Magnesiumfosfat (Mg3 (PO4) 2): Struktur, egenskaper og bruksområder
Magnesiumfosfat er et begrep som refererer til en familie av uorganiske forbindelser dannet av magnesium, jordalkalimetall og oksoanionfosfat. Det enkleste magnesiumfosfatet har kjemisk formel Mg 3 (PO 4 ) 2 . Formelen indikerer at for hver to anioner PO 4 3- er det tre Mg2 + kationer som interagerer med disse.
Også disse forbindelsene kan beskrives som magnesiumsalter avledet fra ortofosforsyre (H3P04). Med andre ord, "koleaterer magnesium" mellom fosfatanioner, uavhengig av deres uorganiske eller organiske presentasjon (MgO, Mg (NO3) 2, MgCl2, Mg (OH) 2, etc.).
På grunn av disse grunnene kan magnesiumfosfater bli funnet som flere mineraler. Noen av disse er: katheit -Mg3 (PO4) 2 · 22H20-, struvitt- (NH4) MgP04-6H20, hvis mikrokrystaller er representert i det øvre bilde-, holtedalitt -Mg2 (PO4 ) (OH) - og bobierrit -Mg3 (PO4) 2 · 8H20-.
I tilfelle av bobierrita er dens krystallinske struktur monoklinisk, med krystallinske aggregater med vifteformer og massive rosetter. Imidlertid er magnesiumfosfater kjennetegnet ved å vise en rik strukturell kjemi, noe som betyr at deres ioner vedtar mange krystallinske ordninger.
Former av magnesiumfosfat og nøytraliteten av sine kostnader
Magnesiumfosfater er avledet fra protonsubstitusjonen av H3P04. Når ortofosforsyre mister en proton, forblir den som dihydrogenfosfation, H2P04 -.
Hvordan nøytralisere den negative ladningen for å oppstå et magnesiumsalt? Hvis Mg2 + teller for to positive ladninger, trenger den to H 2 PO 4 -. Derved oppnås magnesiumdiacidfosfat, Mg (H2PO4) 2 .
Da, når syren mister to protoner, forblir hydrogenfosfationen, HPO 4 2-. Nå, hvordan å nøytralisere disse to negative kostnadene? Siden Mg2 + bare trenger to negative kostnader for å nøytralisere, samhandler det med en enkelt HPO 4 2- ion. På denne måten oppnås magnesiumsyren fosfat: MgHPO 4 .
Til slutt, når alle protonene går tapt, forblir fosfatanionen PO 4 3-. Dette krever tre Mg2 + kationer og et annet fosfat som skal settes sammen i et krystallinsk faststoff. Matematisk ligning 2 (-3) + 3 (+2) = 0 hjelper 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 tribasic? Fordi det er i stand til å akseptere tre ekvivalenter av H + for å danne H 3 PO 4 igjen :
PO 4 3- (ac) + 3H + (ac) H3P04 (ac)
Magnesiumfosfater med andre kationer
Kompensasjonen for negative avgifter kan også oppnås med deltagelse av andre positive arter.
For eksempel, for å nøytralisere PO4 3-, K +, Na +, Rb +, NH4 +, etc., kan det også intervenere, og danner forbindelse (X) MgPO4. Hvis X er lik NH4 +, dannes det vannfrie struvittmineralet, (NH4) MgPO4.
Gitt situasjonen om at et annet fosfat går i stykker og de negative kostnadene øker, kan andre tilleggskasjoner legges til interaksjonene for å nøytralisere dem. Takket være dette kan tallrike magnesiumfosfatkrystaller syntetiseres (Na3RbMg7 (PO4) 6, for eksempel).
struktur
Øvre bilde illustrerer samspillet mellom Mg2 + og PO4-3-ionene som definerer krystallstrukturen. Imidlertid er det bare et bilde som viser snarere tetrahedral geometri av fosfater. Deretter innebærer krystallstrukturen tetraeder av fosfater og magnesiumbobler.
For tilfelle av vannfri Mg3 (PO4) 2, adopterer ioner en rhombohedral struktur, hvor Mg 2+ er koordinert med seks O-atomer.
Ovenstående er illustrert i bildet under, med noteringen at de blå kulene er kobolt, det er nok å bytte dem for de grønne magnesiumboblene:
Midt i strukturen kan du finne oktaedronen dannet av de seks røde kulene rundt den blåse sfæren.
Også disse krystallinske strukturer er i stand til å akseptere vannmolekyler som danner magnesiumfosfathydrater.
Dette skyldes at de danner hydrogenbindinger med fosfat-ionene (HOH-O-PO3 3-). I tillegg er hver fosfation i stand til å akseptere opptil fire hydrogenbindinger; det vil si fire vannmolekyler.
Siden Mg 3 (PO 4 ) 2 har to fosfater, kan det akseptere åtte vannmolekyler (hva skjer med mineralbobierrite). I sin tur kan disse vannmolekylene danne hydrogenbindinger med andre eller samhandle med positive Mg2 + -sentre.
egenskaper
Det er et hvitt fast stoff som danner krystallinske rhombiske plater. Dessuten har den ingen lukt og ingen smak.
Det er meget uoppløselig i vann, selv når det er varmt, på grunn av sin flotte krystallgitter energi; Dette er et produkt av de sterke elektrostatiske interaksjonene mellom polyvalente ioner Mg2 + og PO4 3-.
Det vil si at når ioner er flervärdige og deres ioniske radius ikke varierer mye i størrelse, viser det faste stoffet motstand mot oppløsningen.
Den smelter ved 1184 ° C, noe som også tyder på sterke elektrostatiske interaksjoner. Disse egenskapene varierer avhengig av hvor mange vannmolekyler absorberes, og om fosfatet er i noen av sine protonerte former (HPO 4 2- eller H 2 PO 4 -).
søknader
Det har blitt brukt som avføringsmiddel for tilstander av forstoppelse og magesyre. Imidlertid har dets skadelige bivirkninger - manifestert av generering av diaré og oppkast - begrenset bruken. I tillegg er det sannsynlig å forårsake skade på mage-tarmkanalen.
Bruken av magnesiumfosfat ved reparasjon av beinvev blir for tiden undersøkt, og anvendelsen av Mg (H 2 PO 4 ) 2 som sement undersøkes.
Denne typen magnesiumfosfat oppfyller kravene til dette: det er bionedbrytbart og histokompatibelt. Dessuten anbefales det å bruke regenerering av beinvev for styrke og rask innstilling.
Bruken av amorf magnesiumfosfat (AMP) som en biologisk nedbrytbar og ikke-eksoterm ortopedisk sement blir evaluert. For å generere denne sementen blandes AMP-pulveret med polyvinylalkohol, for å danne en kitt.
Hovedfunksjonen til magnesiumfosfat er å gi Mgs bidrag til levende vesener. Dette elementet intervenerer i en rekke enzymatiske reaksjoner som katalysator eller mellommann, som er essensielt for livet.
En mangel på Mg hos mennesker er forbundet med følgende effekter: redusert Ca-nivå, hjertesvikt, Na-retensjon, redusert K-nivå, arytmier, vedvarende muskelkontraksjoner, oppkast, kvalme, lavt sirkulerende nivå av parathyroid hormon og mage og menstruasjonssmerter, blant andre.
