Fosforečnan hořečnatý (Mg3 (PO4) 2) Struktura, vlastnosti a použití

fosforečnan hořečnatý Výraz "anorganická sloučenina" označuje termín anorganických sloučenin tvořených hořčíkem, kovem alkalických zemin a oxoanion fosfátem. Nejjednodušší fosforečnan hořečnatý má Mg chemický vzorec₃(PO₄)₂. Vzorec označuje, že pro každé dva PO anionty₄^3- Existují tři kationty Mg²⁺ s nimi.

Tyto sloučeniny mohou být také popsány jako hořečnaté soli odvozené od kyseliny fosforečné (H₃PO₄). Jinými slovy, hořčíkové "povlaky" mezi fosfátovými anionty, bez ohledu na jejich anorganickou nebo organickou prezentaci (MgO, Mg (NO₃)₂, MgCl₂, Mg (OH)₂, atd.).

Z těchto důvodů lze fosforečnany hořčíku nalézt jako několik minerálů. Některé z nich jsou: catheita -Mg₃(PO₄)₂ 22H₂O-, struvit - (NH₄) MgPO₄6H₂Nebo, jejichž mikrokrystaly jsou znázorněny v horním obrázku, holtedalit-Mg₂(PO₄) (OH) - a bobierrita-Mg₃(PO₄)₂8H₂O-.

V případě bobierrity je její krystalická struktura monoklinická, s krystalickými agregáty s tvary ventilátorů a masivními rozetami. Fosforečnany hořečnaté se však vyznačují bohatou strukturní chemií, což znamená, že jejich ionty přijímají mnoho krystalických uspořádání.

Index

• 1 Formy fosforečnanu hořečnatého a neutralita jeho nábojů
  • 1.1 Fosforečnany hořčíku s jinými kationty
• 2 Struktura
• 3 Vlastnosti
• 4 Použití
• 5 Odkazy

Formy fosforečnanu hořečnatého a neutralita jeho nábojů

Fosforečnany hořčíku jsou odvozeny ze substituce H protonů₃PO₄. Když kyselina ortofosforečná ztrácí proton, zůstává jako iont dihydrogenfosforečnanu, H₂PO₄^-.

Jak neutralizovat negativní náboj, aby vznikla hořčíková sůl? Ano Mg²⁺ představují dva kladné poplatky, pak potřebujete dva H₂PO₄^-. Tak se získá fosforečnan horečnatý, Mg (H)₂PO₄)₂.

Pak, když kyselina ztratí dva protony, vodíkové ionty zůstanou, HPO₄^2-. Jak neutralizovat tyto dvě záporné poplatky? Jako Mg²⁺ k neutralizaci potřebuje pouze dva záporné náboje, interaguje s jedním iontem HPO₄^2-. Tímto způsobem se získá fosforečnan hořečnatý: MgHPO₄.

Nakonec, když jsou ztraceny všechny protony, zůstává fosforečnanový aniont PO₄^3-. To vyžaduje tři Mg kationty²⁺ a další fosfát, který se smísí do krystalické pevné látky. Matematická rovnice 2 (-3) + 3 (+2) = 0 pomáhá pochopit tyto stechiometrické poměry hořčíku a fosfátu.

V důsledku těchto interakcí se vyrábí fosforečnan hořečnatý: Mg₃(PO₄)₂. Proč je to tribasický? Protože je schopen přijmout tři ekvivalenty H⁺ znovu vytvořit H₃PO₄:

PO₄^3-(ac) + 3H⁺(ac) <=> H₃PO₄(ac)

Fosforečnany hořčíku s jinými kationty

Kompenzaci záporných poplatků lze dosáhnout i za účasti jiných pozitivních druhů.

Například pro neutralizaci PO₄^3-, ionty K⁺, Na⁺, Rb⁺, NH₄⁺, atd., mohou také zasahovat, čímž se vytvoří sloučenina (X) MgPO₄. Pokud X odpovídá NH₄⁺, vzniká bezvodý struvitový minerál, (NH₄) MgPO₄.

Vzhledem k situaci, že další fosfát zasahuje a záporné poplatky se zvyšují, mohou být k interakcím přidány další kationty, které je neutralizují. Díky tomu mohou být syntetizovány četné krystaly fosforečnanu hořečnatého (Na₃RbMg₇(PO₄)₆, například).

Struktura

Horní obrázek znázorňuje interakce mezi ionty Mg²⁺ a PO₄^3- definující krystalickou strukturu. Nicméně, to je jen obraz, který demonstruje spíše tetrahedral geometrii fosfátů. Potom krystalová struktura zahrnuje tetraedru fosfátů a hořčíkových kuliček.

Pro případ Mg₃(PO₄)₂ Bezvodý, ionty přijmou rhombohedral strukturu, ve kterém Mg²⁺ je koordinován se šesti atomy O.

Výše uvedené je znázorněno na obrázku níže, s poznámkou, že modré koule jsou kobaltové, stačí je změnit pro zelené koule hořčíku:

Přímo ve středu stavby může být umístěn oktaedron tvořený šesti červenými kuličkami kolem modravé koule.

Tyto krystalické struktury jsou také schopny přijímat molekuly vody, které tvoří hydráty fosforečnanu hořečnatého.

To proto, že tvoří vodíkové vazby s fosfátovými ionty (HOH-O-PO)₃^3-). Kromě toho je každý fosfátový iont schopen přijmout až čtyři vodíkové vazby; tj. čtyři molekuly vody.

Jako Mg₃(PO₄)₂ má dva fosfáty, může přijmout osm molekul vody (co se stane s minerální bobierritou). Tyto molekuly vody mohou naopak tvořit vodíkové vazby s ostatními nebo interagovat s pozitivními centry Mg²⁺.

Vlastnosti

Je to bílá pevná látka, která tvoří krystalické kosočtverečné destičky. Také nemá žádný zápach ani chuť.

To je velmi nerozpustné ve vodě, dokonce když to je horké, kvůli jeho velké krystalové mřížkové energii; to je produkt silných elektrostatických interakcí mezi polyvalentními ionty Mg²⁺ a PO₄^3-.

To znamená, že když jsou ionty polyvalentní a jejich iontové poloměry se příliš neliší, vykazuje pevná látka rezistenci vůči jejímu rozpuštění..

Taví se při 1184 ° C, což také indikuje silné elektrostatické interakce. Tyto vlastnosti se liší v závislosti na tom, kolik molekul vody absorbuje, a pokud se fosfát nachází v některých z jeho protonovaných forem (HPO₄^2- nebo H₂PO₄^-).

Použití

To bylo používáno jako projímadlo pro stavy zácpy a žaludeční kyselosti. Jeho škodlivé vedlejší účinky, které se projevují tvorbou průjmu a zvracením, však omezily jeho použití. Navíc může způsobit poškození gastrointestinálního traktu.

V současné době se zkoumá použití fosforečnanu hořečnatého při opravě kostní tkáně, která zkoumá aplikaci Mg (H).₂PO₄)₂ jako cement.

Tato forma fosforečnanu hořečnatého splňuje tyto požadavky: je biologicky odbouratelná a histokompatibilní. Kromě toho je jeho použití při regeneraci kostní tkáně doporučeno pro jeho sílu a rychlé nastavení.

Vyhodnocuje se použití amorfního fosforečnanu hořečnatého (AMP) jako biologicky odbouratelného a neexotermického ortopedického cementu. Pro vytvoření tohoto cementu smíchejte AMP prášek s polyvinylalkoholem, aby se vytvořil tmel.

Hlavní funkcí fosforečnanu hořečnatého je přispívat Mg k živým bytostem. Tento prvek zasahuje v mnoha enzymatických reakcích jako katalyzátor nebo jako prostředník, který je nezbytný pro život.

Nedostatek Mg u lidí je spojován s následujícími účinky: sníženými hladinami Ca, srdečním selháním, retencí Na, sníženými hladinami K, arytmiemi, trvalými svalovými kontrakcemi, zvracením, nevolností, nízkými hladinami cirkulujících v krvi. Paratyroidní hormon a žaludeční a menstruační křeče, mimo jiné.

Odkazy

1. Sekretariát SuSanA. (17. prosince 2010). Struvite pod mikroskopem. Získáno 17. dubna 2018, z: flickr.com
2. Publikování minerálních dat. (2001-2005). Bobierrite. Získáno 17. dubna 2018, z: handbookofmineralogy.org
3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Příprava a charakterizace degradovatelného kostního cementu fosforečnanu hořečnatého, Regenerativní biomateriály, Svazek 3, číslo 4, 1. prosinec 2016, strany 231-237, doi.org
4. Sahar Mousa. (2010). Studium syntézy fosforečnanů hořečnatých. Výzkumný bulletin fosforu Vol. 24, str. 16-21.
5. Kouř (28. března 2018). EntryWithCollCode38260. [Obrázek] Získáno 17. dubna 2018, z: commons.wikimedia.org
6. Wikipedia. (2018). Tribasický fosforečnan hořečnatý. Získáno 17. dubna 2018, z: en.wikipedia.org
7. Pubchem. (2018). Fosforečnan hořečnatý bezvodý. Získáno 17. dubna 2018, z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Syntéza a krystalová struktura nového fosforečnanu hořečnatého Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Sekce E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. a Bhaduri, S. (2016) Vyhodnocení neexotermického ortopedického cementu na bázi amorfního fosforečnanu hořečnatého (AMP). Biomedical Mat. Svazek 11 (5): 055010.
10. Yu, Y., Yu, CH. a Dai, H. (2016). Příprava degradovatelného cementu hořčíku. Regenerativní biomateriály. Svazek 4 (1): 231