- أشكال فوسفات المغنيسيوم وحياد شحناته
- فوسفات المغنيسيوم مع الكاتيونات الأخرى
- بناء
- الخصائص
- التطبيقات
- المراجع
و فوسفات المغنيسيوم هو مصطلح يستخدم للإشارة إلى عائلة من المركبات غير العضوية تتكون من المغنيسيوم والمعادن القلوية الأرض الفوسفات oxyanion. أبسط فوسفات المغنيسيوم له الصيغة الكيميائية Mg 3 (PO 4) 2. تشير الصيغة أن كل اثنين PO 4 3- الأنيونات هناك ثلاثة المغنيسيوم 2+ الكاتيونات التفاعل معها.
وبالمثل ، يمكن وصف هذه المركبات بأملاح المغنيسيوم المشتقة من حمض الفوسفوريك (H 3 PO 4). بمعنى آخر ، المغنيسيوم "على الظهر" بين أنيونات الفوسفات ، بغض النظر عن مظهرها غير العضوي أو العضوي (MgO ، Mg (NO 3) 2 ، MgCl 2 ، Mg (OH) 2 ، إلخ).
لهذه الأسباب ، يمكن العثور على فوسفات المغنيسيوم كمعادن مختلفة. بعض هذه هي: catteite -Mg 3 (PO 4) 2 · 22H 2 O- ، struvite - (NH 4) MgPO 4 · 6H 2 O ، التي يتم تمثيل بلوراتها الدقيقة في الصورة العليا- ، holtedalite -Mg 2 (PO 4) (OH) - و bobierrite -Mg 3 (PO 4) 2 · 8H 2 O-.
في حالة البوبيريت ، يكون هيكله البلوري أحادي الميل ، مع تكتلات بلورية على شكل مراوح ووريدات ضخمة. ومع ذلك ، تتميز فوسفات المغنيسيوم بإظهار كيمياء هيكلية غنية ، مما يعني أن أيوناتها تتبنى العديد من الترتيبات البلورية.
أشكال فوسفات المغنيسيوم وحياد شحناته
وتستمد فوسفات المغنسيوم من استبدال H 3 PO 4 البروتونات. عندما يفقد حامض الفوسفوريك البروتون ، فإنه يبقى مثل أيون فوسفات ثنائي الهيدروجين ، H 2 PO 4 -.
كيفية تحييد الشحنة السالبة لإنتاج ملح المغنيسيوم؟ إذا احتسب Mg 2+ لشحنتين موجبتين ، فأنت بحاجة إلى شحنتين H 2 PO 4 -. وهكذا ، يتم الحصول على فوسفات ثنائي حامض المغنيسيوم ، Mg (H 2 PO 4) 2.
بعد ذلك ، عندما يفقد الحمض اثنين من البروتونات ، يبقى أيون فوسفات الهيدروجين ، HPO 4 2. الآن كيف يمكنك تحييد هاتين الشحنتين السلبيتين؟ نظرًا لأن Mg 2+ يحتاج فقط إلى شحنتين سالبتين لتحييدهما ، فإنه يتفاعل مع HPO 4 2– ion واحد. بهذه الطريقة ، يتم الحصول على فوسفات حمض المغنيسيوم: MgHPO 4.
أخيرًا ، عند فقد جميع البروتونات ، يبقى أنيون الفوسفات PO 4 3. يتطلب هذا ثلاثة كاتيونات Mg 2+ وفوسفات آخر لتتجمع في مادة صلبة بلورية. تساعد المعادلة الرياضية 2 (-3) + 3 (+2) = 0 على فهم هذه النسب المتكافئة للمغنيسيوم والفوسفات.
نتيجة لهذه التفاعلات ، يتم إنتاج فوسفات المغنيسيوم تريباسيك: Mg 3 (PO 4) 2. لماذا هي القبيلة؟ لأنه قادر على قبول ثلاثة معادلات لـ H + لتكوين H 3 PO 4 مرة أخرى:
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
فوسفات المغنيسيوم مع الكاتيونات الأخرى
يمكن أيضًا تحقيق تعويض عن الرسوم السالبة بمشاركة الأنواع الإيجابية الأخرى.
على سبيل المثال ، لتحييد PO 4 3– ، أيونات K + ، Na + ، Rb + ، NH 4 + ، إلخ ، يمكن أيضًا التوسط ، مكونًا مركب (X) MgPO 4. إذا كانت X تساوي NH 4 + ، يتشكل الستروفيت المعدني اللامائي (NH 4) MgPO 4.
نظرًا للحالة التي يتدخل فيها فوسفات آخر وتزيد الشحنات السالبة ، يمكن أن تنضم الكاتيونات الإضافية الأخرى إلى التفاعلات لتحييدها. بفضل هذا ، يمكن تصنيع بلورات عديدة من فوسفات المغنيسيوم (على سبيل المثال Na 3 RbMg 7 (PO 4) 6).
بناء
توضح الصورة العلوية التفاعلات بين أيونات Mg 2+ و PO 4 3 التي تحدد التركيب البلوري. ومع ذلك ، فهي مجرد صورة توضح بالأحرى الهندسة رباعية السطوح للفوسفات. لذا ، فإن التركيب البلوري يتضمن فوسفات رباعي الأسطح ومغنيزيوم كريات.
في حالة اللامائية Mg 3 (PO 4) 2 ، تتبنى الأيونات بنية معينية السطوح ، حيث يتم تنسيق Mg 2+ مع ست ذرات O.
ما ورد أعلاه موضح في الصورة أدناه ، مع الإشارة إلى أن الكرات الزرقاء مصنوعة من الكوبالت ، ويكفي تغييرها إلى المجالات الخضراء للمغنيسيوم:
في وسط الهيكل ، يمكن تحديد موقع المجسم المكون من ستة كرات حمراء حول الكرة المزرقة.
وبالمثل ، فإن هذه الهياكل البلورية قادرة على قبول جزيئات الماء ، وتشكيل هيدرات فوسفات المغنيسيوم.
هذا لأنها تشكل روابط هيدروجينية مع أيونات الفوسفات (HOH-O-PO 3 3–). علاوة على ذلك ، فإن كل أيون فوسفات قادر على قبول ما يصل إلى أربعة روابط هيدروجينية ؛ أي أربعة جزيئات من الماء.
نظرًا لأن Mg 3 (PO 4) 2 يحتوي على اثنين من الفوسفات ، فيمكنه قبول ثمانية جزيئات من الماء (كما هو الحال مع معدن bobierrite). في المقابل ، يمكن لجزيئات الماء هذه أن تشكل روابط هيدروجينية مع بعضها البعض أو تتفاعل مع المراكز الإيجابية لـ Mg 2+.
الخصائص
وهي مادة صلبة بيضاء ، وتشكل ألواح بلورية معينية. كما أنه عديم الرائحة والمذاق.
إنه غير قابل للذوبان في الماء ، حتى عندما يكون ساخنًا ، نظرًا لطاقته العالية من الشبكة البلورية ؛ هذا هو نتاج التفاعلات الكهروستاتيكية القوية بين الأيونات متعددة التكافؤ Mg 2+ و PO 4 3–.
أي عندما تكون الأيونات متعددة التكافؤ ولا يختلف نصف قطرها الأيوني كثيرًا في الحجم ، فإن المادة الصلبة تظهر مقاومة للانحلال.
يذوب عند 1184 درجة مئوية ، وهو ما يشير أيضًا إلى تفاعلات كهروستاتيكية قوية. تختلف هذه الخصائص اعتمادًا على عدد جزيئات الماء التي تمتصها ، وما إذا كان الفوسفات في بعض أشكاله البروتونية (HPO 4 2 - أو H 2 PO 4 -).
التطبيقات
تم استخدامه كملين لحالات الإمساك والحموضة المعوية. ومع ذلك ، فإن آثاره الجانبية الضارة - التي تجلت في ظهور الإسهال والقيء - حدت من استخداماته. بالإضافة إلى ذلك ، من المحتمل أن يتسبب في تلف الجهاز الهضمي.
يتم حاليًا استكشاف استخدام فوسفات المغنيسيوم في إصلاح أنسجة العظام ، والتحقيق في استخدام Mg (H 2 PO 4) 2 كأسمنت.
هذا الشكل من فوسفات المغنيسيوم يلبي متطلبات هذا: إنه قابل للتحلل البيولوجي ومتوافق مع الأنسجة. بالإضافة إلى ذلك ، يوصى باستخدامه في تجديد أنسجة العظام لمقاومته وسرعة وضعه.
يجري تقييم استخدام فوسفات المغنيسيوم غير المتبلور (AMP) كمادة عظمية قابلة للتحلل ، وغير طاردة للحرارة. لتوليد هذا الأسمنت ، يتم خلط مسحوق AMP مع كحول البولي فينيل لتشكيل معجون.
تتمثل الوظيفة الرئيسية لفوسفات المغنيسيوم في العمل كمصدر للمغنيسيوم للكائنات الحية. يشارك هذا العنصر في العديد من التفاعلات الأنزيمية كمحفز أو وسيط ، لكونه ضروريًا للحياة.
يرتبط نقص المغنيسيوم عند البشر بالتأثيرات التالية: انخفاض مستويات الكالسيوم ، قصور القلب ، احتباس الصوديوم ، انخفاض مستويات البوتاسيوم ، عدم انتظام ضربات القلب ، تقلصات العضلات المستمرة ، القيء ، الغثيان ، انخفاض مستويات الدورة الدموية. هرمون الغدة الجار درقية والمعدة وتشنجات الدورة الشهرية ، من بين أمور أخرى.
المراجع
- أمانة SuSanA. (17 ديسمبر 2010). ستروفيت تحت المجهر. تم الاسترجاع في 17 أبريل 2018 من: flickr.com
- نشر البيانات المعدنية. (2001-2005). Bobierrite. تم الاسترجاع في 17 أبريل 2018 من: handbookofmineralogy.org
- يينغ يو ، تشاو شو ، هونغليان داي ؛ تحضير وتوصيف الأسمنت العظمي لفوسفات المغنيسيوم القابل للتحلل ، المواد الحيوية المتجددة ، المجلد 3 ، الإصدار 4 ، 1 ديسمبر 2016 ، الصفحات 231-237 ، doi.org
- سحر موسى. (2010). دراسة عن تركيب مواد فوسفات المغنيسيوم. نشرة أبحاث الفوسفور المجلد 24 ، ص 16-21.
- سموكفوت. (28 مارس 2018). EntryWithCollCode38260.. تم الاسترجاع في 17 أبريل 2018 من: commons.wikimedia.org
- ويكيبيديا. (2018). فوسفات المغنيسيوم تريباسيك. تم الاسترجاع في 17 أبريل 2018 من: en.wikipedia.org
- بوبكيم. (2018). فوسفات المغنيسيوم لا مائي. تم الاسترجاع في 17 أبريل 2018 من: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- بن حامد ، ت. ، بوخريس ، أ ، بدري ، أ ، وبن عمارة ، م. (2017). التوليف والتركيب البلوري لفوسفات المغنيسيوم الجديد Na3RbMg7 (PO4) 6. اكتا Crystallographica القسم E: الاتصالات البلورية ، 73 (جزء 6) ، 817-820. doi.org
- Barbie، E.، Lin، B.، Goel، VK and Bhaduri، S. (2016) تقييم الأسمنت العظمي غير الطارد للحرارة على أساس فوسفات المغنيسيوم غير المتبلور (AMP). حصيرة الطبية الحيوية. المجلد 11 (5): 055010.
- Yu ، Y. ، Yu ، CH. وداي ، هـ. (2016). تحضير الأسمنت العظمي المغنيسيوم القابل للتحلل. المواد الحيوية المتجددة. المجلد 4 (1): 231