- Cấu trúc của canxi photphat
- Canxi photphat vô định hình
- Phần còn lại của gia đình
- Các tính chất vật lý và hóa học
- Tên
- Trọng lượng phân tử
- Mô tả vật lý
- Nếm thử
- Độ nóng chảy
- Độ hòa tan
- Tỉ trọng
- Chỉ số khúc xạ
- Entanpi chuẩn của sự hình thành
- Nhiệt độ bảo quản
- độ pH
- Đào tạo
- Canxi nitrat và amoni hydro photphat
- Canxi hydroxit và axit photphoric
- Các ứng dụng
- Trong mô xương
- Xi măng gốm sinh học
- Nhiêu bác sĩ
- Khác
- Người giới thiệu
Các phosphat canxi là một muối vô cơ và đại học có công thức hóa học là Ca 3 (PO 4 ) 2 . Công thức cho biết thành phần của muối này tương ứng là 3: 2 đối với canxi và photphat. Điều này có thể được nhìn thấy trực tiếp trong hình ảnh dưới đây, nơi cation Ca 2+ và anion PO 4 3- được hiển thị . Cứ ba Ca 2+ thì có hai PO 4 3- tương tác với chúng.
Mặt khác, canxi photphat đề cập đến một loạt các muối thay đổi tùy thuộc vào tỷ lệ Ca / P, cũng như mức độ hydrat hóa và độ pH. Trên thực tế, có rất nhiều loại canxi photphat tồn tại và có thể được tổng hợp. Tuy nhiên, theo danh pháp của chữ cái, canxi photphat chỉ đề cập đến tricalcium, một chất đã được đề cập.
Tỷ trọng và các ion trong tricalcium phosphate. Nguồn: RicHard-59, từ Wikimedia Commons
Tất cả các phốt phát canxi, bao gồm Ca 3 (PO 4 ) 2 , là chất rắn màu trắng với tông màu hơi xám. Chúng có thể ở dạng hạt, mịn, tinh thể và có kích thước hạt khoảng micromet; và thậm chí các hạt nano của các phốt phát này đã được điều chế, từ đó các vật liệu tương thích sinh học cho xương được thiết kế.
Sự tương hợp sinh học này là do các muối này được tìm thấy trong răng và nói ngắn gọn là trong các mô xương của động vật có vú. Ví dụ, hydroxyapatite là một canxi photphat tinh thể, lần lượt tương tác với một pha vô định hình của cùng một loại muối.
Điều này có nghĩa là có các phốt phát canxi vô định hình và tinh thể. Vì lý do đó, không có gì đáng ngạc nhiên về sự đa dạng và nhiều lựa chọn khi tổng hợp vật liệu dựa trên phốt phát canxi; Các vật liệu mà các đặc tính của nó mỗi ngày, các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới quan tâm hơn đến việc phục hồi xương.
Cấu trúc của canxi photphat
Canxi photphat trong khoáng chất trắng. Nguồn: Smokefoot, từ Wikimedia Commons
Hình ảnh bên trên cho thấy cấu trúc của tribasic calico phosphate trong loại khoáng chất kỳ lạ whitlockite, có thể chứa tạp chất magiê và sắt.
Mặc dù thoạt nhìn có vẻ phức tạp, nhưng cần phải làm rõ rằng mô hình giả định tương tác cộng hóa trị giữa các nguyên tử oxy của phốt phát và các tâm kim loại của canxi.
Như một đại diện, nó là hợp lệ, tuy nhiên, các tương tác là tĩnh điện; tức là các cation Ca 2+ bị hút bởi các anion PO 4 3- (Ca 2+ - O-PO 3 3- ). Với suy nghĩ này, người ta hiểu tại sao trong hình ảnh, canxi (quả cầu màu xanh lá cây) được bao quanh bởi các nguyên tử oxy tích điện âm (quả cầu màu đỏ).
Vì có rất nhiều ion, nên nó không để lại một sự sắp xếp hay kiểu dáng đối xứng. Ca 3 (PO 4 ) 2 thông qua ở nhiệt độ thấp (T <1000 ° C) một ô đơn vị tương ứng với một hệ thống tinh thể hình thoi; Đa hình này được biết đến với tên gọi là β-Ca 3 (PO 4 ) 2 (β-TCP, từ viết tắt của nó trong tiếng Anh).
Mặt khác, ở nhiệt độ cao, nó được biến đổi thành α-Ca 3 (PO 4 ) 2 (α-TCP) đa hình, có ô đơn vị tương ứng với hệ tinh thể đơn tà. Ở nhiệt độ cao hơn nữa, α'-Ca 3 (PO 4 ) 2 đa hình , có cấu trúc tinh thể lục giác , cũng có thể hình thành .
Canxi photphat vô định hình
Cấu trúc tinh thể đã được đề cập đối với canxi photphat, được mong đợi từ một loại muối. Tuy nhiên, nó có khả năng thể hiện các cấu trúc bị rối loạn và không đối xứng, được liên kết nhiều hơn với một loại “thủy tinh canxi photphat” hơn là với các tinh thể theo nghĩa chặt chẽ của định nghĩa của nó.
Khi điều này xảy ra, canxi photphat được cho là có cấu trúc vô định hình (ACP, canxi photphat vô định hình). Một số tác giả chỉ ra rằng loại cấu trúc này chịu trách nhiệm cho các đặc tính sinh học của Ca 3 (PO 4 ) 2 trong các mô xương, khả năng sửa chữa và mô phỏng sinh học của nó.
Bằng cách làm sáng tỏ cấu trúc của nó bằng cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), sự hiện diện của các ion OH - và HPO 4 2- đã được tìm thấy trong ACP. Các ion này được hình thành do sự thủy phân của một trong các phốt phát:
PO 4 3- + H 2 O <=> HPO 4 2- + OH -
Kết quả là, cấu trúc thực của ACP trở nên phức tạp hơn, có thành phần ion được biểu thị bằng công thức: Ca 9 (PO 4 ) 6-x (HPO 4 ) x (OH) x . Dấu 'x' cho biết mức độ hyđrat hóa, vì nếu x = 1, thì công thức sẽ là: Ca 9 (PO 4 ) 5 (HPO 4 ) (OH).
Các cấu trúc khác nhau mà ACP có thể có phụ thuộc vào tỷ lệ mol Ca / P; nghĩa là, một lượng tương đối của canxi và photphat, làm thay đổi tất cả thành phần tạo thành của nó.
Phần còn lại của gia đình
Canxi phốt phát trên thực tế là một họ hợp chất vô cơ, do đó có thể tương tác với chất nền hữu cơ.
Các phốt phát khác thu được "đơn giản" bằng cách thay đổi các anion đi kèm với canxi (PO 4 3- , HPO 4 2- , H 2 PO 4 - , OH - ), cũng như loại tạp chất trong chất rắn. Do đó, có đến 11 hoặc nhiều canxi phốt phát, mỗi phốt phát có cấu trúc và tính chất riêng, có thể có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo.
Một số phốt phát và cấu trúc và công thức hóa học tương ứng của chúng sẽ được đề cập dưới đây:
-Calcium hydrogen phosphate dihydrate, CaHPO 4 ∙ 2H 2 O: đơn chất.
-Canxi đihiđro photphat monohydrat, Ca (H 2 PO 4 ) 2 ∙ H 2 O: triclinic.
- Diacid photphat khan, Ca (H 2 PO 4 ) 2 : triclinic.
-Octacalcium hydro phosphate (OCP), Ca 8 H 2 (PO 4 ) 6 : triclinic. Nó là một tiền chất trong quá trình tổng hợp hydroxyapatite.
-Hydroxyapatit, Ca 5 (PO 4 ) 3 OH: lục giác.
Các tính chất vật lý và hóa học
Tên
-Calcium phosphate
-Tricalcium phosphate
-Ticalcium diphosphate
Trọng lượng phân tử
310,74 g / mol.
Mô tả vật lý
Nó là một chất rắn màu trắng không mùi.
Nếm thử
Vô vị.
Độ nóng chảy
1670 ° K (1391 ° C).
Độ hòa tan
-Thực tế không tan trong nước.
-Không tan trong etanol.
- Tan trong axit clohydric loãng và axit nitric.
Tỉ trọng
3,14 g / cm 3 .
Chỉ số khúc xạ
1.629
Entanpi chuẩn của sự hình thành
4126 kcal / mol.
Nhiệt độ bảo quản
2-8 ° C.
độ pH
6-8 trong hỗn dịch nước chứa 50 g / L canxi photphat.
Đào tạo
Canxi nitrat và amoni hydro photphat
Có nhiều phương pháp để có thể sản xuất hoặc hình thành canxi photphat. Một trong số chúng bao gồm hỗn hợp hai muối, Ca (NO 3 ) 2 ∙ 4H 2 O, và (NH 4 ) 2 HPO 4 , trước đó đã tan trong nước và rượu tuyệt đối. Một muối cung cấp canxi và muối còn lại cung cấp phốt phát.
Từ hỗn hợp này, ACP kết tủa, sau đó được nung trong lò ở 800 ° C trong 2 giờ. Kết quả của quy trình này, β-Ca 3 (PO 4 ) 2 thu được . Bằng cách kiểm soát cẩn thận nhiệt độ, kích động và thời gian tiếp xúc, sự hình thành tinh thể nano có thể xảy ra.
Để hình thành đa hình α-Ca 3 (PO 4 ) 2 , cần phải đun nóng photphat trên 1000 ° C. Quá trình gia nhiệt này được thực hiện với sự có mặt của các ion kim loại khác, giúp ổn định đa hình này đủ để có thể sử dụng ở nhiệt độ phòng; nghĩa là, nó vẫn ở trạng thái meta ổn định.
Canxi hydroxit và axit photphoric
Canxi photphat cũng có thể được hình thành bằng cách trộn dung dịch canxi hydroxit và axit photphoric, tạo ra sự trung hòa axit-bazơ. Sau nửa ngày trưởng thành trong rượu mẹ, và quá trình lọc, rửa, làm khô và sàng lọc, bột phốt phát vô định hình dạng hạt, ACP, sẽ thu được.
Sản phẩm phản ứng ACP này ở nhiệt độ cao, biến đổi theo các phương trình hóa học sau:
2Ca 9 (HPO 4 ) (PO 4 ) 5 (OH) => 2Ca 9 (P 2 O 7 ) 0,5 (PO 4 ) 5 (OH) + H 2 O (ở T = 446,60 ° C)
2Ca 9 (P 2 O 7 ) 0,5 (PO 4 ) 5 (OH) => 3Ca 3 (PO 4 ) 2 + 0,5H 2 O (ở T = 748,56 ° C)
Bằng cách này, β-Ca 3 (PO 4 ) 2 , dạng đa hình ổn định và phổ biến nhất của nó, thu được .
Các ứng dụng
Trong mô xương
Ca 3 (PO 4 ) 2 là thành phần vô cơ chính của tro xương. Nó là một thành phần của cấy ghép thay thế xương, điều này được giải thích bởi sự tương đồng hóa học của nó với các khoáng chất có trong xương.
Vật liệu sinh học canxi photphat được sử dụng để sửa chữa các khiếm khuyết của xương và trong lớp phủ của bộ phận giả bằng kim loại titan. Canxi phốt phát được lắng đọng trên chúng, cách ly chúng với môi trường và làm chậm quá trình ăn mòn titan.
Phốt phát canxi, bao gồm Ca 3 (PO 4 ) 2 , được sử dụng để làm vật liệu gốm. Những vật liệu này tương thích sinh học và hiện được sử dụng để phục hồi tình trạng tiêu xương ổ răng do bệnh nha chu, nhiễm trùng nội nha và các bệnh lý khác.
Tuy nhiên, chúng chỉ nên được sử dụng để đẩy nhanh quá trình sửa chữa xương quanh khớp, ở những nơi không bị nhiễm vi khuẩn mãn tính.
Canxi photphat có thể được sử dụng để sửa chữa các khuyết tật của xương khi không thể sử dụng phương pháp ghép xương tự thân. Nó có thể được sử dụng một mình hoặc kết hợp với polyme phân hủy sinh học và có thể hấp thụ lại, chẳng hạn như axit polyglycolic.
Xi măng gốm sinh học
Xi măng canxi photphat (CPC) là một loại gốm sinh học khác được sử dụng trong việc sửa chữa mô xương. Nó được làm bằng cách trộn bột của các loại phốt phát canxi khác nhau với nước, tạo thành hỗn hợp sền sệt. Miếng dán có thể được tiêm hoặc lắp vào chỗ khuyết hoặc hốc xương.
Xi măng được đúc, dần dần phục hồi và được thay thế bằng xương mới hình thành.
Nhiêu bác sĩ
-Ca 3 (PO 4 ) 2 là một muối bazơ nên nó được dùng làm thuốc kháng axit để trung hòa lượng axit dư thừa trong dạ dày và tăng độ pH. Trong kem đánh răng, nó cung cấp một nguồn canxi và photphat để tạo điều kiện cho quá trình tái khoáng của răng và quá trình cầm máu của xương.
-Nó cũng được sử dụng như một chất bổ sung dinh dưỡng, mặc dù cách rẻ nhất để cung cấp canxi là sử dụng cacbonat và citrat của nó.
-Calcium phosphate có thể được sử dụng trong điều trị uốn ván, hạ calci máu tiềm ẩn và điều trị duy trì. Ngoài ra, nó rất hữu ích trong việc bổ sung canxi trong thời kỳ mang thai và cho con bú.
-Nó được sử dụng trong việc xử lý ô nhiễm đồng vị phóng xạ rađiô (Ra-226) và stronti (Sr-90). Canxi photphat ngăn chặn sự hấp thụ các đồng vị phóng xạ trong đường tiêu hóa, do đó hạn chế thiệt hại do chúng gây ra.
Khác
-Calcium phosphate được dùng làm thức ăn cho chim. Ngoài ra, nó được sử dụng trong kem đánh răng để kiểm soát cao răng.
-Nó được sử dụng như một chất chống đóng cục, ví dụ như để ngăn muối ăn nén chặt.
-Nó hoạt động như một chất tẩy trắng bột mì. Trong khi đó, trong mỡ lợn, nó ngăn chặn màu sắc không mong muốn và cải thiện tình trạng chiên rán.
Người giới thiệu
- Tung MS (1998) Canxi Phốt phát: Cấu trúc, Thành phần, Độ hòa tan và Độ ổn định. Trong: Amjad Z. (eds) Canxi Phosphat trong các hệ thống sinh học và công nghiệp. Springer, Boston, MA.
- Langlang Liu, Yanzeng Wu, Chao Xu, suchun Yu, Xiaopei Wu và Honglian Dai. (2018). "Tổng hợp, đặc tính của Nano-β-Tricalcium Phosphate và sự ức chế tế bào ung thư biểu mô tế bào gan," Tạp chí Vật liệu nano, tập. 2018, ID bài viết 7083416, 7 trang, 2018.
- Combes, Christ và Rey, Christian. (2010). Canxi photphat vô định hình: tổng hợp, tính chất và ứng dụng trong vật liệu sinh học. Acta Biomaterialia, tập. 6 (n ° 9). pp. 3362-3378. ISSN 1742-7061
- Wikipedia. (2019). Tricalcium phosphate. Khôi phục từ: en.wikipedia.org
- Abida và cộng sự. (2017). Bột Tricalcium phosphate: Khả năng chuẩn bị, đặc điểm và nén chặt. Tạp chí Hóa học Địa Trung Hải 2017, 6 (3), 71-76.
- PubChem. (2019). Canxi photphat. Được khôi phục từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Elsevier. (2019). Canxi photphat. Khoa học Trực tiếp. Phục hồi từ: sciricalirect.com