- A magnézium-foszfát formái és töltéseinek semlegessége
- Magnézium-foszfátok más kationokkal
- Szerkezet
- Tulajdonságok
- Alkalmazások
- Irodalom
A magnézium-foszfát kifejezés egy szervetlen vegyületek egy családjára utal, amely magnéziumból és alkáliföldfém-foszfát-oxianionból áll. A legegyszerűbb magnézium-foszfát kémiai képlete Mg 3 (PO 4) 2. A képlet azt jelzi, hogy minden két PO 4 3- anionra három Mg 2+ kation kölcsönhatásba lép velük.
Hasonlóképpen, ezeket a vegyületeket az ortofoszforsavból (H 3 PO 4) származó magnéziumsókként lehet leírni. Más szóval, a magnéziumot "piggybacked" közötti foszfát-anionokat, függetlenül azok szervetlen vagy szerves prezentáció (MgO, Mg (NO 3) 2, MgCI 2, Mg (OH) 2, stb).
Ezen okok miatt a magnézium-foszfátok különféle ásványi anyagok lehetnek. Néhány ezek közül: katteit -Mg 3 (PO 4) 2 · 22H 2 O-, struvit - (NH 4) MgPO 4 · 6H 2 O, amelynek mikrokristályai a felső képen vannak ábrázolva, holtedalite -Mg 2 (PO 4) (OH) - és bobierrite Mg 3 (PO 4) 2 · 8H 2 O-.
A bobierrit esetében annak kristályszerkezete monoklinikus, rajongói alakú kristályos aggregátumokkal és masszív rozetta alakúak. A magnézium-foszfátok azonban gazdag szerkezeti kémiai tulajdonságokkal bírnak, ami azt jelenti, hogy ionjai sok kristályos elrendezést alkalmaznak.
A magnézium-foszfát formái és töltéseinek semlegessége
A magnézium-foszfátok a H 3 PO 4 protonok szubsztitúciójából származnak. Amikor ortofoszforsav veszít egy proton, továbbra is, mint a dihidrogén-foszfát-ion, H 2 PO 4 -.
Hogyan semlegesíthetjük a negatív töltést magnéziumsó előállításához? Ha Mg 2+ számít két pozitív töltést, akkor kell két H 2 PO 4 -. Így, magnézium-disav-foszfát, Mg (H 2 PO 4) 2, kapunk.
Ezután, amikor a sav elveszít két protont, a hidrogén-foszfát-ion, a HPO 4 2– megmarad. Hogyan semlegesítheti ezt a két negatív töltést? Mivel az Mg 2+ -nak csak két negatív töltésre van szüksége a semlegesítéshez, kölcsönhatásba lép egyetlen HPO 4 2– -ionnal. Ily módon magnézium-sav-foszfátot kapunk: MgHPO 4.
Végül, amikor az összes proton elveszik, a PO 4 3– foszfát-anion megmarad. Ehhez három Mg 2+ kation és egy másik foszfát szükséges, hogy kristályos szilárd anyaggá alakuljon. A 2 (-3) + 3 (+2) = 0 matematikai egyenlet segít megérteni ezeket a magnézium és foszfát sztöchiometrikus arányait.
Ezen interakciók eredményeként triázisos magnézium-foszfát: Mg 3 (PO 4) 2 képződik. Miért hármas? Mert képes három ekvivalens H + -ot elfogadni, hogy ismét H 3 PO 4 képződjön:
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
Magnézium-foszfátok más kationokkal
A negatív töltések kompenzálása más pozitív fajok részvételével érhető el.
Például, hogy semlegesítse PO 4 3-, ionok K +, Na +, Rb +, NH 4 +, stb, is közbenjárásra, képző vegyületet (X) MgPO 4. Ha X jelentése NH 4 +, az ásványi vízmentes struvit, (NH 4) MgPO 4, van kialakítva.
Tekintettel arra a helyzetre, amikor egy másik foszfát beavatkozik és a negatív töltések növekednek, más kiegészítő kationok csatlakozhatnak az interakciókhoz, hogy semlegesítsék őket. Ennek köszönhetően, számos kristályos magnézium-foszfát lehet szintetizálni (Na 3 RBMG 7 (PO 4) 6, például).
Szerkezet
A felső kép az Mg 2+ és PO 4 3– ionok kölcsönhatásait szemlélteti, amelyek meghatározzák a kristályszerkezetet. Ez azonban csak egy kép, amely inkább a foszfátok tetraéderes geometriáját mutatja be. Tehát a kristályszerkezet foszfát-tetraéder és magnézium gömböket foglal magában.
Vízmentes Mg 3 (PO 4) 2 esetében az ionok romboedrikus szerkezettel rendelkeznek, amelyben az Mg 2+ hat O atommal van összehangolva.
A fentieket az alábbi kép szemlélteti azzal a megjegyzéssel, hogy a kék gömbök kobaltból készülnek, elegendő ezeket megváltoztatni a magnézium zöld gömbjeihez:
A struktúra közepén helyezkedik el a kékes gömb körül hat piros gömb által alkotott oktaéder.
Hasonlóképpen, ezek a kristályos szerkezetek képesek vízmolekulákat elfogadni, magnézium-foszfát-hidrátokat képezve.
Ennek oka az, hogy hidrogénkötéseket képeznek foszfátionokkal (HOH-O-PO 3 3–). Ezenkívül minden foszfát-ion akár négy hidrogénkötést képes felvenni; vagyis négy vízmolekulát.
Mivel az Mg 3 (PO 4) 2 két foszfáttal rendelkezik, nyolc vízmolekulát képes felvenni (ez a helyzet az ásványi bobierrit esetében). Ezek a vízmolekulák viszont hidrogénkötéseket képezhetnek egymással, vagy kölcsönhatásba léphetnek az Mg 2+ pozitív központjaival.
Tulajdonságok
Fehér szilárd anyag, amely kristályos rombuszlemezeket képez. Szagtalan és íztelen is.
A kristályrács magas energiájának köszönhetően nagyon oldhatatlan a vízben, még forró állapotban is; ez az Mg 2+ és PO 4 3– többértékű ionok közötti erős elektrosztatikus kölcsönhatások eredménye.
Vagyis amikor az ionok többértékűek, és ionsugáruk nem változik nagyban, a szilárd anyag ellenáll az oldódásnak.
1184 ºC-on olvad, ami szintén az erős elektrosztatikus kölcsönhatásokra utal. Ezek a tulajdonságok attól függnek, hogy hány vízmolekulát abszorbeál, és ha a foszfát valamilyen protonált formájában van (HPO 4 2– vagy H 2 PO 4 -).
Alkalmazások
Hashajtóként székrekedés és gyomorégés esetén alkalmazzák. Ennek káros mellékhatásai - amelyek hasmenés és hányás kialakulásával jelentkeznek - korlátozották felhasználását. Ezenkívül valószínűleg károsítja a gyomor-bél rendszert.
A magnézium-foszfátnak a csontszövet javításában való felhasználását jelenleg vizsgálják, és megvizsgálják az Mg (H 2 PO 4) 2 cementként való alkalmazását.
Ez a magnézium-foszfát forma megfelel az ehhez szükséges követelményeknek: biológiailag lebontható és hisztokompatibilis. Ezen túlmenően ajánlott a csontszövet regenerációjában való felhasználása rezisztencia és gyors kötődés szempontjából.
Az amorf magnézium-foszfát (AMP) biológiailag lebontható, nem exoterm ortopédiai cementként való felhasználását értékelik. Ennek a cementnek az előállításához az AMP port összekeverik polivinil-alkohollal, hogy gitt legyen.
A magnézium-foszfát fő funkciója az, hogy Mg-ellátást nyújtson az élőlények számára. Ez az elem számos enzimatikus reakcióban részt vesz mint katalizátor vagy közbenső termék, amely nélkülözhetetlen az élet szempontjából.
Az emberben az Mg-hiány a következő hatásokkal jár: csökkentett Ca-szint, szívelégtelenség, Na-visszatartás, csökkent K-szint, aritmiák, tartós izom-összehúzódások, hányás, émelygés, alacsony keringési szint mellékpajzsmirigy-hormon, valamint gyomor- és menstruációs görcsök.
Irodalom
- A SuSanA titkársága. (2010. december 17.). Struvit a mikroszkóp alatt. Letöltve: 2018. április 17-én, a következő helyről: flickr.com
- Ásványi adatok közzététele. (2001-2005). Bobierrite. Visszakeresve: 2018. április 17-én, a következő helyről: handbookofmineralogy.org
- Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Lebontható magnézium-foszfát csontcement előállítása és jellemzése, Regenerative Biomaterials, 3. kötet, 4. kiadás, 2016. december 1., 231–237. Oldal, doi.org
- Sahar Mousa. (2010). Tanulmány a magnézium-foszfát szintéziséről. Foszforkutató közlemény, 24. kötet, 16–21.
- Smokefoot. (2018. március 28.). EntryWithCollCode38260.. Visszakeresve: 2018. április 17-én, a következő helyről: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Háromfázisú magnézium-foszfát. Visszakeresve: 2018. április 17-én, a következő helyről: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Vízmentes magnézium-foszfát. Visszakeresve: 2018. április 17-én, a következő helyről: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., és Ben Amara, M. (2017). Na3RbMg7 (PO4) 6 új magnézium-foszfát szintézise és kristályszerkezete. Acta Crystallographica E szakasz: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
- Barbie, E., Lin, B., Goel, VK és Bhaduri, S. (2016) Az amorf magnézium-foszfát (AMP) alapú nem-exoterm ortopédiai cement értékelése. Orvostudományi mat. 11. kötet (5): 055010.
- Yu, Y., Yu, CH. és Dai, H. (2016). Lebontható magnéziumcsontcement előállítása. Regeneratív bioanyagok. 4. kötet (1): 231