- Formen von Magnesiumphosphat und die Neutralität seiner Ladungen
- Magnesiumphosphate mit anderen Kationen
- Struktur
- Eigenschaften
- Anwendungen
- Verweise
Das Magnesiumphosphat ist ein Begriff, der verwendet wird, um eine Familie anorganischer Verbindungen zu bezeichnen, die aus Magnesium und Erdalkalimetallphosphatoxyanion bestehen. Das einfachste Magnesiumphosphat hat die chemische Formel Mg 3 (PO 4 ) 2 . Die Formel gibt an, dass für jeweils zwei PO 4 3– -Anionen drei Mg 2+ -Kationen mit ihnen interagieren.
Ebenso können diese Verbindungen als von Orthophosphorsäure (H 3 PO 4 ) abgeleitete Magnesiumsalze beschrieben werden . Mit anderen Worten, Magnesium wird zwischen Phosphatanionen unabhängig von ihrer anorganischen oder organischen Präsentation (MgO, Mg (NO 3 ) 2 , MgCl 2 , Mg (OH) 2 usw.) "huckepack" .
Aus diesen Gründen können Magnesiumphosphate als verschiedene Mineralien gefunden werden. Einige davon sind: Catteit -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 22H 2 O-, Struvit - (NH 4 ) MgPO 4 · 6H 2 O, dessen Mikrokristalle im oberen Bild dargestellt sind - Holtedalit -Mg 2 (PO 4) ) (OH) - und Bobierrit -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 8H 2 O-.
Im Fall von Bobierrit ist seine kristalline Struktur monoklin mit kristallinen Aggregaten in Form von Fächern und massiven Rosetten. Magnesiumphosphate zeichnen sich jedoch durch eine reichhaltige Strukturchemie aus, was bedeutet, dass ihre Ionen viele kristalline Anordnungen annehmen.
Formen von Magnesiumphosphat und die Neutralität seiner Ladungen
Magnesiumphosphate stammen aus der Substitution von H 3 PO 4 -Protonen . Wenn Orthophosphorsäure ein Proton verliert, bleibt es als Dihydrogenphosphation H 2 PO 4 - .
Wie neutralisiere ich die negative Ladung, um ein Magnesiumsalz zu erzeugen? Wenn Mg 2+ für zwei positive Ladungen zählt, benötigen Sie zwei H 2 PO 4 - . So wird Magnesiumsäurephosphat Mg (H 2 PO 4 ) 2 erhalten .
Wenn die Säure zwei Protonen verliert, verbleibt das Hydrogenphosphation HPO 4 2– . Wie neutralisieren Sie diese beiden negativen Ladungen? Da Mg 2+ nur zwei negative Ladungen zur Neutralisierung benötigt, interagiert es mit einem einzelnen HPO 4 2– -Ion . Auf diese Weise wird Magnesiumsäurephosphat erhalten: MgHPO 4 .
Wenn schließlich alle Protonen verloren gehen, verbleibt das Phosphatanion PO 4 3– . Dies erfordert drei Mg 2+ -Kationen und ein weiteres Phosphat, um sich zu einem kristallinen Feststoff zusammenzusetzen. Die mathematische Gleichung 2 (-3) + 3 (+2) = 0 hilft, diese stöchiometrischen Verhältnisse für Magnesium und Phosphat zu verstehen.
Infolge dieser Wechselwirkungen entsteht tribasisches Magnesiumphosphat: Mg 3 (PO 4 ) 2 . Warum ist es tribasisch? Weil es in der Lage ist, drei Äquivalente H + zu akzeptieren , um wieder H 3 PO 4 zu bilden :
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
Magnesiumphosphate mit anderen Kationen
Die Kompensation negativer Ladungen kann auch unter Beteiligung anderer positiver Arten erreicht werden.
Um beispielsweise PO 4 3– zu neutralisieren , können auch Ionen K + , Na + , Rb + , NH 4 + usw. intervenieren und die Verbindung (X) MgPO 4 bilden . Wenn X gleich NH 4 + ist , wird das Mineral wasserfreies Struvit (NH 4 ) MgPO 4 gebildet .
In Anbetracht der Situation, in der ein anderes Phosphat interveniert und negative Ladungen zunehmen, können sich andere zusätzliche Kationen den Wechselwirkungen anschließen, um sie zu neutralisieren. Dank dessen können zahlreiche Kristalle von Magnesiumphosphat synthetisiert werden ( z. B. Na 3 RbMg 7 (PO 4 ) 6 ).
Struktur
Das obere Bild zeigt die Wechselwirkungen zwischen den Mg 2+ - und PO 4 3– -Ionen , die die Kristallstruktur definieren. Es ist jedoch nur ein Bild, das eher die tetraedrische Geometrie von Phosphaten zeigt. Die Kristallstruktur umfasst also Phosphat-Tetraeder und Magnesiumkugeln.
Im Fall von wasserfreiem Mg 3 (PO 4 ) 2 nehmen die Ionen eine rhomboedrische Struktur an, in der Mg 2+ mit sechs O-Atomen koordiniert ist.
Das Obige ist in der Abbildung unten dargestellt, mit der Angabe, dass die blauen Kugeln aus Kobalt bestehen. Es reicht aus, sie gegen die grünen Kugeln aus Magnesium auszutauschen:
Genau in der Mitte der Struktur kann sich das Oktaeder befinden, das von den sechs roten Kugeln um die bläuliche Kugel gebildet wird.
Ebenso können diese kristallinen Strukturen Wassermoleküle aufnehmen und Magnesiumphosphathydrate bilden.
Dies liegt daran, dass sie mit Phosphationen (HOH-O-PO 3 3– ) Wasserstoffbrückenbindungen eingehen . Darüber hinaus kann jedes Phosphation bis zu vier Wasserstoffbrückenbindungen aufnehmen; das sind vier Wassermoleküle.
Da Mg 3 (PO 4 ) 2 zwei Phosphate enthält, kann es acht Wassermoleküle aufnehmen (was beim Mineral Bobierrit der Fall ist). Diese Wassermoleküle können wiederum Wasserstoffbrückenbindungen eingehen oder mit den positiven Zentren von Mg 2+ interagieren .
Eigenschaften
Es ist ein weißer Feststoff, der kristalline rhombische Platten bildet. Es ist auch geruchlos und geschmacklos.
Aufgrund seiner hohen Energie des Kristallgitters ist es in Wasser sehr unlöslich, auch wenn es heiß ist. Dies ist das Produkt der starken elektrostatischen Wechselwirkungen zwischen den mehrwertigen Ionen Mg 2+ und PO 4 3– .
Das heißt, wenn die Ionen polyvalent sind und ihre Ionenradien nicht stark in der Größe variieren, zeigt der Feststoff einen Widerstand gegen Auflösung.
Es schmilzt bei 1184 ºC, was auch auf starke elektrostatische Wechselwirkungen hinweist. Diese Eigenschaften variieren je nachdem, wie viele Wassermoleküle es absorbiert und ob das Phosphat in einigen seiner protonierten Formen vorliegt (HPO 4 2– oder H 2 PO 4 - ).
Anwendungen
Es wurde als Abführmittel gegen Verstopfung und Sodbrennen eingesetzt. Seine schädlichen Nebenwirkungen, die sich in Durchfall und Erbrechen äußern, haben jedoch seine Verwendung eingeschränkt. Darüber hinaus ist es wahrscheinlich, dass der Magen-Darm-Trakt geschädigt wird.
Die Verwendung von Magnesiumphosphat bei der Reparatur von Knochengewebe wird derzeit untersucht und die Anwendung von Mg (H 2 PO 4 ) 2 als Zement untersucht.
Diese Form von Magnesiumphosphat erfüllt die Anforderungen dafür: Sie ist biologisch abbaubar und histokompatibel. Darüber hinaus wird die Verwendung bei der Regeneration von Knochengewebe aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit und schnellen Abbindung empfohlen.
Die Verwendung von amorphem Magnesiumphosphat (AMP) als biologisch abbaubarer, nicht exothermer orthopädischer Zement wird derzeit geprüft. Um diesen Zement zu erzeugen, wird AMP-Pulver mit Polyvinylalkohol gemischt, um einen Kitt zu bilden.
Die Hauptfunktion von Magnesiumphosphat besteht darin, Lebewesen mit Mg zu versorgen. Dieses Element ist an zahlreichen enzymatischen Reaktionen als Katalysator oder Zwischenprodukt beteiligt, die lebenswichtig sind.
Ein Mangel an Mg beim Menschen ist mit folgenden Effekten verbunden: verringerte Ca-Spiegel, Herzinsuffizienz, Na-Retention, verringerte K-Spiegel, Arrhythmien, anhaltende Muskelkontraktionen, Erbrechen, Übelkeit, niedrige zirkulierende Spiegel von Nebenschilddrüsenhormon und Magen- und Menstruationsbeschwerden, unter anderem.
Verweise
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