookofmineralogy.org
3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Приготвяне и характеризиране на разграждащ се костен цимент на магнезиев фосфат, Регенеративни биоматериали, Том 3, брой 4, 1 декември 2016 г., страници 231-237, doi.org
4. Сахар Муса. (2010 г.). Изследване на синтеза на магнезиеви фосфатни материали. Изследователски бюлетин на фосфора, том 24, стр. 16-21.
5. Smokefoot. (28 март, 2018 г.). EntryWithCollCode38260. [Фигура]. Възстановен на 17 април 2018 г. от: commons.wikimedia.org
6. Wikipedia. (2018). Магнезиев фосфат. Възстановен на 17 април 2018 г. от: en.wikipedia.org
7. PubChem. (2018). Магнезиев фосфат безводен. Възстановен на 17 април 2018 г. от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
8. Ben Hamed, Т., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Синтез и кристална структура на нов магнезиев фосфат Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Раздел Е: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
9. Барби, Е., Лин, Б., Гоел, В.К. and Bhaduri, S. (2016) Оценка на аморфен магнезиев фосфат (АМР), базиран неекзотермичен ортопедичен цимент. Biomedical Mat. Том 11 (5): 055010.
10. Yu, Y., Yu, CH. и Dai, H. (2016). Приготвяне на разграждащ се магнезиев костен цимент. Регенеративни биоматериали. Том 4 (1): 231