- Struktur kalsium fosfat
- Kalsium fosfat amorf
- Selebihnya keluarga
- Sifat fizikal dan kimia
- Nama-nama
- Berat molekul
- Penerangan fizikal
- Rasa
- Takat lebur
- Keterlarutan
- Ketumpatan
- Indeks biasan
- Entalpi pembentukan yang standard
- Suhu simpanan
- pH
- Latihan
- Kalsium nitrat dan amonium hidrogen fosfat
- Kalsium hidroksida dan asid fosforik
- Permohonan
- Dalam tisu tulang
- Simen bioceramik
- Doktor
- Yang lain
- Rujukan
The kalsium fosfat adalah garam bukan organik dan pengajian tinggi yang formula kimia adalah Ca 3 (PO 4 ) 2 . Rumusannya menyatakan bahawa komposisi garam ini masing-masing adalah 3: 2 untuk kalsium dan fosfat. Ini dapat dilihat secara langsung pada gambar di bawah, di mana kation Ca 2+ dan anion PO 4 3 ditunjukkan . Untuk setiap tiga Ca 2+ terdapat dua PO 4 3- berinteraksi dengan mereka.
Sebaliknya, kalsium fosfat merujuk kepada rangkaian garam yang berbeza-beza bergantung pada nisbah Ca / P, serta tahap penghidratan dan pH. Sebenarnya, terdapat banyak jenis kalsium fosfat yang wujud dan boleh disintesis. Walau bagaimanapun, mengikuti tatanama surat, kalsium fosfat hanya merujuk kepada kalsium, yang telah disebutkan.
Perkadaran dan ion dalam trikal kalsium fosfat. Sumber: RicHard-59, dari Wikimedia Commons
Semua kalsium fosfat, termasuk Ca 3 (PO 4 ) 2 , adalah pepejal putih dengan sedikit nada kelabu. Mereka boleh berbentuk butiran, halus, kristal, dan mempunyai ukuran zarah sekitar mikron; dan bahkan nanopartikel fosfat ini telah disediakan, dengan bahan biokompatibel untuk tulang dirancang.
Biokompatibilitas ini disebabkan oleh fakta bahawa garam ini terdapat di gigi dan, pendeknya, di tisu tulang mamalia. Sebagai contoh, hidroksiapatit adalah kalsium fosfat kristal, yang seterusnya berinteraksi dengan fasa amorf garam yang sama.
Ini bermaksud bahawa terdapat kalsium fosfat amorf dan kristal. Atas sebab itu, tidak menghairankan kepelbagaian dan pelbagai pilihan ketika mensintesis bahan berdasarkan kalsium fosfat; bahan yang sifatnya setiap hari penyelidik lebih berminat di seluruh dunia untuk menumpukan perhatian pada pemulihan tulang.
Struktur kalsium fosfat
Kalsium fosfat dalam mineral putih. Sumber: Smokefoot, dari Wikimedia Commons
Gambar atas menunjukkan struktur calas fosfat tribasic dalam mineral putih yang aneh, yang boleh mengandungi magnesium dan besi sebagai kekotoran.
Walaupun pada pandangan pertama mungkin kelihatan rumit, perlu dijelaskan bahawa model ini menganggap interaksi kovalen antara atom oksigen fosfat dan pusat kalsium logam.
Sebagai perwakilan, ia sah, bagaimanapun, interaksi adalah elektrostatik; iaitu, kation Ca 2+ tertarik pada anion PO 4 3- (Ca 2+ - O-PO 3 3- ). Dengan ini, dapat difahami mengapa dalam gambar kalsium (sfera hijau) dikelilingi oleh atom oksigen bermuatan negatif (sfera merah).
Oleh kerana terdapat begitu banyak ion, ia tidak meninggalkan susunan simetri atau corak yang kelihatan. Ca 3 (PO 4 ) 2 mengadopsi pada suhu rendah (T <1000 ° C) sel unit yang sesuai dengan sistem kristal rhombohedral; Polimorf ini dikenali dengan nama β-Ca 3 (PO 4 ) 2 (β-TCP, untuk singkatannya dalam bahasa Inggeris).
Pada suhu tinggi, di sisi lain, ia berubah menjadi polimorf α-Ca 3 (PO 4 ) 2 (α-TCP), yang sel unitnya sesuai dengan sistem kristal monoklinik. Pada suhu yang lebih tinggi, polimorf α'-Ca 3 (PO 4 ) 2 , yang mempunyai struktur kristal heksagon , juga dapat terbentuk .
Kalsium fosfat amorf
Struktur kristal telah disebutkan untuk kalsium fosfat, yang diharapkan dari garam. Walau bagaimanapun, ia mampu memperlihatkan struktur yang tidak teratur dan tidak simetri, yang lebih berkaitan dengan jenis "kaca kalsium fosfat" daripada kristal dalam pengertian yang ketat.
Apabila ini berlaku, kalsium fosfat dikatakan mempunyai struktur amorf (ACP, kalsium fosfat amorf). Beberapa penulis menunjukkan jenis struktur ini sebagai bertanggungjawab terhadap sifat biologi Ca 3 (PO 4 ) 2 dalam tisu tulang, pembaikan dan biomimetasinya mungkin dilakukan.
Dengan menjelaskan strukturnya dengan resonans magnetik nuklear (NMR), kehadiran ion OH - dan HPO 4 2- telah dijumpai di ACP. Ion-ion ini terbentuk oleh hidrolisis salah satu fosfat:
PO 4 3- + H 2 O <=> HPO 4 2- + OH -
Akibatnya, struktur ACP yang sebenarnya menjadi lebih kompleks, yang komposisi ionnya diwakili oleh formula: Ca 9 (PO 4 ) 6-x (HPO 4 ) x (OH) x . 'X' menunjukkan tahap penghidratan, kerana jika x = 1, maka rumusnya adalah: Ca 9 (PO 4 ) 5 (HPO 4 ) (OH).
Struktur berbeza yang mungkin bergantung pada ACP pada nisbah molar Ca / P; iaitu, jumlah relatif kalsium dan fosfat, yang mengubah semua komposisi yang dihasilkannya.
Selebihnya keluarga
Kalsium fosfat sebenarnya adalah sebatian anorganik, yang seterusnya dapat berinteraksi dengan matriks organik.
Fosfat lain diperoleh "sederhana" dengan menukar anion yang menyertai kalsium (PO 4 3- , HPO 4 2- , H 2 PO 4 - , OH - ), serta jenis kekotoran dalam pepejal. Oleh itu, sehingga sebelas atau lebih kalsium fosfat, masing-masing dengan struktur dan sifatnya sendiri, boleh dihasilkan secara semula jadi atau buatan.
Beberapa fosfat dan struktur dan formula kimia masing-masing akan disebutkan di bawah:
-Kalsium hidrogen fosfat dihidrat, CaHPO 4 ∙ 2H 2 O: monoklinik.
-Kalsium dihidrogen fosfat monohidrat, Ca (H 2 PO 4 ) 2 ∙ H 2 O: triklinik.
-Anhydrous diacid phosphate, Ca (H 2 PO 4 ) 2 : triclinic.
-Octacalcium hidrogen fosfat (OCP), Ca 8 H 2 (PO 4 ) 6 : triclinic. Ini adalah pendahulu dalam sintesis hidroksiapatit.
-Hydroxyapatite, Ca 5 (PO 4 ) 3 OH: heksagon.
Sifat fizikal dan kimia
Nama-nama
-Kalsium fosfat
-Kalsium fosfat
-Talsium difosfat
Berat molekul
310.74 g / mol.
Penerangan fizikal
Ia adalah pepejal putih yang tidak berbau.
Rasa
Tanpa rasa.
Takat lebur
1670 ° K (1391 ° C).
Keterlarutan
-Tidak larut dalam air.
-Tidak larut dalam etanol.
-Larut dalam asid hidroklorik cair dan asid nitrik.
Ketumpatan
3.14 g / cm 3 .
Indeks biasan
1,629
Entalpi pembentukan yang standard
4126 kcal / mol.
Suhu simpanan
2-8 ° C.
pH
6-8 dalam ampaian berair 50 g / L kalsium fosfat.
Latihan
Kalsium nitrat dan amonium hidrogen fosfat
Terdapat banyak kaedah untuk menghasilkan atau membentuk kalsium fosfat. Salah satunya terdiri daripada campuran dua garam, Ca (NO 3 ) 2 ∙ 4H 2 O, dan (NH 4 ) 2 HPO 4 , yang sebelumnya dilarutkan dalam alkohol dan air mutlak. Satu garam menyediakan kalsium, dan yang lain adalah fosfat.
Dari campuran ini ACP mendakan, yang kemudiannya dipanaskan dalam oven pada suhu 800 ° C selama 2 jam. Hasil daripada prosedur ini, β-Ca 3 (PO 4 ) 2 diperoleh . Dengan mengawal suhu, pergolakan, dan masa hubungan dengan teliti, pembentukan nanokristal dapat terjadi.
Untuk membentuk polimorf α-Ca 3 (PO 4 ) 2 , perlu memanaskan fosfat di atas 1000 ° C. Pemanasan ini dilakukan dengan adanya ion logam lain, yang menstabilkan polimorf ini dengan cukup sehingga dapat digunakan pada suhu bilik; iaitu, ia tetap dalam keadaan meta yang stabil.
Kalsium hidroksida dan asid fosforik
Kalsium fosfat juga dapat dibentuk dengan mencampurkan larutan kalsium hidroksida dan asid fosforik, menghasilkan peneutralan asid-basa. Selepas setengah hari pematangan dalam minuman keras ibu, dan penyaringan, pencucian, pengeringan dan penyaringan yang sewajarnya, diperolehi serbuk fosfat amorf berbutir, ACP.
ACP ini menghasilkan produk dengan suhu tinggi, berubah mengikut persamaan kimia berikut:
2Ca 9 (HPO 4 ) (PO 4 ) 5 (OH) => 2Ca 9 (P 2 O 7 ) 0.5 (PO 4 ) 5 (OH) + H 2 O (pada 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 (pada T = 748.56 ° C)
Dengan cara ini, β-Ca 3 (PO 4 ) 2 , polimorf yang paling biasa dan stabil, diperolehi .
Permohonan
Dalam tisu tulang
Ca 3 (PO 4 ) 2 adalah penyusun anorganik utama abu tulang. Ini adalah komponen transplantasi penggantian tulang, ini dijelaskan oleh kesamaan kimianya dengan mineral yang terdapat dalam tulang.
Biomaterial kalsium fosfat digunakan untuk memperbaiki kecacatan tulang dan dalam lapisan prostesis logam titanium. Kalsium fosfat disimpan pada mereka, mengasingkannya dari persekitaran dan memperlahankan proses kakisan titanium.
Kalsium fosfat, termasuk Ca 3 (PO 4 ) 2 , digunakan untuk membuat bahan seramik. Bahan-bahan ini tidak serasi dengan bio, dan kini digunakan untuk memulihkan kehilangan tulang alveolar akibat penyakit periodontal, jangkitan endodontik, dan keadaan lain.
Namun, mereka hanya boleh digunakan untuk mempercepat pembaikan tulang periapikal, di daerah di mana tidak ada jangkitan bakteria kronik.
Kalsium fosfat dapat digunakan untuk memperbaiki kecacatan tulang apabila cantuman tulang autogenous tidak dapat digunakan. Ia boleh digunakan sendiri atau digabungkan dengan polimer yang dapat terurai dan dapat diserap semula, seperti asid poliglikol.
Simen bioceramik
Kalsium fosfat simen (CPC) adalah bioceramic lain yang digunakan dalam pembaikan tisu tulang. Ia dibuat dengan mencampurkan serbuk pelbagai jenis kalsium fosfat dengan air, membentuk pasta. Pasta boleh disuntik atau dipasang pada cacat tulang atau rongga.
Simen dibentuk, diserap secara beransur-ansur, dan digantikan oleh tulang yang baru terbentuk.
Doktor
-Ca 3 (PO 4 ) 2 adalah garam asas, itulah sebabnya ia digunakan sebagai antasid untuk meneutralkan asid perut yang berlebihan dan meningkatkan pH. Dalam ubat gigi, ia menyediakan sumber kalsium dan fosfat untuk memudahkan proses pengingat semula gigi dan hemostasis tulang.
-Ia juga digunakan sebagai suplemen pemakanan, walaupun cara termurah untuk membekalkan kalsium adalah dengan menggunakan karbonat dan sitratnya.
-Kalsium fosfat dapat digunakan dalam terapi tetany, hipokalsemia laten dan terapi penyelenggaraan. Juga, ia berguna dalam pengambilan kalsium semasa mengandung dan menyusui.
-Ia digunakan dalam rawatan pencemaran dengan radio isotop radioaktif (Ra-226) dan strontium (Sr-90). Kalsium fosfat menyekat penyerapan isotop radioaktif di saluran pencernaan, sehingga membatasi kerosakan yang disebabkan olehnya.
Yang lain
-Kalsium fosfat digunakan sebagai makanan untuk burung. Selain itu, ia digunakan dalam ubat gigi untuk mengawal tartar.
-Ia digunakan sebagai agen anti-caking, sebagai contoh untuk mengelakkan garam meja daripada memekat.
-Ia berfungsi sebagai agen pemutihan tepung. Sementara itu, dalam lemak babi, ia mencegah pewarnaan yang tidak diingini dan memperbaiki keadaan menggoreng.
Rujukan
- Tung MS (1998) Kalsium Fosfat: Struktur, Komposisi, Kelarutan, dan Kestabilan. Dalam: Amjad Z. (eds) Kalsium Fosfat dalam Sistem Biologi dan Perindustrian. Springer, Boston, MA.
- Langlang Liu, Yanzeng Wu, Chao Xu, Suchun Yu, Xiaopei Wu, dan Honglian Dai. (2018). "Sintesis, Karakterisasi Nano-β-Tricalcium Phosphate dan Penghambatan pada Sel Karsinoma Hepatoselular," Jurnal Nanomaterials, vol. 2018, ID Artikel 7083416, 7 halaman, 2018.
- Combes, Christ dan Rey, Kristian. (2010). Kalsium fosfat amorf: sintesis, sifat dan kegunaan dalam biomaterial. Acta Biomaterialia, jilid 6 (n ° 9). hlm. 3362-3378. ISSN 1742-7061
- Wikipedia. (2019). Tricalcium fosfat. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
- Abida et al. (2017). Serbuk Tralsium fosfat: Penyediaan, pencirian dan kebolehan pemadatan. Mediterranean Journal of Chemistry 2017, 6 (3), 71-76.
- PubChem. (2019). Kalsium fosfat. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Elsevier. (2019). Kalsium fosfat. Sains Langsung. Dipulihkan dari: sciencedirect.com