Fosfato de magnésio (Mg3 (PO4) 2): Estrutura, Propriedades - Ciência - 2023

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Fosfato de magnésio (Mg3 (PO4) 2): Estrutura, Propriedades - Ciência
Fosfato de magnésio (Mg3 (PO4) 2): Estrutura, Propriedades - Ciência

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o fosfato de magnésio é um termo usado para se referir a uma família de compostos inorgânicos formados por magnésio, metal alcalino-terroso e fosfato de oxoanião. O mais simples fosfato de magnésio tem a fórmula química Mg3(PO4)2. A fórmula indica que para cada dois ânions PO43– existem três cátions Mg2+ interagindo com eles.

Da mesma forma, esses compostos podem ser descritos como sais de magnésio derivados do ácido ortofosfórico (H3PO4) Em outras palavras, o magnésio "coalesce" entre os ânions fosfato, independentemente de sua apresentação inorgânica ou orgânica (MgO, Mg (NO3)2, MgCl2, Mg (OH)2, etc.).

Devido a essas razões, os fosfatos de magnésio podem ser encontrados como vários minerais. Alguns deles são: catteite -Mg3(PO4)2 · 22H2O-, estruvita - (NH4) MgPO46h2Ou, cujos microcristais estão representados na imagem superior-, holtedalita -Mg2(PO4) (OH) - e bobierrite -Mg3(PO4)28h2OU-.


No caso da bobierrita, sua estrutura cristalina é monoclínica, com agregados cristalinos em forma de leque e rosetas maciças. No entanto, os fosfatos de magnésio são caracterizados por exibirem uma química estrutural rica, o que significa que seus íons adotam muitos arranjos cristalinos.

Formas de fosfato de magnésio e a neutralidade de suas cargas

Os fosfatos de magnésio são derivados da substituição de prótons H3PO4. Quando o ácido ortofosfórico perde um próton, ele permanece como o íon di-hidrogenofosfato, H2PO4–.

Como neutralizar a carga negativa para produzir um sal de magnésio? Sim mg2+ conta para duas cargas positivas, então você precisa de dois H2PO4–. Assim, o diácido fosfato de magnésio, Mg (H2PO4)2.

Em seguida, quando o ácido perde dois prótons, o íon de fosfato de hidrogênio, HPO, permanece42–. Agora, como você neutraliza essas duas cargas negativas? Como Mg2+ ele só precisa de duas cargas negativas para se neutralizar, ele interage com um único íon HPO42–. Desta forma, é obtido o fosfato ácido de magnésio: MgHPO4.


Finalmente, quando todos os prótons são perdidos, o ânion fosfato PO permanece.43–. Isso requer três cátions Mg2+ e de outro fosfato para montar em um sólido cristalino. A equação matemática 2 (-3) + 3 (+2) = 0 ajuda a entender essas relações estequiométricas para magnésio e fosfato.

Como resultado dessas interações, o fosfato de magnésio tribásico é produzido: Mg3(PO4)2. Por que é tribásico? Porque é capaz de aceitar três equivalentes de H+ para formar o H novamente3PO4:

PO43–(aq) + 3H+(ac) <=> H3PO4(ac)

Fosfatos de magnésio com outros cátions

A compensação de cargas negativas também pode ser alcançada com a participação de outras espécies positivas.

Por exemplo, para neutralizar o PO43–, os íons K+, N / D+, Rb+, NH4+, etc., também pode interceder, formando o composto (X) MgPO4. Se X for igual a NH4+, a estruvita anidra mineral é formada, (NH4) MgPO4.


Dada a situação onde outro fosfato intervém e as cargas negativas aumentam, outros cátions adicionais podem se juntar às interações para neutralizá-los. Graças a isso, numerosos cristais de fosfato de magnésio podem ser sintetizados (Na3RbMg7(PO4)6, por exemplo).

Estrutura

A imagem acima ilustra as interações entre íons de Mg2+ e PO43– que definem a estrutura cristalina. No entanto, é apenas uma imagem que demonstra a geometria tetraédrica dos fosfatos. Portanto, a estrutura cristalina envolve tetraedros de fosfato e esferas de magnésio.

Para o caso de Mg3(PO4)2 anidro, os íons adotam uma estrutura romboédrica, na qual o Mg2+ é coordenado com seis átomos de O.

O acima é ilustrado na imagem abaixo, com a notação de que as esferas azuis são cobalto, basta trocá-las pelas esferas verdes de magnésio:

Bem no centro da estrutura, o octaedro formado pelas seis esferas vermelhas ao redor da esfera azulada pode ser localizado.

Da mesma forma, essas estruturas cristalinas são capazes de aceitar moléculas de água, formando hidratos de fosfato de magnésio.

Isso ocorre porque eles formam ligações de hidrogênio com íons fosfato (HOH-O-PO33–) Além disso, cada íon fosfato é capaz de aceitar até quatro ligações de hidrogênio; ou seja, quatro moléculas de água.

Como Mg3(PO4)2 tem dois fosfatos, pode aceitar oito moléculas de água (o que acontece com o mineral bobierrita). Por sua vez, essas moléculas de água podem formar ligações de hidrogênio com outras ou interagir com os centros positivos de Mg.2+.

Propriedades

É um sólido branco, formando placas rômbicas cristalinas. Também é inodoro e insípido.

É muito insolúvel em água, mesmo quando quente, devido à sua alta energia da rede cristalina; Este é o produto das fortes interações eletrostáticas entre os íons de Mg polivalentes2+ e PO43–.

Ou seja, quando os íons são polivalentes e seus raios iônicos não variam muito em tamanho, o sólido apresenta resistência à dissolução.

Ele derrete a 1184 ºC, o que também é indicativo de fortes interações eletrostáticas. Essas propriedades variam dependendo de quantas moléculas de água ele absorve e se o fosfato está em alguma de suas formas protonadas (HPO42– ou H2PO4–).

Formulários

Tem sido usado como laxante para estados de constipação e azia. No entanto, seus efeitos colaterais prejudiciais - manifestados pela geração de diarréia e vômito - têm limitado seu uso. Além disso, é provável que cause danos ao trato gastrointestinal.

O uso do fosfato de magnésio na reparação do tecido ósseo está sendo explorado, investigando a aplicação do Mg (H2PO4)2 como cimento.

Esta forma de fosfato de magnésio atende aos requisitos para isso: é biodegradável e histocompatível. Além disso, seu uso na regeneração de tecido ósseo é recomendado por sua resistência e rápida presa.

O uso de fosfato de magnésio amorfo (AMP) como cimento ortopédico não exotérmico biodegradável está sendo avaliado. Para gerar esse cimento, o pó de AMP é misturado com álcool polivinílico para formar uma massa.

A principal função do fosfato de magnésio é servir como uma contribuição de Mg para os seres vivos. Este elemento intervém em inúmeras reações enzimáticas como catalisador ou intermediário, sendo essencial para a vida.

A deficiência de Mg em humanos está associada aos seguintes efeitos: diminuição dos níveis de Ca, insuficiência cardíaca, retenção de Na, diminuição dos níveis de K, arritmias, contrações musculares sustentadas, vômitos, náuseas, baixos níveis circulantes de hormônio da paratireóide e cólicas estomacais e menstruais, entre outros.

Referências

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