Magiê Phosphate (Mg3 (PO4) 2): Cấu trúc, tính chất và công dụng
Magiê phốt phát là một thuật ngữ được sử dụng để chỉ một họ các hợp chất vô cơ được hình thành bởi magiê, kim loại kiềm thổ và phốt phát oxoener. Magiê phốt phát đơn giản nhất có công thức hóa học Mg 3 (PO 4 ) 2 . Công thức chỉ ra rằng cứ hai anion PO 4 3- thì có ba cation Mg2 + tương tác với chúng.
Ngoài ra, các 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 "coleates" giữa các anion phosphate, bất kể sự trình bày 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 như một số khoáng chất. Một số trong số này là: ceditite -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 22H 2 O-, struvite- (NH 4 ) MgPO 4 · 6H 2 O, có các vi tinh thể được biểu thị trong hình trên-, holtedalite -Mg 2 (PO 4 ) (OH) - và bobierrite -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 8H 2 O-.
Trong trường hợp của bobierrita, cấu trúc tinh thể của nó là đơn hình, với các tập hợp tinh thể với hình dạng quạt và hoa hồng lớn. Tuy nhiên, magiê phốt phát được đặc trưng bằng cách thể hiện một hóa học cấu trúc phong phú, có nghĩa là các ion của chúng thông qua nhiều sự sắp xếp tinh thể.
Các dạng magiê phốt phát và tính trung lập của điện tích của nó
Magiê phốt phát có nguồn gốc từ sự thay thế proton của H 3 PO 4 . Khi axit orthophosphoric mất một proton, nó vẫn còn là ion dihydrogen phosphate, H 2 PO 4 -.
Làm thế nào để trung hòa điện tích âm để tạo ra muối magiê? Nếu Mg2 + tính cho hai điện tích dương, thì nó cần hai H 2 PO 4 -. Do đó, magiê diacid phosphate, Mg (H 2 PO 4 ) 2, thu được .
Sau đó, khi axit mất hai proton, ion hydro photphat vẫn còn, HPO 4 2-. Bây giờ, làm thế nào để vô hiệu hóa hai điện tích âm này? Vì Mg2 + chỉ cần hai điện tích âm để trung hòa, nên nó tương tác với một ion HPO 4 2-. Theo cách này, magiê axit photphat: thu được MgHPO 4 .
Cuối cùng, khi tất cả các proton bị mất, anion phosphate PO 4 3- vẫn còn. Điều này đòi hỏi ba cation Mg2 + và một photphat khác được lắp ráp thành một chất rắn kết tinh. Phương trình toán học 2 (-3) + 3 (+2) = 0 giúp hiểu các tỷ lệ cân bằng hóa học này đối với magiê và phốt phát.
Kết quả của những tương tác này, magiê phốt phát được tạo ra: Mg 3 (PO 4 ) 2 . Tại sao nó là bộ lạc? Bởi vì nó có khả năng chấp nhận ba tương đương H + để tạo thành H 3 PO 4 một lần nữa :
PO 4 3- (ac) + 3H + (ac) H 3 PO 4 (ac)
Magiê phốt phát với các cation khác
Việc bồi thường các khoản phí âm cũng có thể đạt được với sự tham gia của các loài tích cực khác.
Ví dụ, để trung hòa PO 4 3-, K +, Na +, Rb +, NH 4 +, v.v., cũng có thể can thiệp, tạo thành hợp chất (X) MgPO 4 . Nếu X bằng NH 4 +, khoáng vật struvite khan, (NH 4 ) MgPO 4 được hình thành .
Với tình huống là một loại phốt phát khác can thiệp và các điện tích âm tăng lên, các cation bổ sung khác có thể được thêm vào các tương tác để vô hiệu hóa chúng. Nhờ vậy, nhiều tinh thể magiê photphat có thể được tổng hợp (ví dụ Na 3 RbMg 7 (PO 4 ) 6 ).
Cấu trúc
Hình trên minh họa các tương tác giữa các ion Mg2 + và PO4-3 xác định cấu trúc tinh thể. Tuy nhiên, nó chỉ là một hình ảnh chứng minh hình học tứ diện của phốt phát. Sau đó, cấu trúc tinh thể liên quan đến tứ diện photphat và magiê.
Đối với trường hợp khan Mg 3 (PO 4 ) 2, các ion thông qua cấu trúc hình thoi, trong đó Mg 2+ được phối hợp với sáu nguyên tử O.
Trên đây được minh họa trong hình ảnh dưới đây, với ký hiệu rằng các quả cầu màu xanh là coban, nó là đủ để thay đổi chúng cho các quả cầu magiê màu xanh lá cây:
Ngay ở trung tâm của cấu trúc có thể được đặt hình bát diện được hình thành bởi sáu quả cầu đỏ xung quanh quả cầu màu xanh.
Ngoài ra, các cấu trúc tinh thể này có khả năng chấp nhận các phân tử nước, tạo thành hydrat photphat magiê.
Điều này là do chúng tạo thành liên kết hydro với các ion photphat (HOH-O-PO 3 3-). Ngoài ra, mỗi ion photphat có khả năng chấp nhận tối đa bốn liên kết hydro; đó là bốn phân tử nước
Vì Mg 3 (PO 4 ) 2 có hai photphat, nó có thể chấp nhận tám phân tử nước (điều xảy ra với khoáng chất bobierrite). Đổi lại, các phân tử nước này có thể hình thành liên kết hydro với những người khác hoặc tương tác với các trung tâm Mg2 + dương.
Thuộc tính
Nó là một chất rắn màu trắng, tạo thành các tấm hình thoi kết tinh. Ngoài ra, nó không có mùi và không có hương vị.
Nó rất không hòa tan trong nước, ngay cả khi nóng, do năng lượng mạng tinh thể lớn của nó; đây là sản phẩm của sự tương tác tĩnh điện mạnh giữa các ion đa trị Mg2 + và PO4 3-.
Đó là, khi các ion là đa trị và bán kính ion của chúng không thay đổi nhiều về kích thước, chất rắn cho thấy khả năng chống lại sự hòa tan của nó.
Nó nóng chảy ở 1184 ° C, cũng là dấu hiệu cho thấy tương tác tĩnh điện mạnh. Các tính chất này khác nhau tùy thuộc vào số lượng phân tử nước được hấp thụ và liệu phốt phát ở một số dạng proton của nó (HPO 4 2- hoặc H 2 PO 4 -).
Công dụng
Nó đã được sử dụng như một thuốc nhuận tràng cho tình trạng táo bón và axit dạ dày. Tuy nhiên, tác dụng phụ có hại của nó - biểu hiện bằng việc tạo ra tiêu chảy và nôn mửa - đã hạn chế sử dụng. Ngoài ra, nó có khả năng gây tổn thương cho đường tiêu hóa.
Việc sử dụng magiê phosphate trong việc sửa chữa mô xương hiện đang được nghiên cứu, nghiên cứu ứng dụng của Mg (H 2 PO 4 ) 2 dưới dạng xi măng.
Dạng magiê phốt phát này đáp ứng các yêu cầu cho việc này: nó có khả năng phân hủy sinh học và tương thích mô học. Ngoài ra, việc sử dụng nó trong tái tạo mô xương được khuyến nghị cho sức mạnh và thiết lập nhanh.
Việc sử dụng magiê phốt phát vô định hình (AMP) như một loại xi măng chỉnh hình sinh học và không tỏa nhiệt đang được đánh giá. Để tạo ra xi măng này, bột AMP được trộn với rượu polyvinyl, để tạo thành bột nhão.
Chức năng chính của magiê phốt phát là cung cấp sự đóng góp của Mg cho sinh vật sống. Yếu tố này can thiệp vào nhiều phản ứng enzyme như một chất xúc tác hoặc trung gian, rất cần thiết cho sự sống.
Sự thiếu hụt Mg ở người có liên quan đến các tác dụng sau: giảm Ca, suy tim, giữ Na, giảm K, rối loạn nhịp tim, co thắt cơ kéo dài, nôn mửa, buồn nôn, lưu thông thấp hormone tuyến cận giáp và dạ dày và chuột rút kinh nguyệt, trong số những người khác.
