Chemia

Fosforan wapnia (CA3 (PO4) 2)

Fosforan wapnia (CA3 (PO4) 2)

On fosforan wapniowy Jest to sól nieorganiczna i trzeciorzędowa, której wzór chemiczny to CA3(PO4)2. Wzór określa, że ​​skład tej soli wynosi odpowiednio 3: 2 dla wapnia i fosforanu. Można to zobaczyć bezpośrednio na dolnym obrazie, w którym pokazano kationę2+ i anion po43-. Na każde trzy Ca2+ Są dwa PO43- interakcja z nimi.

Z drugiej strony fosforan wapnia odnosi się do serii soli, które różnią się w zależności od stosunku CA/P, a także stopnia nawodnienia i pH. W rzeczywistości istnieje wiele rodzajów fosforanów wapnia, które istnieją i można je zsyntetyzować. Jednak po liście nomenklatura fosforan wapnia nawiązuje tylko do trójkołowca, wspomnianego.

Proporcja i jony w fosforan trójcyklu. Źródło: Richard-59 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/by-sa/3.0)], z Wikimedia Commons

Wszystkie fosforany wapnia, w tym CA3(PO4)2, Są białymi substancjami stałymi z lekkimi szarymi tonami. Mogą być ziarniste, drobne, krystaliczne i mają wielkości cząstek wokół mikrometrów; I przygotowano nawet nanocząstki tych fosforanów, z którymi zaprojektowano biokompatybilne materiały do ​​kości.

Ta biokompatybilność wynika z tego, że sole te znajdują się w zębach i w krótkich relacjach w tkankach kostnych ssaków. Na przykład hydroksyapatyt jest krystalicznym fosforanem wapnia, który z kolei oddziałuje z amorficzną fazą tej samej soli.

Oznacza to, że istnieją fosforany amorficznych i krystalicznych wapniach. Z tego powodu nie jest zaskakujące różnorodność i wiele opcji podczas syntezy materiałów na podstawie fosforanów wapnia; Materiały, w których nieruchomości każdego dnia są bardziej zainteresowani badacze na całym świecie, aby skupić się na odbudowie kości.

Struktura fosforanu wapnia

Fosforan wapnia w minerałach Whitlockleta. Źródło: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)], z Wikimedia Commons

Górny obraz pokazuje strukturę fosforanu Tribasic Calic w dziwnym minerałach Whitlockita, który może zawierać magnez i żelazo jako zanieczyszczenia.

Chociaż na pierwszy rzut oka może wydawać się złożone, konieczne jest wyjaśnienie, że model zakłada interakcje kowalencyjne między atomami tlenu fosforanów i centrami metali wapnia.

Może ci służyć: wodorot beryl (beh2)

Jako reprezentacja jest to poprawne, interakcje są elektrostatyczne; to znaczy kation2+ Poczuj przyciąganie PO43- (AC2+- O-po33-). Mając to na uwadze, rozumie się, dlaczego na obrazie wapnia (zielone kule) są otoczone ujemnie naładowanymi atomami tlenu (czerwone kule).

Gdy jest tak wiele jonów, symetryczny układ lub wzór nie pozostawia widoczny. CA3(PO4)2 przyjmuje w niskich temperaturach (t<1000°C) una celda unitaria correspondiente a un sistema cristalino romboédrico; a este polimorfo se le conoce con el nombre de β-Ca3(PO4)2 (β-TCP, dla akronimu w języku angielskim).

Z drugiej strony w wysokich temperaturach staje się polimorfem α-CA3(PO4)2 (α-TCP), którego komórka elementarna odpowiada monoklinicznego układu krystalicznego. W jeszcze wyższych temperaturach można również utworzyć polimorf α'-CA3(PO4)2, który jest sześciokątną strukturą krystaliczną.

Amorficzny fosforan wapnia

Wspomniano struktury krystaliczne dla fosforanu wapnia, którego oczekuje się od soli. Jest to jednak zdolne do wyświetlenia.

Kiedy tak się dzieje, mówi się, że fosforan wapnia ma amorficzną strukturę (ACP, Amorficzny fosforan wapnia). Kilku autorów wskazuje na ten rodzaj struktury jako odpowiedzialnych za właściwości biologiczne CA3(PO4)2 W tkankach kostnych możliwa jest naprawa i biomimetyzacja.

Reszta rodziny

Fosforany wapnia są w rzeczywistości rodziną związków nieorganicznych, które z kolei mogą oddziaływać z matrycą organiczną.

Pozostałe fosforany są uzyskiwane „po prostu” zmieniając aniony towarzyszące wapnie (PO43-, HPO42-, H2PO4-, Oh-), podobnie jak rodzaj zanieczyszczeń w stałym. Zatem do jedenastu wapnia lub więcej fosforanów, każdy z własną strukturą i właściwościami, może być powstały naturalnie lub sztucznie.

Niektóre fosforany i ich odpowiednie struktury chemiczne i wzory zostaną wspomniane poniżej:

-Fosforan wapnia dihydrado wodoru, Cahpo4∙ 2H2O: Monokliniczny.

Może ci służyć: szczawian amonu

-Dihydrogen monohydowany fosforan wapnia, CA (h2PO4)2∙ h2O: Triclinic.

-Bezwodny fosforan dezi2PO4)2: Triclinic.

-Wodór oktakalcyczny fosforan (OCP), CA8H2(PO4)6: Triclinic. Jest prekursorem syntezy hydroksyapatytu.

-Hydroksyapatyt, CA5(PO4)3Och: sześciokąta.

Fizyczne i chemiczne właściwości

Nazwy

-Fosforan wapniowy

-Fosforan trójkalny

-Trickalny difosforan

Waga molekularna

310,74 g/mol.

Opis fizyczny

To biała substancja stała.

Smak

Bez smaku.

Temperatura topnienia

1670 ° K (1391 ºC).

Rozpuszczalność

-Praktycznie nierozpuszczalne w wodzie.

-Nierozpuszczalne w etanolu.

-Rozpuszczalne w kwasie solnym i rozcieńczonym kwasie azotowym.

Gęstość

3,14 g/cm3.

Współczynnik załamania światła

1629

Standardowa entalpia treningowa

4126 kcal/mol.

Temperatura przechowywania

2-8 ° C.

Ph

6-8 w wodnym zawiesinie 50 g/l fosforanu wapnia.

Szkolenie

Azotan wapnia i wodoru fosforan amonowy

Istnieje wiele metod wytwarzania lub tworzenia fosforanu wapnia. Jedna z nich składa się z mieszanki dwóch soli, CA (nie3)2∙ 4H2Lub i (NH4)2HPO4, wcześniej rozpuszczone odpowiednio w bezwzględnym alkoholu i wodzie. Jedna sól przyczynia się wapń, a drugi fosforan.

Z tej mieszaniny ACP wytrąca się, która następnie ulega ogrzewaniu w piekarniku w 800 ° C i przez 2 godziny. W wyniku tej procedury uzyskuje się β-CA3(PO4)2. Ostrożnie kontrolujące temperatury, pobudzenie i czasy kontaktowe może wystąpić tworzenie nanokrystali.

Tworząc polimorf α-CA3(PO4)2 Konieczne jest podgrzanie fosforanu powyżej 1000 ° C. To ocieplenie jest przeprowadzane w obecności innych jonów metali, które stabilizują ten polimorf na tyle, aby można go było stosować w temperaturze pokojowej; to znaczy pozostaje w stabilnym stanie docelowym.

Wodorotlenek wapnia i kwas fosforowy

Fosforan wapnia może być również utworzony przez zmieszanie roztworów wodorotlenku wapnia i kwasu fosforowego, występując neutralizacja kwasowo-zasadowa. Po pół dnia dojrzewania w duchach matki i ich należytej filtracji, myciu, suszeniu i przesiewaniu, ziarnistym pyle amorficznego fosforanu, ACP jest uzyskiwane.

Ta reakcja ACP iloczyn o wysokich temperaturach, przekształcając się zgodnie z następującymi równaniami chemicznymi:

2ca9(HPO4) (PO4)5(OH) => 2CA9(P2ALBO7)0,5(PO4)5(OH) + H2O (A T = 446,60 ° C)

2ca9(P2ALBO7)0,5(PO4)5(OH) => 3CA3(PO4)2 + 0,5H2O (A t = 748,56 ° C)

Może ci służyć: selen: historia, właściwości, struktura, uzyskiwanie, użycia

W ten sposób otrzymuje się β-CA3(PO4)2, Twój najczęstszy i stabilny polimorf.

Aplikacje

W tkance kostnej

CA3(PO4)2 Jest to główny nieorganiczny składnik popiołów kości. Jest składnikiem przeszczepów wymiany kości, co wyjaśniono jego podobieństwo chemiczne z minerałami obecnymi w kości.

Biomateriały fosforanu wapnia są używane do skorygowania wad kości i przy pokryciu metalowych protez. Fosforan wapnia jest na nich osadzany, izolując je od środowiska i spowalniając proces korozji tytanu.

Cementy bioceramiczne

Cement fosforanowy wapnia (CPC) to kolejna bioceramiczna stosowana w naprawie tkanki kostnej. Opracowuje się go przez mieszanie pyłu różnych rodzajów fosforanów wapnia z wodą, tworząc pastę. Makaron można wstrzykiwać lub dostosować do wady kości lub wnęki.

Cementy są formowane, stopniowo wchłaniane i są zastępowane nowo uformowaną kością.

Lekarze

-CA3(PO4)2 Jest to podstawowa sól, więc jest stosowana jako zobojętniająca się do neutralizowania nadmiaru kwasowości żołądka i zwiększenia pH. W makaronie dentystycznym dostarcza źródło wapnia i fosforanu w celu ułatwienia procesu reineralizacji zębów i hemostazy kości.

-Jest również stosowany jako suplement diety, chociaż najbardziej ekonomicznym sposobem dostarczania wapnia jest użycie jego węglanu i cytrynianu.

-Fosforan wapnia może być stosowany w leczeniu tethany, utajonej hipokalcemii i terapii podtrzymującej. Ponadto jest to przydatne w suplementacji wapnia podczas ciąży i karmienia piersią.

-Jest stosowany w leczeniu zanieczyszczenia radioaktywnym radiem izotopos (RA-226) i strontu (SR-90). Fosforan wapnia blokuje absorpcję radioaktywnych izotopos w przewodzie pokarmowym, ograniczając w ten sposób spowodowane przez nie uszkodzenie.

Inni

-Fosforan wapnia jest stosowany jako pasza dla ptaków. Ponadto jest stosowany w pastach dentystycznych pod kontrolą kamienia nazębnego.

-Jest stosowany jako środek antygomerantowy, na przykład w celu zapobiegania kompact.

-Działa jako środek wybielający mąki. Tymczasem w masła.

Bibliografia

  1. Fosforan wapniowy. Odzyskane z: Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov
  2. Fosforan wapniowy. Nauka bezpośredni. Pobrano z: Scientedirect.com