- Magnija fosfāta formas un tā lādiņu neitralitāte
- Magnija fosfāti ar citiem katjoniem
- Uzbūve
- Īpašības
- Lietojumprogrammas
- Atsauces
Magnija fosfāts ir termins, ko lieto, lai apzīmētu ģimenes neorganiskiem savienojumiem, kas sastāv no magnija un sārmzemju metāla fosfāta skābekli saturošu anjonu. Vienkāršākā magnija fosfāta ķīmiskā formula ir Mg 3 (PO 4 ) 2 . Formula norāda, ka uz katriem diviem PO 4 3– anjoniem ir trīs Mg 2+ katjoni, kas mijiedarbojas ar tiem.
Tāpat šos savienojumus var raksturot kā magnija sāļus, kas iegūti no ortofosforskābes (H 3 PO 4 ). Citiem vārdiem sakot, magnijs ir "piggybacked" starp fosfātu anjoniem, neatkarīgi no to neorganisku vai organisku prezentāciju (MgO, Mg (NO 3 ) 2 , MgCl 2 , Mg (OH) 2 , utt).
Šo iemeslu dēļ magnija fosfātus var atrast kā dažādus minerālus. Daži no tiem ir: kateteīts -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 22H 2 O-, struvīts - (NH 4 ) MgPO 4 · 6H 2 O, kura mikrokristāli ir attēloti augšējā attēlā, holtedalīts -Mg 2 (PO 4) ) (OH) - un bobierrite -MG 3 (PO 4 ) 2 · 8H 2 O-.
Bobierīta gadījumā tā kristāliskā struktūra ir monokliniska, ar kristāliskiem agregātiem ventilatoru formā un masīvām rozetēm. Tomēr magnija fosfātiem ir raksturīga bagātīga strukturālā ķīmija, kas nozīmē, ka to joniem ir daudz kristālisku izkārtojumu.
Magnija fosfāta formas un tā lādiņu neitralitāte
Magnija fosfāti tiek iegūti, aizstājot H 3 PO 4 protonus . Kad ortofosforskābe zaudē protonu, tā paliek kā dihidrogēnfosfāta jons, H 2 PO 4 - .
Kā neitralizēt negatīvo lādiņu, lai iegūtu magnija sāli? Ja Mg 2+ skaitās divi pozitīvi lādiņi, tad nepieciešami divi H 2 PO 4 - . Tādējādi tiek iegūts magnija diacīds fosfāts, Mg (H 2 PO 4 ) 2 .
Pēc tam, kad skābe zaudē divus protonus, paliek hidrogēnfosfāta jons, HPO 4 2– . Kā jūs neitralizējat šos divus negatīvos lādiņus? Tā kā Mg 2+ neitralizēšanai nepieciešami tikai divi negatīvi lādiņi, tas mijiedarbojas ar vienu HPO 4 2– jonu . Šādā veidā iegūst magnija skābes fosfātu: MgHPO 4 .
Visbeidzot, kad visi protoni tiek zaudēti, paliek fosfāta anjons PO 4 3– . Tam nepieciešami trīs Mg 2+ katjoni un vēl viens fosfāts, lai saliektos kristāliskā cietā stāvoklī. Matemātiskais vienādojums 2 (-3) + 3 (+2) = 0 palīdz izprast šīs magnija un fosfāta stohiometriskās attiecības.
Šīs mijiedarbības rezultātā tiek izveidots tribāziskais magnija fosfāts: Mg 3 (PO 4 ) 2 . Kāpēc tas ir trīsvienīgi? Tā kā tas spēj pieņemt trīs H + ekvivalentus, lai atkal izveidotu H 3 PO 4 :
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
Magnija fosfāti ar citiem katjoniem
Negatīvo lādiņu kompensāciju var panākt arī ar citu pozitīvu sugu piedalīšanos.
Piemēram, lai neitralizētu PO 4 3– , var aizsegt arī joni K + , Na + , Rb + , NH 4 + utt., Veidojot savienojumu (X) MgPO 4 . Ja X ir vienāds ar NH 4 + , minerālu bezūdens struvītu, (NH 4 ) MgPO 4, veidojas .
Ņemot vērā situāciju, kad iejaucas cits fosfāts un palielinās negatīvās maksas, mijiedarbībai var pievienoties citi papildu katjoni, lai tos neitralizētu. Pateicoties tam, var sintezēt daudzus magnija fosfāta kristālus (piemēram, Na 3 RbMg 7 (PO 4 ) 6 ).
Uzbūve
Augšējais attēls ilustrē Mg 2+ un PO 4 3– jonu mijiedarbību, kas nosaka kristāla struktūru. Tomēr tas ir tikai attēls, kas drīzāk demonstrē fosfātu tetraedrisko ģeometriju. Tātad, kristāla struktūrā ir fosfāta tetraedra un magnija sfēras.
Bezūdens Mg 3 (PO 4 ) 2 gadījumā joniem ir romboedriskā struktūra, kurā Mg 2+ ir koordinēts ar sešiem O atomiem.
Iepriekšminētais ir parādīts zemāk redzamajā attēlā ar piezīmi, ka zilās sfēras ir izgatavotas no kobalta, pietiek ar to nomainīšanu pret magnija zaļajām sfērām:
Tieši struktūras centrā var atrasties oktaedrs, ko veido sešas sarkanas sfēras ap zilganu sfēru.
Tāpat šīs kristāliskās struktūras spēj pieņemt ūdens molekulas, veidojot magnija fosfāta hidrātus.
Tas notiek tāpēc, ka tie veido ūdeņraža saites ar fosfātu joniem (HOH-O-PO 3 3– ). Turklāt katrs fosfāta jons spēj uzņemt līdz četrām ūdeņraža saitēm; tas ir, četras ūdens molekulas.
Tā kā Mg 3 (PO 4 ) 2 ir divi fosfāti, tas var pieņemt astoņas ūdens molekulas (tas ir gadījumā ar minerālu bobierrite). Šīs ūdens molekulas savukārt var veidot ūdeņraža saites viena ar otru vai mijiedarboties ar Mg 2+ pozitīvajiem centriem .
Īpašības
Tā ir balta cieta viela, kas veido kristāliskas rombveida plāksnes. Tas ir arī bez smaržas un bez garšas.
Tā ir ļoti nešķīst ūdenī, pat ja ir karsta, pateicoties augstajai kristāla režģa enerģijai; tas ir spēcīgas elektrostatiskās mijiedarbības rezultāts starp polivalentajiem joniem Mg 2+ un PO 4 3– .
Tas ir, ja joni ir daudzvērtīgi un to jonu rādiuss daudz neatšķiras, cietā viela ir izturīga pret izšķīšanu.
Tas kūst pie 1184 ºC, kas arī liecina par spēcīgu elektrostatisko mijiedarbību. Šīs īpašības mainās atkarībā no tā, cik ūdens molekulas tas absorbē, un no tā, vai fosfāts ir kādā no tā protonētajām formām (HPO 4 2– vai H 2 PO 4 - ).
Lietojumprogrammas
Tas ir izmantots kā caurejas līdzeklis aizcietējumu un grēmas gadījumos. Tomēr tā kaitīgās blakusparādības, kas izpaužas kā caureja un vemšana, ir ierobežotas. Turklāt tas, visticamāk, var izraisīt kuņģa-zarnu trakta bojājumus.
Pašlaik tiek pētīta magnija fosfāta izmantošana kaulu audu atjaunošanā, izpētot Mg (H 2 PO 4 ) 2 pielietojumu kā cementu.
Šī magnija fosfāta forma atbilst prasībām: tas ir bioloģiski noārdāms un histoloģiski saderīgs. Turklāt tā lietošana kaulu audu reģenerācijā ir ieteicama tā izturībai un ātrai nostiprināšanai.
Tiek novērtēta amorfā magnija fosfāta (AMP) izmantošana kā bioloģiski noārdāms, eksotermisks ortopēdiskais cements. Lai iegūtu šo cementu, AMP pulveris tiek sajaukts ar polivinilspirtu, veidojot špakteli.
Magnija fosfāta galvenā funkcija ir kalpot par Mg piegādi dzīvām būtnēm. Šis elements ir iesaistīts daudzās fermentatīvās reakcijās kā katalizators vai starpprodukts, kas ir būtisks dzīvībai.
Mg deficīts cilvēkiem ir saistīts ar šādām sekām: samazināts Ca līmenis, sirds mazspēja, Na aizture, samazināts K līmenis, aritmijas, ilgstošas muskuļu kontrakcijas, vemšana, slikta dūša, zems asinsrites līmenis asinīs. parathormons, kā arī krampji kuņģī un menstruālā cikla laikā.
Atsauces
- SuSanA sekretariāts. (2010. gada 17. decembris). Struvīts zem mikroskopa. Saņemts 2018. gada 17. aprīlī no: flickr.com
- Derīgo izrakteņu publicēšana. (2001-2005). Bobierrite. Saņemts 2018. gada 17. aprīlī no: handbookofmineralogy.org
- Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Noārdāma magnija fosfāta kaulu cementa sagatavošana un raksturojums, Regenerative Biomaterials, 3. sējums, 4. izdevums, 2016. gada 1. decembris, 231. – 237. Lpp., Doi.org
- Sahars Mousa. (2010). Pētījums par magnija fosfāta materiālu sintēzi. Fosfora pētījumu biļetens 24. sēj., 16. – 21. Lpp.
- Dūmu pēdas. (2018. gada 28. marts). EntryWithCollCode38260. . Saņemts 2018. gada 17. aprīlī no vietnes: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Trīsbāzes magnija fosfāts. Saņemts 2018. gada 17. aprīlī no: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Bezūdens magnija fosfāts. Saņemts 2018. gada 17. aprīlī no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Bens Hameds, T., Boukhris, A., Badri, A., un Bens Amara, M. (2017). Jauna magnija fosfāta Na3RbMg7 (PO4) 6 sintēze un kristāla struktūra. Acta Crystallographica E sadaļa: Kristalogrāfiskie sakari, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
- Bārbija, E., Lins, B., Gels, VK un Bhaduri, S. (2016) Amorfā magnija fosfāta (AMP) bāzes bez eksotermiskā ortopēdiskā cementa novērtējums. Biomedicīnas paklājs. 11. sējums (5): 055010.
- Yu, Y., Yu, CH. un Dai, H. (2016). Noārdāma magnija kaulu cementa sagatavošana. Reģenerējoši biomateriāli. 4. sējums (1): 231