MAGNESIUM FOSFAT (MG3 (PO4) 2): STRUKTUR, SIFAT - KIMIA - 2026

The magnesium fosfat adalah istilah yang digunakan untuk merujuk kepada keluarga sebatian bukan organik terdiri daripada magnesium dan alkali logam bumi fosfat oxyanion. Magnesium fosfat termudah mempunyai formula kimia Mg ₃ (PO ₄ ) ₂ . Rumus menunjukkan bahawa untuk setiap dua PO ₄ ^3– anion terdapat tiga kation Mg ^{2+ yang} berinteraksi dengannya.

Begitu juga, sebatian ini dapat digambarkan sebagai garam magnesium yang berasal dari asid ortofosfat (H ₃ PO ₄ ). Dengan kata lain, magnesium "bersatu" antara anion fosfat, tanpa mengira persembahan organik atau organiknya (MgO, Mg (NO ₃ ) ₂ , MgCl ₂ , Mg (OH) ₂ , dll.).

Kerana sebab-sebab ini, magnesium fosfat boleh didapati sebagai pelbagai mineral. Beberapa di antaranya adalah: catteite -Mg ₃ (PO ₄ ) ₂ · 22H ₂ O-, struvite - (NH ₄ ) MgPO ₄ · 6H ₂ O, yang mikrokristalnya diwakili dalam gambar atas-, holtedalite -Mg ₂ (PO ₄ ) (OH) - dan bobierrite -Mg ₃ (PO ₄ ) ₂ · 8H ₂ O-.

Dalam kes bobierrite, struktur kristalnya monoklinik, dengan agregat kristal dalam bentuk kipas dan roset besar. Walau bagaimanapun, magnesium fosfat dicirikan dengan menunjukkan kimia struktur yang kaya, yang bermaksud bahawa ionnya menggunakan banyak susunan kristal.

Bentuk magnesium fosfat dan peneutralan casnya

Magnesium fosfat berasal dari penggantian proton H ₃ PO ₄ . Apabila asid ortofosfat kehilangan proton, ia tetap sebagai ion dihidrogen fosfat, H ₂ PO ₄ ^- .

Bagaimana meneutralkan muatan negatif untuk menghasilkan garam magnesium? Sekiranya Mg ²⁺ memerlukan dua caj positif, maka anda memerlukan dua H ₂ PO ₄ ^- . Oleh itu, magnesium diasid fosfat, Mg (H ₂ PO ₄ ) _{2, diperoleh} .

Selanjutnya, apabila asid kehilangan dua proton, ion hidrogen fosfat, HPO ₄ ^2– kekal . Sekarang bagaimana anda meneutralkan dua tuduhan negatif ini? Oleh kerana Mg ²⁺ hanya memerlukan dua cas negatif untuk meneutralkan, ia berinteraksi dengan satu ion HPO ₄ ^2– . Dengan cara ini, magnesium asid fosfat diperoleh: MgHPO ₄ .

Akhirnya, apabila semua proton hilang, fosfat anion PO ₄ ^3– kekal . Ini memerlukan tiga kation Mg ²⁺ dan fosfat lain untuk bergabung menjadi pepejal kristal. Persamaan matematik 2 (-3) + 3 (+2) = 0 membantu memahami nisbah stoikiometrik ini untuk magnesium dan fosfat.

Hasil daripada interaksi ini, magnesium fosfat tribasik: Mg ₃ (PO ₄ ) _{2 dihasilkan} . Mengapa ia bersifat tribasik? Kerana ia mampu menerima tiga setara H ⁺ untuk membentuk H ₃ PO _{4 lagi} :

PO ₄ ^3– (aq) + 3H ⁺ (aq) <=> H ₃ PO ₄ (aq)

Magnesium fosfat dengan kation lain

Pampasan caj negatif juga dapat dicapai dengan penyertaan spesies positif lain.

Sebagai contoh, untuk meneutralkan PO ₄ ^3– , ion K ⁺ , Na ⁺ , Rb ⁺ , NH ₄ ⁺ , dan lain-lain, juga boleh memberi syafaat, membentuk sebatian (X) MgPO ₄ . Sekiranya X sama dengan NH ₄ ⁺ , mineral anhydrous struvite, (NH ₄ ) MgPO _{4, terbentuk} .

Memandangkan keadaan di mana fosfat lain campur tangan dan kenaikan cas negatif, kation tambahan lain dapat bergabung dengan interaksi untuk meneutralkannya. Berkat ini, banyak kristal magnesium fosfat dapat disintesis ( contohnya Na ₃ RbMg ₇ (PO ₄ ) ₆ ).

Struktur

Gambar atas menggambarkan interaksi antara ion Mg ²⁺ dan PO ₄ ^3– yang menentukan struktur kristal. Walau bagaimanapun, hanya gambaran yang menunjukkan geometri tetrahedral fosfat. Jadi, struktur kristal melibatkan sfera fosfat tetrahedra dan magnesium.

Bagi Mg ₃ anhydrous (PO ₄ ) ₂ , ion menggunakan struktur rhombohedral, di mana Mg ²⁺ diselaraskan dengan enam atom O.

Perkara di atas digambarkan dalam gambar di bawah, dengan notasi bahawa sfera biru terbuat dari kobalt, cukup untuk mengubahnya untuk sfera hijau magnesium:

Tepat di tengah struktur, oktahedron yang terbentuk oleh enam sfera merah di sekitar sfera kebiruan dapat ditempatkan.

Begitu juga, struktur kristal ini mampu menerima molekul air, membentuk magnesium fosfat hidrat.

Ini kerana mereka membentuk ikatan hidrogen dengan ion fosfat (HOH-O-PO ₃ ^3– ). Selanjutnya, setiap ion fosfat mampu menerima hingga empat ikatan hidrogen; iaitu empat molekul air.

Oleh kerana Mg ₃ (PO ₄ ) ₂ mempunyai dua fosfat, ia dapat menerima lapan molekul air (yang berlaku dengan mineral bobierrit). Sebaliknya, molekul air ini dapat membentuk ikatan hidrogen antara satu sama lain atau berinteraksi dengan pusat positif Mg ²⁺ .

Hartanah

Ia adalah pepejal putih, membentuk plat rhombik kristal. Ia juga tidak berbau dan tidak sedap.

Ia sangat tidak larut dalam air, walaupun panas, kerana kisi kristalnya yang tinggi; ini adalah hasil interaksi elektrostatik yang kuat antara ion polivalen Mg ²⁺ dan PO ₄ ^3– .

Maksudnya, apabila ion berpolivalen dan radius ionnya tidak bervariasi, pepejal menunjukkan ketahanan terhadap pembubaran.

Ia mencair pada suhu 1184 ºC, yang juga menunjukkan adanya interaksi elektrostatik yang kuat. Sifat-sifat ini berbeza-beza bergantung pada berapa banyak molekul air yang diserapnya, dan jika fosfat berada dalam beberapa bentuk protonasinya (HPO ₄ ^2– atau H ₂ PO ₄ ^- ).

Permohonan

Ia telah digunakan sebagai pencahar untuk keadaan sembelit dan pedih ulu hati. Walau bagaimanapun, kesan sampingan yang berbahaya - yang ditunjukkan oleh generasi cirit-birit dan muntah - telah membatasi penggunaannya. Selain itu, kemungkinan akan menyebabkan kerosakan pada saluran gastrousus.

Penggunaan magnesium fosfat dalam pembaikan tisu tulang kini sedang dieksplorasi, menyiasat penggunaan Mg (H ₂ PO ₄ ) ₂ sebagai simen.

Bentuk magnesium fosfat ini memenuhi syarat untuk ini: ia boleh terbiodegradasi dan tidak sesuai dengan histokompat. Di samping itu, penggunaannya dalam regenerasi tisu tulang disarankan untuk ketahanan dan tetapan cepat.

Penggunaan magnesium fosfat amorf (AMP) sebagai simen ortopedik bukan eksotermik terbiodegradasi sedang dinilai. Untuk menghasilkan simen ini, serbuk AMP dicampurkan dengan polivinil alkohol untuk membentuk dempul.

Fungsi utama magnesium fosfat adalah berfungsi sebagai bekalan Mg kepada makhluk hidup. Elemen ini terlibat dalam banyak reaksi enzimatik sebagai pemangkin atau perantaraan, yang penting bagi kehidupan.

Kekurangan Mg pada manusia dikaitkan dengan kesan berikut: penurunan tahap Ca, kegagalan jantung, pengekalan Na, penurunan tahap K, aritmia, pengecutan otot yang berterusan, muntah, mual, tahap peredaran rendah hormon paratiroid dan kekejangan perut dan haid, antara lain.

Rujukan

1. Sekretariat SuSanA. (17 Disember 2010). Struvite di bawah mikroskop. Diakses pada 17 April 2018, dari: flickr.com
2. Penerbitan Data Mineral. (2001-2005). Bobierrite. Diakses pada 17 April 2018, dari: handbookofmineralogy.org
3. Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Penyediaan dan pencirian simen tulang magnesium fosfat yang dapat dikurangkan, Biomaterial Regeneratif, Jilid 3, Isu 4, 1 Disember 2016, Halaman 231-237, doi.org
4. Sahar Mousa. (2010). Kajian mengenai sintesis bahan magnesium fosfat. Buletin penyelidikan fosfor Jilid 24, hlm 16-21.
5. Smokefoot. (28 Mac 2018). EntryWithCollCode38260. . Diakses pada 17 April 2018, dari: commons.wikimedia.org
6. Wikipedia. (2018). Tribasik magnesium fosfat. Diakses pada 17 April 2018, dari: en.wikipedia.org
7. Pubchem. (2018). Magnesium Fosfat Anhidrat. Diakses pada 17 April 2018, dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
8. Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Sintesis dan struktur kristal magnesium fosfat baru Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Bahagian E: Komunikasi Kristalografi, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
9. Barbie, E., Lin, B., Goel, VK dan Bhaduri, S. (2016) Penilaian simen ortopedik bukan eksotermik berasaskan magnesium fosfat amorf (AMP). Mat Bioperubatan. Jilid 11 (5): 055010.
10. Yu, Y., Yu, CH. dan Dai, H. (2016). Penyediaan simen tulang magnesium yang dapat dihancurkan. Biomaterial Regeneratif. Jilid 4 (1): 231