- Các dạng magiê photphat và tính trung hòa của các điện tích của nó
- Magie photphat với các cation khác
- Kết cấu
- Tính chất
- Các ứng dụng
- Người giới thiệu
Các phosphate magiê là một thuật ngữ dùng để chỉ một gia đình của các hợp chất vô cơ gồm magiê và kiềm kim loại đất phosphate oxyanion. Magie photphat đơn giản nhất có công thức hóa học là Mg 3 (PO 4 ) 2 . Công thức chỉ ra rằng cứ hai anion PO 4 3– thì có ba cation Mg 2+ tương tác với chúng.
Tương tự như vậy, những hợp chất này có thể được mô tả là muối magiê có nguồn gốc từ axit orthophosphoric (H 3 PO 4 ). Nói cách khác, magiê được "cõng" giữa các anion photphat, bất kể hình thức vô cơ hay hữu cơ của chúng (MgO, Mg (NO 3 ) 2 , MgCl 2 , Mg (OH) 2 , v.v.).
Do những lý do này, magiê phốt phát có thể được tìm thấy dưới dạng các khoáng chất khác nhau. Một số trong số đó là: catteite -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 22H 2 O-, struvite - (NH 4 ) MgPO 4 · 6H 2 O, mà các vi tinh thể được biểu diễn trong hình trên-, holtedalite -Mg 2 (PO 4 ) (OH) - và bobierrit -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 8H 2 O-.
Trong trường hợp của bobierrit, cấu trúc tinh thể của nó là đơn tà, với các tập hợp tinh thể hình quạt và hình hoa thị lớn. Tuy nhiên, phốt phát magiê được đặc trưng bởi thể hiện cấu trúc hóa học phong phú, có nghĩa là các ion của chúng có nhiều cách sắp xếp tinh thể.
Các dạng magiê photphat và tính trung hòa của các điện tích của nó
Phốt phát magiê có nguồn gốc từ sự thay thế của các proton H 3 PO 4 . Khi axit orthophosphoric mất một proton, nó vẫn còn ở dạng ion dihydro photphat, H 2 PO 4 - .
Làm thế nào để trung hòa điện tích âm để tạo ra muối magie? Nếu tính Mg 2+ cho hai điện tích dương thì cần hai H 2 PO 4 - . Do đó, thu được magie diacid photphat, Mg (H 2 PO 4 ) 2 .
Tiếp theo, khi axit mất đi hai proton, ion hydro photphat, HPO 4 2– vẫn còn . Bây giờ bạn làm thế nào để trung hòa hai điện tích âm này? Vì Mg 2+ chỉ cần hai điện tích âm để trung hòa nên nó tương tác với một ion HPO 4 2– duy nhất . Bằng cách này, magie axit photphat thu được: MgHPO 4 .
Cuối cùng, khi tất cả các proton bị mất, anion photphat PO 4 3– vẫn còn . Điều này đòi hỏi ba cation Mg 2+ và một phốt phát khác để tập hợp thành một chất rắn kết tinh. Phương trình toán học 2 (-3) + 3 (+2) = 0 giúp hiểu các tỷ lệ đo phân cực này đối với magiê và phốt phát.
Kết quả của những tương tác này, magie photphat tribasic: Mg 3 (PO 4 ) 2 được tạo ra . Tại sao nó là tribasic? Vì nó có khả năng chấp nhận ba đương lượng của H + để tạo thành H 3 PO 4 một lần nữa :
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
Magie photphat với các cation khác
Sự bù đắp các điện tích âm cũng có thể đạt được với sự tham gia của các loài dương tính khác.
Ví dụ, để trung hòa PO 4 3– , các ion K + , Na + , Rb + , NH 4 + , v.v., cũng có thể xen vào, tạo thành hợp chất (X) MgPO 4 . Nếu X bằng NH 4 + , khoáng struvite khan, (NH 4 ) MgPO 4, được tạo thành .
Trong trường hợp một photphat khác xen vào và điện tích âm tăng lên, các cation bổ sung khác có thể tham gia tương tác để trung hòa chúng. Nhờ đó, nhiều tinh thể magiê photphat có thể được tổng hợp ( ví dụ: Na 3 RbMg 7 (PO 4 ) 6 ).
Kết cấu
Hình ảnh trên minh họa sự tương tác giữa các ion Mg 2+ và PO 4 3– xác định cấu trúc tinh thể. Tuy nhiên, nó chỉ là một hình ảnh thể hiện đúng hơn dạng hình học tứ diện của phốt phát. Vì vậy, cấu trúc tinh thể bao gồm tứ diện phốt phát và hình cầu magiê.
Trong trường hợp khan Mg 3 (PO 4 ) 2 , các ion có cấu trúc hình thoi, trong đó Mg 2+ được phối trí với sáu nguyên tử O.
Ở trên được minh họa trong hình ảnh dưới đây, với ký hiệu rằng các quả cầu màu xanh lam được làm bằng coban, chỉ cần thay đổi chúng cho các quả cầu màu xanh lá cây bằng magiê là đủ:
Ngay tại trung tâm của cấu trúc, hình bát diện được tạo thành bởi sáu quả cầu màu đỏ xung quanh quả cầu hơi xanh có thể được định vị.
Tương tự như vậy, các cấu trúc tinh thể này có khả năng tiếp nhận các phân tử nước, tạo thành các hydrat magiê photphat.
Điều này là do chúng tạo liên kết hydro với các ion photphat (HOH-O-PO 3 3– ). Hơn nữa, mỗi ion photphat có khả năng chấp nhận tối đa bốn liên kết hydro; nghĩa là bốn phân tử nước.
Vì Mg 3 (PO 4 ) 2 có hai phốt phát nên nó có thể chấp nhận tám phân tử nước (trường hợp của khoáng chất bobierrit). Đổi lại, các phân tử nước này có thể hình thành liên kết hydro với nhau hoặc tương tác với các tâm dương của Mg 2+ .
Tính chất
Nó là một chất rắn màu trắng, tạo thành các phiến tinh thể hình thoi. Nó cũng không mùi và không vị.
Nó rất khó tan trong nước, ngay cả khi nóng, do năng lượng cao của mạng tinh thể; đây là sản phẩm của tương tác tĩnh điện mạnh giữa các ion đa hóa trị Mg 2+ và PO 4 3– .
Nghĩa là, khi các ion đa hóa trị và bán kính ion của chúng không thay đổi nhiều về kích thước, chất rắn thể hiện khả năng chống hòa tan.
Nó nóng chảy ở 1184 ºC, cũng là biểu hiện của tương tác tĩnh điện mạnh. Những đặc tính này khác nhau tùy thuộc vào số lượng phân tử nước mà nó hấp thụ và nếu photphat ở một số dạng proton hóa của nó (HPO 4 2– hoặc H 2 PO 4 - ).
Các ứng dụng
Nó đã được sử dụng như một loại thuốc nhuận tràng cho các trạng thái táo bón và ợ chua. Tuy nhiên, tác dụng phụ có hại của nó - biểu hiện bằng việc sinh ra tiêu chảy và nôn mửa - đã hạn chế việc sử dụng nó. Ngoài ra, nó có khả năng gây hại cho đường tiêu hóa.
Việc sử dụng magie photphat trong việc sửa chữa mô xương hiện đang được nghiên cứu, nghiên cứu ứng dụng của Mg (H 2 PO 4 ) 2 làm xi măng.
Dạng magie photphat này đáp ứng các yêu cầu: nó có thể phân hủy sinh học và tương thích với mô hình học. Ngoài ra, việc sử dụng nó trong việc tái tạo mô xương được khuyến khích vì khả năng chống lại và thiết lập nhanh chóng.
Việc sử dụng magiê photphat vô định hình (AMP) làm xi măng chỉnh hình phân hủy sinh học, không tỏa nhiệt đang được đánh giá. Để tạo ra xi măng này, bột AMP được trộn với rượu polyvinyl để tạo thành bột trét.
Chức năng chính của magie photphat là cung cấp Mg cho cơ thể sống. Nguyên tố này tham gia vào nhiều phản ứng enzym như một chất xúc tác hoặc chất trung gian, rất cần thiết cho sự sống.
Sự thiếu hụt Mg ở người có liên quan đến các tác động sau: giảm nồng độ Ca, suy tim, giữ Na, giảm nồng độ K, loạn nhịp tim, co thắt cơ kéo dài, nôn, buồn nôn, mức độ tuần hoàn thấp của hormone tuyến cận giáp và đau bụng và đau bụng kinh, trong số những người khác.
Người giới thiệu
- Ban thư ký SuSanA. (Ngày 17 tháng 12 năm 2010). Struvite dưới kính hiển vi. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2018, từ: flickr.com
- Xuất bản Dữ liệu Khoáng sản. (2001-2005). Bobierrite. Được lấy vào ngày 17 tháng 4 năm 2018, từ: handbookofmineralogy.org
- Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Điều chế và mô tả đặc tính của xi măng xương magie photphat phân hủy, Vật liệu sinh học tái sinh, Tập 3, Số 4, ngày 1 tháng 12 năm 2016, Trang 231–237, doi.org
- Sahar Mousa. (2010). Nghiên cứu tổng hợp vật liệu magie photphat. Bản tin nghiên cứu về phốt pho Tập 24, trang 16-21.
- Chân khói. (Ngày 28 tháng 3 năm 2018). EntryWithCollCode38260. . Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2018, từ: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Magie photphat tribasic. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2018, từ: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Magie Phosphat khan. Được truy cập vào ngày 17 tháng 4 năm 2018, từ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Tổng hợp và cấu trúc tinh thể của một magie photphat mới Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Phần E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
- Barbie, E., Lin, B., Goel, VK và Bhaduri, S. (2016) Đánh giá xi măng chỉnh hình không tỏa nhiệt dựa trên magie photphat (AMP) vô định hình. Mat y sinh. Tập 11 (5): 055010.
- Yu, Y., Yu, CH. và Dai, H. (2016). Chuẩn bị xi măng xương magiê phân hủy. Vật liệu sinh học tái sinh. Tập 4 (1): 231