- Formes de el fosfat de magnesi i la neutralitat de les seves càrregues
- Fosfats de magnesi amb altres cations
- estructura
- propietats
- usos
- referències
El fosfat de magnesi és un terme que s'usa per referir-se a una família de compostos inorgànics formats per magnesi, metall alcalinoterri i el oxoanió fosfat. El fosfat de magnesi més simple té per fórmula química Mg 3 (PO 4) 2. La fórmula indica que per cada dos anions PO 4 3- hi ha tres cations Mg 2+ interaccionant amb aquests.
Així mateix, aquests compostos poden descriure com sals de magnesi derivades de l'àcid ortofosfòric (H 3 PO 4). En altres paraules, el magnesi es "cueja" entre els anions fosfats, sense importar la seva presentació inorgànica o orgànica (MgO, Mg (NO 3) 2, MgCl 2, Mg (OH) 2, etc.).
A causa d'aquestes raons els fosfats de magnesi poden trobar-se com diversos minerals. Alguns d'aquests són: catteita -mg 3 (PO 4) 2 · 22H 2 O-, estruvita - (NH 4) MgPO 4 · 6H 2 O, els microcristalls són representats en la imatge superior-, holtedalita -mg 2 (PO 4) (OH) - i bobierrita -mg 3 (PO 4) 2 · 8H 2 O-.
Per al cas de la bobierrita, la seva estructura cristal·lina és monoclínica, amb agregats cristal·lins amb formes de ventalls i rosetes massius. No obstant això, els fosfats de magnesi es caracteritzen per exhibir una rica química estructural, significant que els seus ions adopten molts arranjaments cristal·lins.
Formes de el fosfat de magnesi i la neutralitat de les seves càrregues
Els fosfats de magnesi deriven de la substitució dels protons de l'H 3 PO 4. Quan l'àcid ortofosfòric perd un protó, queda com l'ió dihidrogen fosfat, H 2 PO 4 -.
Com neutralitzar la càrrega negativa per originar una sal de magnesi? Si Mg 2+ compte per dues càrregues positives, necessita llavors dos H 2 PO 4 -. Així, s'obté el fosfat diàcid de magnesi, Mg (H 2 PO 4) 2.
Seguidament, quan l'àcid perd dos protons, queda el ió Hidrogenofosfat, HPO 4 2-. Ara, com neutralitzar aquestes dues càrregues negatives? Com el Mg 2+ només necessita dues càrregues negatives per a neutralitzar, interacciona amb un sol ió HPO 4 2-. D'aquesta manera s'obté el fosfat àcid de magnesi: MgHPO 4.
Finalment, quan tots els protons es perden, queda l'anió fosfat PO 4 3-. Aquest requereix de tres cations Mg 2+ i d'un altre fosfat per acoblar-se a un sòlid cristal·lí. L'equació matemàtica 2 (-3) + 3 (+2) = 0 ajuda a entendre aquestes proporcions estequiomètriques per al magnesi i el fosfat.
Com a resultat d'aquestes interaccions, es produeix el fosfat de magnesi tribàsic: Mg 3 (PO 4) 2. Per què és tribàsic? Perquè és capaç d'acceptar 03:00 equivalents de H + per formar novament el H 3 PO 4:
PO 4 3- (ac) + 3H + (ac) <=> H 3 PO 4 (ac)
Fosfats de magnesi amb altres cations
La compensació de les càrregues negatives també pot aconseguir-se amb la participació d'altres espècies positives.
Per exemple, per neutralitzar el PO 4 3-, els ions K +, Na +, Rb +, NH 4 +, etc., també poden intercedir, formant el compost (X) MgPO 4. Si X és igual a NH 4 +, es forma el mineral estruvita anhidre, (NH 4) MgPO 4.
Donada la situació que intervingui un altre fosfat i augmentin les càrregues negatives, altres cations addicionals poden sumar-se a les interaccions per neutralitzar-les. Gràcies a això, nombrosos cristalls de fosfat de magnesi poden sintetitzar (Na 3 RbMg juliol (PO 4) 6, per exemple).
estructura
La imatge superior il·lustra les interaccions entre els ions Mg 2+ i PO 4 3- que defineixen l'estructura cristal·lina. No obstant això, és només una imatge que demostra més aviat la geometria tetraèdrica dels fosfats. Llavors, l'estructura cristal·lina implica tetraedres de fosfats i esferes de magnesi.
Per al cas de l'Mg 3 (PO 4) 2 anhidre, els ions adopten una estructura romboèdrica, en la qual el Mg 2+ està coordinat amb sis àtoms d'O
L'anterior és il·lustrat en la imatge inferior, amb l'acotació que les esferes blaves són de cobalt, bastant amb canviar-les per les esferes verdes de magnesi:
Just al centre de l'estructura pot situar-se el octàedre format per les sis esferes vermelles al voltant de l'esfera blavosa.
Així mateix, aquestes estructures cristal·lines són capaços d'acceptar molècules d'aigua, formant hidrats de fosfat de magnesi.
Això és degut al fet que aquestes formen ponts d'hidrogen amb els ions fosfats (HOH-O-PO 3 3-). A més, cada ió fosfat és capaç d'acceptar fins a quatre ponts d'hidrogen; és a dir, quatre molècules d'aigua.
Com el Mg 3 (PO 4) 2 té dos fosfats, pot acceptar 08:00 molècules d'aigua (el que passa amb el mineral bobierrita). Al seu torn, aquestes molècules d'aigua poden formar ponts d'hidrogen amb altres o interaccionar amb els centres positius de Mg 2+.
propietats
És un sòlid blanc, formant plaques ròmbiques cristal·lines. Així mateix, no té olor i tampoc gust.
És molt insoluble en aigua, fins i tot quan està calenta, per la seva gran energia de xarxa cristal·lina; això és producte de les fortes interaccions electrostàtiques entre els ions polivalents Mg 2+ i PO 4 3-.
És a dir, quan els ions són polivalents i els seus radis iònics no varien molt en grandària, el sòlid mostra resistència a la seva dissolució.
Fon a 1184 ºC, el que també és indicatiu de les fortes interaccions electrostàtiques. Aquestes propietats varien en funció de quantes molècules d'aigua absorbeixi, i si el fosfat es troba en algunes de les seves formes protonades (HPO 4 2- o H 2 PO 4 -).
usos
S'ha usat com laxatiu per als estats de constipació i acidesa gàstrica. No obstant això, els seus efectes secundaris nocius -manifestados per la generació de diarrea i vómitos- han limitat els seus usos. A més, és probable que produeixi danys en el tracte gastrointestinal.
Actualment s'està explorant l'ús de l'fosfat de magnesi en la reparació de el teixit ossi, investigant-la aplicació de l'Mg (H 2 PO 4) 2 com ciment.
Aquesta forma de l'fosfat de magnesi compleix amb els requisits per a això: és biodegradable i histocompatible. A més, el seu ús en la regeneració de el teixit ossi és recomanat per la seva resistència i enduriment ràpid.
S'està avaluant l'ús de l'fosfat de magnesi amorf (AMP) com ciment ortopèdic biodegradable i no exotèrmic. Per generar aquest ciment es barreja la pols d'AMP amb alcohol polivinílic, per així formar una massilla.
La funció principal de l'fosfat de magnesi és servir d'aportació de Mg als éssers vius. Aquest element intervé en nombroses reaccions enzimàtiques com a catalitzador o intermediari, sent imprescindible per a la vida.
Una deficiència de Mg en els éssers humans s'associa als efectes següents: disminució dels nivells de Ca, falla cardíaca, retenció de Na, disminució dels nivells de K, arítmies, contraccions musculars sostingudes, vòmits, nàusees, baixos nivells circulants de l'hormona paratiroïdal i rampes estomacals i menstruals, entre d'altres.
referències
- SUSANA Secretariat. (17 de desembre de 2010). Struvite under the microscope. Recuperat el 17 d'abril de 2018, de: flickr.com
- Mineral Data Publishing. (2001-2005). Bobierrite. Recuperat el 17 d'abril de 2018, de: handbookofmineralogy.org
- Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Preparation and characterization of a degradable magnesium phosphate bone cement, Regenerative Biomaterials, Volume 3, Issue 4, 1 December 2016, Pages 231-237, doi.org
- Sahar Mousa. (2010). Study on synthesis of magnesium phosphate materials. Phosphorus research bulletin Vol. 24, pp 16-21.
- Smokefoot. (28 de març del 2018). EntryWithCollCode38260.. Recuperat el 17 d'abril de 2018, de: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Magnesium phosphate tribasic. Recuperat el 17 d'abril de 2018, de: en.wikipedia.org
- PubChem. (2018). Magnesium Phosphate Anhydrous. Recuperat el 17 d'abril de 2018, de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Synthesis and crystal structure of a new magnesium phosphate Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817-820. doi.org
- Barbie, E., Lin, B., Goel, VK i Bhaduri, S. (2016) Evaluation of amorphous magnesium phosphate (AMP) based non-exothermic ortopedic cement. Biomedical Mat. Volum 11 (5): 055.010.
- Yu, I., Yu, CH. i Dai, H. (2016). Preparation of a degradable magnesium bone cement. Regenerative Biomaterials. Volum 4 (1): 231