Magneesiumfosfaat (Mg3 (PO4) 2) struktuur, omadused ja kasutusalad



The magneesiumfosfaat Termin, mida kasutatakse, et viidata anorgaaniliste ühendite perekonnale, mis on moodustatud magneesiumi, leelismuldmetalli ja oksoanioonfosfaadi poolt. Kõige lihtsamal magneesiumfosfaadil on Mg keemiline valem3(PO4)2. Valem näitab, et iga kahe PO aniooni puhul43- Seal on kolm Mg katiooni2+ nendega suhelda.

Samuti võib neid ühendeid kirjeldada kui ortofosforhappest saadud magneesiumisoolasid (H3PO4). Teisisõnu, fosfaatanioonide vahelised magneesiumkihid, sõltumata nende anorgaanilisest või orgaanilisest esitusviisist (MgO, Mg (NO3)2, MgCl2, Mg (OH)2, jne).

Nendel põhjustel võib magneesiumfosfaate leida mitme mineraalina. Mõned neist on: catheita -Mg3(PO4)2 · 22H2O-, struviit- (NH4) MgPO4· 6H2Või kelle mikrokristallid on esindatud ülemises pildis, holtedalite -Mg2(PO4) (OH) - ja bobierrita-Mg3(PO4)2· 8H2O-.

Bobierrita puhul on selle kristalne struktuur monokliiniline, kristalliliste täitematerjalide ja ventilaatori kujuga. Magneesiumfosfaate iseloomustab siiski rikas struktuurikemia, mis tähendab, et nende ioonid omavad paljusid kristallilisi järjestusi.

Indeks

  • 1 Magneesiumfosfaadi vormid ja selle tasude neutraalsus
    • 1.1 Magneesiumfosfaadid koos teiste katioonidega
  • 2 Struktuur
  • 3 Atribuudid
  • 4 Kasutamine
  • 5 Viited

Magneesiumfosfaadi vormid ja selle laengute neutraalsus

Magneesiumfosfaadid pärinevad H-prootonite asendamisest3PO4. Kui ortofosforhape kaotab prootoni, jääb see dihüdrofosfaatiooniks, H2PO4-.

Kuidas neutraliseerida magneesiumisoola päritolu negatiivne laeng? Jah Mg2+ kaks positiivset tasu, siis on teil vaja kahte H2PO4-. Nii saadakse magneesiumdihappe fosfaat, Mg (H)2PO4)2.

Seejärel, kui hape kaotab kaks prootonit, jääb vesinikfosfaadi ioon, HPO42-. Kuidas neutraliseerida need kaks negatiivset tasu? Nagu Mg2+ see vajab neutraliseerimiseks ainult kahte negatiivset laengut, mis toimivad ühe HPO iooniga42-. Sel viisil saadakse magneesiumhappefosfaat: MgHPO4.

Lõpuks, kui kõik prootonid on kadunud, jääb fosfaatanioon PO43-. See nõuab kolme Mg katiooni2+ ja teine ​​fosfaat kristallilise tahke ainena. Matemaatiline võrrand 2 (-3) + 3 (+2) = 0 aitab mõista magneesiumi ja fosfaadi stöhhiomeetrilisi suhteid.

Nende interaktsioonide tulemusena tekib tribasiline magneesiumfosfaat: Mg3(PO4)2. Miks see on tribasiline? Kuna see on võimeline vastu võtma kolme ekvivalenti H+ uuesti moodustama H3PO4:

PO43-(ac) + 3H+(ac) <=> H3PO4(ac)

Magneesiumfosfaadid teiste katioonidega

Negatiivsete tasude hüvitamist on võimalik saavutada ka teiste positiivsete liikide osalusel.

Näiteks PO neutraliseerimiseks43-, ioonid K+, Na+, Rb+, NH4+, jne, võib ka sekkuda, moodustades ühendi (X) MgPO4. Kui X võrdub NH-ga4+, moodustub veevaba struviitmineraal (NH4) MgPO4.

Arvestades olukorda, kus teine ​​fosfaat sekkub ja negatiivsed laengud suurenevad, võib nende neutraliseerimiseks tekkida koostoimeid täiendavate katioonidega. Tänu sellele võib sünteesida mitmeid magneesiumfosfaadi kristalle (Na3RbMg7(PO4)6, näiteks).

Struktuur

Ülemine pilt illustreerib Mgioonide vahelisi koostoimeid2+ ja PO43- mis määravad kristalse struktuuri. Kuid see on ainult pilt, mis näitab pigem fosfaatide tetraedrilist geomeetriat. Seejärel hõlmab kristallstruktuur fosfaatide ja magneesiumi sfääride tetraeedrit.

Mg puhul3(PO4)2 Veevaba, ioonid omavad romboedrilist struktuuri, milles Mg2+ on koordineeritud kuue O-aatomiga.

Ülaltoodud on illustreeritud alloleval pildil, märkides, et sinised kerad on koobalt, piisab nende muutmisest rohelise magneesiumi sfääridele:

Kohe keskel võib paikneda sinise sfääri ümbritsetud kuue punase sfääri poolt moodustatud oktaeeder.

Samuti on need kristallilised struktuurid võimelised vastu võtma veemolekule, moodustades magneesiumfosfaadi hüdraate.

Seda seetõttu, et nad moodustavad fosfaatioonidega vesiniksidemeid (HOH-O-PO33-). Lisaks on iga fosfaadiioon võimeline vastu võtma kuni neli vesiniksidet; see tähendab nelja veemolekuli.

Nagu Mg3(PO4)2 on kaks fosfaati, võib vastu võtta kaheksa veemolekuli (mis juhtub mineraaliga bobierrita). Need veemolekulid võivad omakorda moodustada vesiniksidemeid teistega või suhelda positiivsete Mg-keskustega2+.

Omadused

See on valge tahke aine, mis moodustab kristallilisi rombilisi plaate. Samuti ei ole sellel lõhna ega maitset.

See on vees väga lahustumatu, isegi kui see on kuum, tänu oma suure kristallvõre energiale; see on tugevate elektrostaatiliste interaktsioonide tulemus polüvalentsete Mgioonide vahel2+ ja PO43-.

See tähendab, et kui ioonid on polüvalentsed ja nende ioonkiired ei muutu suurel määral, siis tahkis näitab selle lahustumist.

See sulab temperatuuril 1184 ° C, mis näitab ka tugevat elektrostaatilist koostoimet. Need omadused varieeruvad sõltuvalt sellest, kui palju molekule vett imab ja kui fosfaat leidub mõnes selle protoneeritud vormis (HPO42- või H2PO4-).

Kasutamine

Seda on kasutatud kõhukinnisuse ja maohappe seisundite lahtistina. Kuid selle kahjulikud kõrvaltoimed, mida väljendavad kõhulahtisuse ja oksendamise teke, on selle kasutusalasid piiranud. Lisaks võib see kahjustada seedetrakti.

Magneesiumfosfaadi kasutamist luukoe parandamisel uuritakse praegu, uurides Mg (H) kasutamist.2PO4)2 tsemendina.

See magneesiumfosfaadi vorm vastab selle nõuetele: see on biolagunev ja histokompatibiilne. Lisaks soovitatakse selle kasutamist luukoe regenereerimiseks selle tugevuse ja kiiruse määramiseks.

Hinnatakse amorfse magneesiumfosfaadi (AMP) kasutamist biolaguneva ja mitteeksotermilise ortopeedilise tsemendina. Selle tsemendi loomiseks segage AMP pulber polüvinüülalkoholiga, et moodustada kitt.

Magneesiumfosfaadi peamine ülesanne on anda Mg-i panus elusolenditesse. See element sekkub mitmetesse ensümaatilistesse reaktsioonidesse katalüsaatorina või vahendajana, olles eluks hädavajalik.

Mg puudulikkus inimestel on seotud järgmiste toimetega: vähenenud Ca tase, südamepuudulikkus, Na retentsioon, vähenenud K tasemed, arütmiad, püsivad lihaskontraktsioonid, oksendamine, iiveldus, madal vereringe. Muu hulgas hõlmab parathormooni ja mao ja menstruatsiooni krampe.

Viited

  1. SuSanA sekretariaat. (17. detsember 2010). Struviit mikroskoobi all. Välja otsitud 17. aprillil 2018 kellelt: flickr.com
  2. Mineral Data Publishing. (2001-2005). Bobierrite. Välja otsitud 17. aprillil 2018 kellelt: handbookofmineralogy.org
  3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Lagundatava magneesiumfosfaadi luumassi valmistamine ja iseloomustamine, Regeneratiivsed biomaterjalid, 3. köide, 4. väljaanne, 1. detsember 2016, leheküljed 231-237, doi.org
  4. Sahar Mousa. (2010). Magneesiumfosfaadi materjalide sünteesi uuring. Phosphorus research bulletin Vol. 24, lk 16-21.
  5. Smokefoot (28. märts 2018). EntryWithCollCode38260. [Joonis] Välja otsitud 17. aprillil 2018 alates: commons.wikimedia.org
  6. Wikipedia. (2018). Magneesiumfosfaadi tribasiline. Välja otsitud 17. aprillil 2018 kellelt: en.wikipedia.org
  7. Pubchem. (2018). Veevaba magneesiumfosfaat. Välja otsitud 17. aprillil 2018 kellelt: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., ja Ben Amara, M. (2017). Uue magneesiumfosfaadi Na3RbMg7 (PO4) süntees ja kristallstruktuur. Acta Crystallographica E osa: kristallograafilised sidemed, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
  9. Barbie, E., Lin, B., Goel, V.K. ja Bhaduri, S. (2016) Amorfse magneesiumfosfaadi (AMP) põhineva mitteeksotermilise ortopeedilise tsemendi hindamine. Biomeditsiiniline mat. Köide 11 (5): 055010.
  10. Yu, Y., Yu, CH. ja Dai, H. (2016). Lagundatava magneesiumluu tsemendi valmistamine. Regeneratiivsed biomaterjalid. 4. köide (1): 231