סידן פוספט (Ca3 (PO4) 2) מבנה, תכונות, היווצרות ושימושים



ה סידן פוספט הוא מלח אנאורגני ושלישוני אשר הנוסחה הכימית שלו היא Ca3(PO4)2. הנוסחה קובעת כי הרכב מלח זה הוא 3: 2 עבור סידן ופוספט, בהתאמה. זה ניתן לראות ישירות בתמונה התחתונה, שם cation cation מוצג2+ ואת אניון אניון43-. עבור כל שלושה Ca2+ יש שני פו43- אינטראקציה איתם.

מצד שני, סידן פוספט מתייחס סדרה של מלחים המשתנים בהתאם יחס Ca / P, כמו גם את מידת הלחות ו- pH. למעשה, ישנם סוגים רבים של סידן פוספטים קיימים וניתן מסונתז. עם זאת, בעקבות המינוח פשוטו כמשמעו, סידן פוספט מתייחס רק tricalcium, הנ"ל.

כל פוספטים סידן, כולל Ca3(PO4)2, הם לבנים מוצק עם גוונים אפרפר קל. הם יכולים להיות גרגירי, בסדר, גבישי, ויש להם גודל החלקיקים כי הם סביב מיקרומטר; ואפילו חלקיקים של פוספטים אלה הוכנו, בהם מתוכננים חומרים ביוכימיים עבור העצמות.

Biocompatibility זה נובע מכך כי אלה מלחים נמצאים השיניים, בקיצור, ברקמות העצם של היונקים. לדוגמה, hydroxyapatite הוא פוספט סידן גבישי, אשר בתורו אינטראקציה עם שלב אמורפי של מלח זהה.

משמעות הדבר היא כי phosphates סידן אמורפי גבישי קיים. מסיבה זו, גיוון ואפשרויות מרובות אינם מפתיעים כאשר מסנתזים חומרים המבוססים על סידן פוספטים; חומרים אשר נכסיהם חוקרים מתעניינים יותר מדי יום ברחבי העולם כדי להתמקד בשיקום עצמות.

אינדקס

  • מבנה של סידן פוספט
    • 1.1 פוספט סידן אמורפי
    • 1.2 שאר בני המשפחה
  • תכונות פיסיקליות וכימיות
    • 2.1 שמות
    • 2.2 משקל מולקולרי
    • 2.3 תיאור פיזי
    • 2.4 טעם
    • 2.5 נקודת התכה
    • 2.6 מסיסות
    • 2.7 צפיפות
    • 2.8 מקדם השבירה
    • 2.9 אנתלפיה סטנדרטית של אימון
    • 2.10 טמפרטורת אחסון
    • 2.11 pH
  • 3 הדרכה
    • 3.1 חנקת סידן ופוספט מימן אמוניום
    • 3.2 סידן הידרוקסיד וחומצה זרחתית
  • 4 שימושים
    • 4.1 ברקמת העצם
    • 4.2 מלט ביוכימי
    • 4.3 רופאים
    • 4.4 אחר
  • 5 הפניות

מבנה של סידן פוספט

התמונה העליונה מראה את המבנה של פוספט calico tribasic במינרל whitlockite מוזר, אשר עשוי להכיל מגנזיום ברזל כמו זיהומים.

אמנם במבט ראשון זה אולי נראה מורכב, יש צורך להבהיר כי המודל מניח אינטראקציות קוולנטיות בין אטומי החמצן של פוספטים לבין מרכזי מתכת של סידן.

באמצעות ייצוג זה הוא תקף, עם זאת, האינטראקציות הן אלקטרוסטטיות; כלומר, קטיונים Ca2+ נמשכים אל אניונים פו43- (Ca2+- O-PO33-). עם זאת בחשבון, הוא הבין מדוע בסידן התמונה (ירוק תחומים) מוקפים אטומים חמצן טעונה שלילית (כדורים אדומים).

כאשר יש כל כך הרבה יונים, זה לא משאיר הסדר סימטרי או דפוס גלוי. Ca3(PO4)2 מאומץ בטמפרטורות נמוכות (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, עבור ראשי תיבות באנגלית).

בטמפרטורות גבוהות, מצד שני, הוא הופך את פולימורף α-Ca3(PO4)2 (α-TCP), שתא היחידה שלו מתאים למערכת גבישית מונו-קלינית. בטמפרטורות גבוהות אף יותר, פוליפורף α'-Ca יכול גם להיווצר3(PO4)2, שהוא מבנה גבישי משושה.

פוספט סידן אמורפי

מבנים קריסטל הוזכרו עבור סידן פוספט, אשר צפוי להיות מלח. עם זאת, הוא מסוגל להציג מבנים מסולפים אסימטריים, קשור יותר לסוג של "זכוכית סידן פוספט" מאשר גבישים במובן הקפדני של ההגדרה שלה.

כאשר זה קורה, הוא אמר כי סידן פוספט יש מבנה אמורפי (ACP, פוספט סידן אמורפי). מחברים אחדים מצביעים על סוג זה של מבנה כאחראי על התכונות הביולוגיות של Ca3(PO4)2 ברקמות העצם, תיקון שלה biomimetization להיות אפשרי.

באמצעות ההבהרה של המבנה שלה על ידי תהודה מגנטית גרעינית (NMR), נוכחות של OH יונים נמצא- ו- HPO42- ב ACP. יונים אלה נוצרים על ידי הידרוליזה של אחד הפוספטים:

PO43- + ח2הו <=> HPO42- + הו-

כתוצאה מכך, המבנה האמיתי של ACP הופך מורכב יותר, אשר הרכב היונים שלה מיוצגת על ידי הנוסחה: Ca9(PO4)6 x(HPO4)x(OH)x. ה- x מציין את מידת ההידרציה, שכן אם x = 1, הנוסחה תהיה כמו: Ca9(PO4)5(HPO4) (OH).

המבנים השונים שה- PCA עשויים להיות תלויים ביחסים הטוחניים של Ca / P; כלומר, של כמויות יחסית של סידן ו פוספט, אשר לשנות את כל ההרכב שנוצר שלהם.

שאר בני המשפחה

סידן פוספטים הם למעשה משפחה של תרכובות אנאורגניות, אשר בתורו יכול לקיים אינטראקציה עם מטריצה ​​אורגנית.

פוספטים אחרים מתקבלים "פשוט" על ידי שינוי האניונים המלווים סידן (PO43-, HPO42-, ח2PO4-, הו-), כמו גם סוג של זיהומים של מוצק. לכן, עד אחת עשרה סידן פוספטים או יותר, כל אחד עם המבנה שלו ואת המאפיינים, יכול לנבוע באופן טבעי או מלאכותי..

להלן כמה פוספטים ומבנים בהתאמה שלהם נוסחאות כימיות:

-מימן סידן פוספט מיובש, CaHPO4∙ 2H2O: monoclinic.

-סידן מונוהידראט פוספט סידן, Ca (H)2PO4)2∙ ח2O: triclinic.

-פוספט דיאסיד נטול מים, Ca (H)2PO4)2: triclinic.

-Ocalcium מימן פוספט (OCP), Ca8ח2(PO4)6: triclinic זהו מבשר בסינתזה של hydroxyapatite.

-Hydroxyapatite, Ca5(PO4)3OH: משושה.

תכונות פיסיקליות וכימיות

שמות

-סידן פוספט

-פוספט טריקלציום

-טריקלציום דיפוספט

משקל מולקולרי

310.74 g / mol.

תיאור פיזי

זה מוצק לבן מוצק.

טעם

חסר טעם.

נקודת התכה

1670 ºK (1391 ºC).

מסיסות

-כמעט בלתי מסיס במים.

-מסיס באתנול.

-מסיס ב לדלל חומצה הידרוכלורית וחומצה חנקתית.

צפיפות

3.14 גרם / ס"מ3.

מקדם השבירה

1,629

אנתלפיה סטנדרטית של אימון

4126 קק"ל / מול.

טמפרטורת אחסון

2-8 מעלות צלסיוס.

pH

6-8 ההשעיה מימית של 50 גרם / L של סידן פוספט.

הדרכה

סידן חנקה ומימן פוספט מימן

ישנן שיטות רבות כדי לייצר או ליצור סידן פוספט. אחד מהם מורכב מתערובת של שני מלחים, Ca (NO)3)2∙ 4H2O, ו (NH4)2HPO4, בעבר מומס אלכוהול מוחלט מים, בהתאמה. מלח אחד מספק סידן, ואת פוספט אחרים.

מתוך תערובת זו ACP משקע, אשר לאחר מכן נתון חימום בתנור ב 800 מעלות צלזיוס למשך 2 שעות. כתוצאה של הליך זה, β-Ca מתקבל3(PO4)2. על ידי בקרת טמפרטורות בקפידה, תסיסה פעמים קשר, היווצרות nanocrystal יכול להתרחש.

כדי ליצור את פולימורף α-Ca3(PO4)2 יש צורך לחמם את הפוספט מעל 1000 ° C. חימום זה מתבצע בנוכחות יונים מתכת אחרים, אשר לייצב את זה polymorph מספיק עבור אותו לשמש בטמפרטורת החדר; כלומר, הוא נשאר במצב meta יציב.

סידן הידרוקסיד וחומצה זרחתית

סידן פוספט יכול גם להיווצר על ידי ערבוב הפתרונות של סידן הידרוקסיד וחומצה זרחתית, עם ניטרול חומצה בסיס המתרחשים. לאחר חצי יום של ההבשלה של משקאות האם, ועל סינון תקין שלהם, כביסה, ייבוש ונאנון, אבקת גרגרי של פוספט אמורפי מתקבל, ACP.

זה מוצר התגובות ACP של טמפרטורות גבוהות, להפוך לפי המשוואות הכימיות הבאות:

2Ca9(HPO4)4)5(OH) => 2Ca9(עמ '2הו7)0.5(PO4)5(OH) + H2O (ב T = 446.60 ° C)

2Ca9(עמ '2הו7)0.5(PO4)5(OH) => 3Ca3(PO4)2 + 0.5H2O (ב- T = 748.56 ° C)

בדרך זו, β-Ca מתקבל3(PO4)2, הפולימורף הנפוץ והיציב ביותר שלה.

שימושים

ברקמת העצם

Ca3(PO4)2 זהו המרכיב האורגני העיקרי של אפר העצם. זהו מרכיב של השתלות החלפת עצם, זה מוסבר על ידי דמיון כימי שלה מינרלים נוכח העצם.

סידן פוספט biomaterials משמשים לתקן פגמים העצם בציפוי של תותבות מתכת טיטניום. סידן פוספט מופקד עליהם, מבודד אותם מן הסביבה להאט את תהליך טיטניום קורוזיה.

סידן פוספטים, כולל Ca3(PO4)2, הם משמשים לייצור של חומרים קרמיים. חומרים אלה הם biocompatible, והם משמשים כיום כדי להחזיר את אובדן העצם alvolar, הנובע מחלת חניכיים, זיהומים endodontic ועוד תנאים..

עם זאת, הם צריכים לשמש רק כדי להאיץ תיקון עצם periapical, באזורים שבהם אין דלקת חיידקית כרונית.

סידן פוספט ניתן להשתמש בתיקון של פגמים העצם, כאשר לא ניתן להשתמש שתל עצם אוטוגני. ניתן להשתמש בו לבד או בשילוב עם פולימר מתכלה resorbable, כגון חומצה polyglycolic.

צמנטים ביוכרמיים

סידן פוספט מלט (לקליק) הוא bioceramic נוסף המשמש לתיקון של רקמת העצם. זה נעשה על ידי ערבוב אבקה של סוגים שונים של סידן פוספטים עם מים, להרכיב להדביק. הדבק יכול להיות מוזרק או מותאם לפגם העצם או חלל.

הצמנטים הם יצוק, resorbed בהדרגה הוחלף על ידי עצם שזה עתה נוצרו.

רופאים

-Ca3(PO4)2 זהו מלח בסיסי, ולכן הוא משמש כמו נוגדי חומצה לנטרל עודף חומצת הקיבה ולהגדיל את ה- pH. במשחת שיניים, הוא מספק מקור של סידן ופוספט כדי להקל על תהליך של remineralization של השיניים העצם המוסטאזיס.

-הוא משמש גם כתוסף תזונתי, אם כי הדרך הזולה ביותר להחליף סידן היא באמצעות שימוש פחמתי שלה ציטראט..

-סידן פוספט יכול לשמש לטיפול טטניה, hypocalcemia סמויה טיפול ותחזוקה. בנוסף, הוא שימושי תוספת סידן במהלך ההריון הנקה.

-הוא משמש לטיפול זיהום עם רדיו איזוטופים רדיואקטיבי (Ra-226) ו סטרונציום (Sr-90). סידן פוספט חוסם את הקליטה של ​​איזוטופים רדיואקטיביים במערכת העיכול, ובכך להגביל את הנזק שנגרם על ידי אותם.

אחרים

-סידן פוספט משמש להאכיל ציפורים. בנוסף, הוא משמש משחות שיניים כדי לשלוט tartar.

-הוא משמש סוכן anti-caking, למשל כדי למנוע מלח שולחן מלהיות דחוס.

-זה עובד כסוכן הלבנה לקמח. בעוד, בתוך שומן חזיר מונע צבע לא רצוי ומשפר את מצב הטיגון.

הפניות

  1. טונג מ. (1998) סידן פוספטים: מבנה, קומפוזיציה, מסיסות ויציבות. ב: Amjad Z (עורכים) סידן פוספטים במערכות ביולוגיות ותעשייתיות. שפרינגר, בוסטון, תואר שני.
  2. Langlang Liu, Yanzeng וו, צ'או שו, Suchun יו, Xiaopei וו, ו Honglian דאי. (2018). "סינתזה, אפיון של ננו-β-Tricalcium פוספט ואת עיכוב על תאים קרצינומה hepatocellular," Journal of Nanomaterials, vol. 2018, מזהה מספר 7083416, 7 דפים, 2018. 
  3. מסרק, ישו וריי, נוצרי. (2010). פוספטים סידן אמורפי: סינתזה, תכונות ושימושים ביו-חומרים. Acta Biomaterialia, כרך א. 6 (מס '9). עמ ' 3362-3378. ISSN 1742-7061
  4. ויקיפדיה. (2019). פוספט טריקלציום. מקור: en.wikipedia.org
  5. Abida et al. (2017). אבקת פוספט טריאלציום: הכנה, אפיון ויכולות דחיסה. כתב העת לכימיה של הים התיכון 2017, 6 (3), 71-76.
  6. PubChem. (2019). סידן פוספט. מקור: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  7. אלסבייר (2019). סידן פוספט. מדע ישיר. מקור: sciencedirect.com