Φωσφορικό μαγνήσιο (Mg3 (PO4) 2) Δομή, ιδιότητες και χρήσεις



Το φωσφορικό μαγνήσιο είναι ένας όρος που χρησιμοποιείται για να αναφέρεται σε μια οικογένεια ανόργανων ενώσεων που σχηματίζονται από μαγνήσιο, μέταλλο αλκαλικής γαίας και φωσφορικό οξονάνιο. Το απλούστερο φωσφορικό μαγνήσιο έχει χημικό τύπο Mg3(PO4)2. Ο τύπος δηλώνει ότι για κάθε δύο ανιόντα PO43- Υπάρχουν τρία κατιόντα Mg2+ αλληλεπιδρώντας με αυτά.

Επίσης, αυτές οι ενώσεις μπορούν να περιγραφούν ως άλατα μαγνησίου προερχόμενα από ορθοφωσφορικό οξύ (Η3PO4). Με άλλα λόγια, τα "παλτά" μαγνησίου μεταξύ φωσφορικών ανιόντων, ανεξάρτητα από την ανόργανη ή οργανική τους παρουσίαση (MgO, Mg (NO3)2, MgCl2, Mg (ΟΗ)2, κ.λπ.).

Λόγω αυτών των λόγων, τα φωσφορικά του μαγνησίου μπορούν να βρεθούν ως διάφορα μέταλλα. Μερικά από αυτά είναι: catheita -Mg3(PO4)2 · 22Η2O-, struvit - (NH4) MgPO4· 6Η2Ή, των οποίων οι μικροκρύσταλλοι αναπαρίστανται στην κορυφή της εικόνας, ο χολττεταλίτης -Mg2(PO4) (ΟΗ) - και bobierrita-Mg3(PO4)2· 8Η2Ο-.

Στην περίπτωση της bobierrita, η κρυσταλλική δομή της είναι μονοκλινής, με κρυσταλλικά συσσωματώματα με σχήματα ανεμιστήρα και μαζικές ροζέτες. Ωστόσο, τα φωσφορικά μαγνήσιο χαρακτηρίζονται από την παρουσία μιας πλούσιας δομικής χημείας, που σημαίνει ότι τα ιόντα τους υιοθετούν πολλές κρυσταλλικές ρυθμίσεις.

Ευρετήριο

  • 1 Μορφές φωσφορικού μαγνησίου και η ουδετερότητα των φορτίων
    • 1.1 Φωσφορικά μαγνησίου με άλλα κατιόντα
  • 2 Δομή
  • 3 Ιδιότητες
  • 4 Χρήσεις
  • 5 Αναφορές

Μορφές φωσφορικού μαγνησίου και η ουδετερότητα των φορτίων

Φωσφορικά μαγνήσιο προέρχονται από την υποκατάσταση των πρωτονίων Η3PO4. Όταν το ορθοφωσφορικό οξύ χάνει ένα πρωτόνιο, παραμένει ως ιόν δισόξινο φωσφορικό, Η2PO4-.

Πώς να εξουδετερώσετε το αρνητικό φορτίο για να προέρχεται ένα άλας μαγνησίου; Ναι Mg2+ για δύο θετικές χρεώσεις, τότε χρειάζεστε δύο H2PO4-. Έτσι, λαμβάνεται φωσφορικό διοξείδιο του μαγνησίου, Mg (Η)2PO4)2.

Στη συνέχεια, όταν το οξύ χάνει δύο πρωτόνια, το ιόν όξινο φωσφορικό παραμένει, HPO42-. Τώρα, πώς να εξουδετερώσετε αυτές τις δύο αρνητικές χρεώσεις; Όπως το Mg2+ χρειάζεται μόνο δύο αρνητικές χρεώσεις για εξουδετέρωση, αλληλεπιδρά με ένα ιόν HPO42-. Με τον τρόπο αυτό λαμβάνεται το όξινο φωσφορικό μαγνήσιο: MgHPO4.

Τελικά, όταν χάνονται όλα τα πρωτόνια, παραμένει το φωσφορικό ανιόν PO43-. Αυτό απαιτεί τρία κατιόντα Mg2+ και ένα άλλο φωσφορικό να συναρμολογηθεί σε ένα κρυσταλλικό στερεό. Η μαθηματική εξίσωση 2 (-3) + 3 (+2) = 0 βοηθά στην κατανόηση αυτών των στοιχειομετρικών αναλογιών για το μαγνήσιο και το φωσφορικό.

Ως αποτέλεσμα αυτών των αλληλεπιδράσεων, παράγεται το τριβασικό φωσφορικό μαγνήσιο: Mg3(PO4)2. Γιατί είναι τριβασικός; Επειδή είναι ικανή να δεχτεί τρία ισοδύναμα του Η+ για να σχηματίσουμε ξανά το Η3PO4:

PO43-(ac) + 3Η+(ac) <=> H3PO4(ac)

Φωσφορικά μαγνήσιο με άλλα κατιόντα

Η αντιστάθμιση των αρνητικών επιβαρύνσεων μπορεί επίσης να επιτευχθεί με τη συμμετοχή άλλων θετικών ειδών.

Για παράδειγμα, για να εξουδετερώσετε το PO43-, τα ιόντα Κ+, Na+, Rb+, NH4+, κ.λπ., μπορεί επίσης να παρεμβαίνει, σχηματίζοντας την ένωση (Χ) MgPO4. Εάν το Χ ισούται με ΝΗ4+, σχηματίζεται το ανύδριο ορυκτό στρουβίτη, (ΝΗ4) MgPO4.

Δεδομένης της κατάστασης στην οποία παρεμβαίνει ένα άλλο φωσφορικό και αυξάνονται οι αρνητικές επιβαρύνσεις, μπορούν να προστεθούν και άλλες πρόσθετες κατιόνες στις αλληλεπιδράσεις για να εξουδετερωθούν. Χάρη σε αυτό, μπορούν να συντεθούν πολυάριθμοι κρύσταλλοι φωσφορικού μαγνησίου (Na3RbMg7(PO4)6, για παράδειγμα).

Δομή

Η επάνω εικόνα απεικονίζει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ ιόντων Mg2+ και PO43- που καθορίζουν την κρυσταλλική δομή. Ωστόσο, είναι μόνο μια εικόνα που δείχνει μάλλον την τετραεδρική γεωμετρία των φωσφορικών. Στη συνέχεια, η κρυσταλλική δομή περιλαμβάνει τετράεδρα φωσφορικών και σφαιρίων μαγνησίου.

Για την περίπτωση του Mg3(PO4)2 Ανύδρου, τα ιόντα υιοθετούν μια ρομβοεδρική δομή, στην οποία το Mg2+ συντονίζεται με έξι άτομα Ο.

Τα παραπάνω απεικονίζονται στην παρακάτω εικόνα, με την ένδειξη ότι οι μπλε σφαίρες είναι κοβάλτιο, αρκεί να τις αλλάξουμε για τις πράσινες σφαίρες μαγνησίου:

Ακριβώς στο κέντρο της δομής μπορεί να τοποθετηθεί το οκτάεδρο που σχηματίζεται από τις έξι κόκκινες σφαίρες γύρω από την γαλαζοπράσινη σφαίρα.

Επίσης, αυτές οι κρυσταλλικές δομές είναι ικανές να δέχονται μόρια νερού, σχηματίζοντας υδρίτες φωσφορικού μαγνησίου.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι σχηματίζουν δεσμούς υδρογόνου με τα φωσφορικά ιόντα (HOH-O-PO33-). Επιπλέον, κάθε φωσφορικό ιόν είναι ικανό να δέχεται έως και τέσσερις δεσμούς υδρογόνου. δηλαδή, τέσσερα μόρια νερού.

Όπως το Mg3(PO4)2 έχει δύο φωσφορικά άλατα, μπορεί να δεχθεί οκτώ μόρια νερού (τι συμβαίνει με το ορυκτό bobierrita). Με τη σειρά τους, αυτά τα μόρια νερού μπορούν να σχηματίσουν δεσμούς υδρογόνου με άλλους ή αλληλεπιδρούν με θετικά κέντρα Mg2+.

Ιδιότητες

Είναι ένα λευκό στερεό που σχηματίζει κρυσταλλικές ρομβικές πλάκες. Επίσης, δεν έχει καμία μυρωδιά και καμία γεύση.

Είναι πολύ αδιάλυτο στο νερό, ακόμα και όταν είναι ζεστό, λόγω της μεγάλης κρυσταλλικής πλέγματος ενέργειας. αυτό είναι ένα προϊόν των ισχυρών ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ των πολυσθενών ιόντων Mg2+ και PO43-.

Δηλαδή, όταν τα ιόντα είναι πολυσθενή και οι ιοντικές τους ακτίνες δεν ποικίλλουν πολύ σε μέγεθος, το στερεό δείχνει αντίσταση στη διάλυση του.

Λιώνει στους 1184 ° C, γεγονός που αποτελεί επίσης ένδειξη ισχυρών ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων. Αυτές οι ιδιότητες ποικίλουν ανάλογα με το πόσα μόρια του νερού απορροφούν και αν το φωσφορικό βρίσκεται σε μερικές από τις πρωτονιωμένες μορφές του (HPO42- ή Η2PO4-).

Χρησιμοποιεί

Έχει χρησιμοποιηθεί ως καθαρτικό για καταστάσεις δυσκοιλιότητας και γαστρικής οξύτητας. Ωστόσο, οι επιβλαβείς παρενέργειες - που εκδηλώνονται με τη δημιουργία διάρροιας και εμέτου - έχουν περιορίσει τις χρήσεις του. Επιπλέον, είναι πιθανό να προκαλέσει βλάβη στο γαστρεντερικό σωλήνα.

Η χρήση φωσφορικού μαγνησίου στην επισκευή οστικού ιστού διερευνάται επί του παρόντος, διερευνώντας την εφαρμογή Mg (H)2PO4)2 ως τσιμέντο.

Αυτή η μορφή φωσφορικού μαγνησίου ικανοποιεί τις απαιτήσεις γι 'αυτό: είναι βιοδιασπώμενη και ιστοσυμβατή. Επιπλέον, η χρήση του στην αναγέννηση του οστικού ιστού συνιστάται για την αντοχή και τη γρήγορη τοποθέτησή του.

Η χρήση άμορφου φωσφορικού μαγνησίου (AMP) ως βιοαποικοδομήσιμου και μη εξωθερμικού ορθοπεδικού τσιμέντου αξιολογείται. Για να δημιουργηθεί αυτό το μίγμα τσιμέντου η σκόνη ΑΜΡ με πολυβινυλική αλκοόλη, προκειμένου να σχηματιστεί ένα στόκος.

Η κύρια λειτουργία του φωσφορικού μαγνησίου είναι να παράσχει τη συμβολή του Mg στα ζωντανά όντα. Αυτό το στοιχείο παρεμβαίνει σε πολλές ενζυματικές αντιδράσεις ως καταλύτης ή μεσάζοντες, που είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή.

ανεπάρκεια Mg σε ανθρώπους σχετίζεται με τα ακόλουθα αποτελέσματα: μειωμένα επίπεδα του Ca, καρδιακής ανεπάρκειας, κατακράτηση Na, μειωμένα επίπεδα Κ, αρρυθμίες, παρατεταμένη μυϊκές συσπάσεις, έμετος, ναυτία, χαμηλά επίπεδα κυκλοφορίας του Παραθυρεοειδής ορμόνη και στομαχικές και εμμηνορροϊκές κράμπες, μεταξύ άλλων.

Αναφορές

  1. Γραμματεία της SuSanA. (17 Δεκεμβρίου 2010). Κατασκευάστηκε κάτω από το μικροσκόπιο. Ανακτήθηκε στις 17 Απριλίου 2018 από: flickr.com
  2. Έκδοση μεταλλικών δεδομένων. (2001-2005). Bobierrite. Ανακτήθηκε στις 17 Απριλίου 2018, από: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai. Παρασκευή και χαρακτηρισμός αποικοδομήσιμου τσιμέντου φωσφορικού μαγνησίου, Αναγεννητικά Βιοϋλικά, Τόμος 3, Τεύχος 4, 1 Δεκεμβρίου 2016, Σελίδες 231-237, doi.org
  4. Σαχάρ Μούσα. (2010). Μελέτη σύνθεσης υλικών φωσφορικού μαγνησίου. Phosphorus research bulletin Τόμος 24, σελ. 16-21.
  5. Καπνός (28 Μαρτίου 2018). EntryWithCollCode38260. [Εικόνα] Ανακτήθηκε στις 17 Απριλίου 2018 από: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedia. (2018). Τριβασικό φωσφορικό μαγνήσιο. Ανακτήθηκε στις 17 Απριλίου 2018, από: en.wikipedia.org
  7. Pubchem. (2018). Φωσφορικό μαγνήσιο άνυδρο. Ανακτήθηκε στις 17 Απριλίου 2018, από: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, Τ., Boukhris, Α., Badri, Α., & Ben Amara, Μ. (2017). Σύνθεση και κρυσταλλική δομή ενός νέου φωσφορικού μαγνησίου Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Section Ε: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, Ε., Lin, Β., Goel, V.K. και Bhaduri, S. (2016) Αξιολόγηση του μη εξωθερμικού ορθοπεδικού τσιμέντου που βασίζεται σε φωσφορικό άμορφο μαγνήσιο (AMP). Biomedical Mat. Τόμος 11 (5): 055010.
  10. Yu, Υ., Yu, CH. και Dai, Η. (2016). Παρασκευή ενός αποικοδομήσιμου οστικού τσιμέντου μαγνησίου. Αναγεννητικά Βιοϋλικά. Τόμος 4 (1): 231