- Magnesiofosfaatin muodot ja sen varausten neutraalisuus
- Magnesiumfosfaatit muiden kationien kanssa
- Rakenne
- ominaisuudet
- Sovellukset
- Viitteet
Magnesium fosfaatti on termi, jota käytetään viittaamaan perheen epäorgaanisten koostuvat magnesiumin ja maa-alkalimetalli- fosfaatti oksianioneja. Yksinkertaisimmalla magnesiumfosfaatilla on kemiallinen kaava Mg 3 (PO 4) 2. Kaava osoittaa, että jokaisella kahdella PO 4 3 -ionilla on kolme Mg 2+ -kationia, jotka ovat vuorovaikutuksessa niiden kanssa.
Samoin, nämä yhdisteet voidaan kuvata magnesiumsuolat, jotka on johdettu ortofosforihappoa (H 3 PO 4). Toisin sanoen, magnesium ”kasvaa yhteen” välillä fosfaattianioneja, riippumatta niiden epäorgaanisten tai orgaanisten esitys (MgO, Mg (NO 3) 2, MgCI 2, Mg (OH) 2, jne.).
Näistä syistä magnesiumfosfaatteja voidaan löytää eri mineraaleina. Jotkut näistä ovat: catteite -Mg 3 (PO 4) 2 · 22H 2 O-, struviitti - (NH 4) MgPO 4 · 6H 2 O, joiden mikrokiteet on esitetty ylemmässä kuvassa, holtedalite -Mg 2 (PO 4) (OH) - ja bobierrite Mg 3 (PO 4) 2 · 8H 2 -O-.
Bobierriitin tapauksessa sen kiteinen rakenne on monokliininen, ja siinä on tuulettimien muodossa olevat kiteiset aggregaatit ja massiiviset ruusukkeet. Magnesiumfosfaateille on kuitenkin ominaista rikas rakennekemia, mikä tarkoittaa, että niiden ionit omaavat monia kiteisiä järjestelyjä.
Magnesiofosfaatin muodot ja sen varausten neutraalisuus
Magnesiumfosfaatit johdettu vaihdosta H 3 PO 4 protonia. Kun ortofosforihappoa menettää protonin, se pysyy divetyfosfaatti-ioneja, H 2 PO 4 -.
Kuinka neutraloida negatiivinen varaus magnesiumsuolan tuottamiseksi? Jos Mg 2+ laskee kaksi positiivista varausta, tarvitset kaksi H 2 PO 4 -. Siten, magnesium dihapon fosfaatti, Mg (H 2 PO 4) 2, saadaan.
Seuraavaksi, kun happo menettää kaksi protonia, vetyfosfaatti-ioni, HPO 4 2– jää. Kuinka neutralisoit nämä kaksi negatiivista varausta? Koska Mg 2+ tarvitsee vain kaksi negatiivista varausta neutraloimiseksi, se on vuorovaikutuksessa yhden HPO 4 2– -ionin kanssa. Tällä tavalla, magnesium hapan fosfaatti saadaan: MgHPO 4.
Lopuksi, kun kaikki protonit menetetään, fosfaatti-anioni PO 4 3– pysyy. Tämä vaatii kolme Mg2 + -kationia ja toisen fosfaatin kokoontu- miseksi kiteiseksi kiinteäksi aineeksi. Matemaattinen yhtälö 2 (-3) + 3 (+2) = 0 auttaa ymmärtämään näitä magnesiumin ja fosfaatin stökiometrisiä suhteita.
Näiden vuorovaikutusten tuloksena syntyy tribaasista magnesiumfosfaattia: Mg 3 (PO 4) 2. Miksi se on kolminaisuus? Koska se kykenee hyväksymään kolme ekvivalenttia H +: ta muodostamaan uudelleen H 3 PO 4:
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
Magnesiumfosfaatit muiden kationien kanssa
Negatiiviset varaukset voidaan korvata myös muiden positiivisten lajien osallistumisella.
Esimerkiksi neutraloida PO 4 3, ionit K +, Na +, Rb +, NH 4 +, jne., Voi myös esirukouksia muodostava yhdiste (X) MgPO 4. Jos X on NH 4 +, mineraali vedetön Struvite, (NH 4) MgPO 4, on muodostettu.
Kun otetaan huomioon tilanne, jossa toinen fosfaatti puuttuu toimintaan ja negatiiviset varaukset kasvavat, muut ylimääräiset kationit voivat liittyä vuorovaikutuksiin niiden neutraloimiseksi. Tämän ansiosta lukuisia kiteitä magnesiumfosfaatti voidaan syntetisoida (Na 3 RbMg 7 (PO 4) 6, esimerkiksi).
Rakenne
Yläkuva kuvaa Mg 2+: n ja PO 4 3– -ionien vuorovaikutusta, jotka määrittelevät kiderakenteen. Kuitenkin vain kuva osoittaa pikemminkin fosfaattien tetraedrisen geometrian. Joten, kiderakenne sisältää fosfaattitetrahedra- ja magnesiumpalloja.
Tapauksessa vedetöntä Mg 3 (PO 4) 2, ionit antaa romboedrinen rakenne, jossa Mg 2+ on koordinoitu kuuteen O-atomia.
Yllä oleva on havainnollistettu alla olevassa kuvassa huomautuksella, että siniset pallot on valmistettu koboltista, riittää, kun vaihdat ne vihreiden magnesiumpallosten kohdalla:
Aivan rakenteen keskellä voi sijaita oktaedri, jonka kuusi punaista palloa muodostavat sinertävän pallon ympärille.
Samoin nämä kiteiset rakenteet kykenevät ottamaan vastaan vesimolekyylejä muodostaen magnesiumfosfaattihydraatteja.
Tämä johtuu siitä, että ne muodostavat vety- sidoksia fosfaatti-ionien (HOH-O-PO 3 3–) kanssa. Lisäksi kukin fosfaatti-ioni kykenee ottamaan vastaan jopa neljä vety sidosta; eli neljä vesimolekyyliä.
Koska Mg 3 (PO 4) 2 on kaksi fosfaatit, se voi hyväksyä kahdeksan molekyyliä vettä (joka on tapaus, jossa mineraali bobierrite). Nämä vesimolekyylit puolestaan voivat muodostaa vety- sidoksia toistensa kanssa tai olla vuorovaikutuksessa Mg2 +: n positiivisten keskuksien kanssa.
ominaisuudet
Se on valkoinen kiinteä aine, joka muodostaa kiteisiä rombilevyjä. Se on myös hajuton ja mauton.
Se on erittäin liukenematon veteen, jopa kuumana, kidehilan korkean energiansa vuoksi; tämä on tulosta voimakkaista sähköstaattisista vuorovaikutuksista moniarvoisten ionien Mg 2+ ja PO 4 3– välillä.
Toisin sanoen, kun ionit ovat moniarvoisia ja niiden ionisäteiden koko ei vaihtele suuresti, kiinteä aine osoittaa vastustuskykyä liukenemiselle.
Se sulaa 1184 ºC: n lämpötilassa, mikä osoittaa myös voimakkaita sähköstaattisia vuorovaikutuksia. Nämä ominaisuudet vaihtelevat sen mukaan, kuinka monta vesimolekyyliä se absorboi, ja jos fosfaatti on jossain protonoidussa muodossaan (HPO 4 2– tai H 2 PO 4 -).
Sovellukset
Sitä on käytetty laksatiivina ummetuksen ja närästyksen vaikeuksissa. Sen haitalliset sivuvaikutukset, jotka ilmenevät ripulin ja oksentelun muodostumisesta, ovat kuitenkin rajoittaneet sen käyttöä. Lisäksi se todennäköisesti vaurioittaa maha-suolikanavaa.
Magnesiumfosfaatin käyttöä luukudoksen korjaamisessa tutkitaan parhaillaan tutkittaessa Mg (H 2 PO 4) 2: n käyttöä sementtina.
Tämä magnesiumfosfaatin muoto täyttää tätä koskevat vaatimukset: se on biohajoava ja histoyhteensopiva. Lisäksi sen käyttöä luukudoksen uudistamisessa suositellaan sen kestävyyden ja nopean asettamisen vuoksi.
Amorfisen magnesiumfosfaatin (AMP) käyttöä biohajoavana ja ei-eksotermisenä ortopedisena sementtinä arvioidaan. Tämän sementin tuottamiseksi sekoitetaan AMP-jauhe polyvinyylialkoholin kanssa kitin muodostamiseksi.
Magnesiumfosfaatin päätehtävä on toimia Mg: n lähteenä eläville olennoille. Tämä elementti on mukana lukuisissa entsymaattisissa reaktioissa katalysaattorina tai välituotteena, mikä on välttämätöntä elämälle.
Mg: n puutos ihmisillä liittyy seuraaviin vaikutuksiin: vähentyneet Ca-tasot, sydämen vajaatoiminta, Na-pidätykset, vähentyneet K-tasot, rytmihäiriöt, jatkuvat lihassupistukset, oksentelu, pahoinvointi, verenkierron alhaiset tasot lisäkilpirauhashormonit sekä maha- ja kuukautiskrampit.
Viitteet
- SuSanA-sihteeristö. (17. joulukuuta 2010). Struviitti mikroskoopin alla. Haettu 17. huhtikuuta 2018, osoitteesta: flickr.com
- Mineraalitietojen julkaiseminen. (2001-2005). Bobierrite. Haettu 17. huhtikuuta 2018, osoitteesta: handbookofmineralogy.org
- Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Hajoavan magnesiumfosfaatin luusementin valmistus ja karakterisointi, Regenerative Biomaterials, osa 3, numero 4, 1. joulukuuta 2016, sivut 231–237, doi.org
- Sahar Mousa. (2010). Tutkimus magnesiumfosfaattimateriaalien synteesistä. Fosforitutkimuslehti Vol. 24, s. 16–21.
- Smokefoot. (28. maaliskuuta 2018). EntryWithCollCode38260.. Haettu 17. huhtikuuta 2018, osoitteesta: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Tribaasinen magnesiumfosfaatti. Haettu 17. huhtikuuta 2018, osoitteesta: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Vedetön magnesiumfosfaatti. Haettu 17. huhtikuuta 2018, osoitteesta: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., ja Ben Amara, M. (2017). Uuden magnesiumfosfaatin Na3RbMg7 (PO4) 6 synteesi ja kiderakenne. Acta Crystallographica, osa E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
- Barbie, E., Lin, B., Goel, VK ja Bhaduri, S. (2016) Amorfisen magnesiumfosfaattiin (AMP) perustuvan ei-eksotermisen ortopedisen sementin arviointi. Biolääketieteellinen matto Nide 11 (5): 055010.
- Yu, Y., Yu, CH. ja Dai, H. (2016). Hajoavan magnesiumluusementin valmistus. Regeneratiiviset biomateriaalit. Nide 4 (1): 231