Fosfato de Magnésio (Mg3 (PO4) 2): Estrutura, Propriedades

O fosfato de magnésio é um termo utilizado para referir uma família de compostos inorgânicos de compostos de magnésio e alcalino-terroso oxianio fosfato de metal. O fosfato de magnésio mais simples possui a fórmula química Mg 3 (PO 4 ) 2 . A fórmula indica que para cada dois ânions PO 4 3 – existem três cátions Mg 2+ interagindo com eles.

Além disso, estes compostos podem ser descritos como sais de magnio derivados do ácido ortofosfórico (H 3 PO 4 ). Em outras palavras, o magnésio “escolhe” entre os ânions fosfato, independentemente de sua apresentação inorgânica ou orgânica (MgO, Mg (NO 3 ) 2 , MgCl 2 , Mg (OH) 2 , etc.).

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Devido a estas razões, os fosfatos de magnésio podem ser encontrados como vários minerais. Algumas delas são: catteita -Mg 3 (PO 4 ) 2 · 22H 2 O, estruvite – (NH 4 ) MGPO 4 .6H 2 O, que os microcristais estão representados na imagem topo- holtedalita -Mg 2 (PO 4 ) (OH) – e régua – Mg 3 (PO 4 ) 2 · 8H 2 O—.

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

Formas de fosfato de magnésio e neutralidade de suas cargas

Os fosfatos de magnésio derivam da substituição de prótons no H 3 PO 4 . Quando o ácido ortofosfórico perde um próton, ele permanece como o íon di-hidrogênio fosfato, H 2 PO 4 .

Como neutralizar a carga negativa para originar um sal de magnésio? Se o Mg 2+ conta com duas cargas positivas, você precisa de dois H 2 PO 4 . Assim, de di-hidrogenofosfato de magnésio, Mg (H é obtida 2 PO 4 ) 2 .

Então, quando o ácido perde dois prótons, o íon hidrogênio fosfato, HPO 4 2 – permanece . Agora, como neutralizar essas duas cargas negativas? Como o Mg 2+ precisa apenas de duas cargas negativas para neutralizar, ele interage com um único íon HPO 4 2 . Deste modo, é obtido fosfato de ácido magnésio: MgHPO4 .

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Finalmente, quando todos os prótons são perdidos, o ânion fosfato PO 4 3 – permanece . Isso requer três cátions Mg 2+ e outro fosfato para formar um sólido cristalino. A equação matemática 2 (-3) + 3 (+2) = 0 ajuda a entender essas proporções estequiométricas para magnésio e fosfato.

Como resultado dessas interações, é produzido fosfato tribásico de magnésio: Mg 3 (PO 4 ) 2 . Por que é tribásico? Porque é capaz de aceitar três equivalentes de H + para formar o H 3 PO 4 novamente :

PO 4 3 – (ac) + 3H + (ac) <=> H 3 PO 4 (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 os íons PO 4 3– , K + , Na + , Rb + , NH 4 + , etc., também pode interceder, formando o composto (X) MgPO 4 . Se X é igual a NH 4 + , as formas de estruvite minerais anidros, (NH 4 ) MGPO 4 .

Dada a situação em que outro fosfato intervém e as cargas negativas aumentam, outros cátions adicionais podem ser adicionados às interações para neutralizá-las. Graças a isso, numerosos cristais de fosfato de magnésio podem ser sintetizados (Na 3 RbMg 7 (PO 4 ) 6 , por exemplo).

Estrutura

Fosfato de Magnésio (Mg3 (PO4) 2): Estrutura, Propriedades 2

A imagem acima ilustra as interações entre os íons Mg 2+ e PO 4 3 que definem a estrutura cristalina. No entanto, é apenas uma imagem que demonstra a geometria tetraédrica dos fosfatos. Então, a estrutura cristalina envolve esferas de fosfato tetraedro e magnésio.

No caso do Mg 3 (PO 4 ) 2 anidro, os íons adotam uma estrutura romboédrica, na qual o Mg 2+ é coordenado com seis átomos de O.

O exemplo acima é ilustrado na imagem abaixo, com o limite de que as esferas azuis são de cobalto, o suficiente para alterá-las para as esferas verdes de magnésio:

Fosfato de Magnésio (Mg3 (PO4) 2): Estrutura, Propriedades 3

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

Além disso, 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-PO 3 3– ). Além disso, cada íon fosfato é capaz de aceitar até quatro ligações de hidrogênio; isto é, quatro moléculas de água.

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Como o Mg 3 (PO 4 ) 2 possui dois fosfatos, ele pode aceitar oito moléculas de água (o que ocorre com o mineral bobierrita). Por sua vez, essas moléculas de água podem formar ligações de hidrogênio com outras pessoas ou interagir com os centros positivos de Mg 2+ .

Propriedades

É um sólido branco, formando placas rômbicas cristalinas. Também não tem cheiro nem sabor.

É muito insolúvel em água, mesmo quando está quente, devido à sua grande energia cristalina na rede; Este é um produto das fortes interações eletrostáticas entre os íons polivalentes Mg 2+ e PO 4 3– .

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

Derrete a 1184 ° C, o que também é indicativo de fortes interações eletrostáticas. Essas propriedades variam dependendo de quantas moléculas de água ele absorve e se o fosfato for encontrado em algumas de suas formas protonadas (HPO 4 2 – ou H 2 PO 4 ).

Usos

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Tem sido usado como laxante para constipação e estados gástricos. No entanto, seus efeitos colaterais prejudiciais – manifestados pela geração de diarréia e vômito – limitaram seus usos. Além disso, é provável que cause danos ao trato gastrointestinal.

Atualmente, está sendo explorado o uso de fosfato de magnésio no reparo de tecido ósseo, investigando a aplicação de Mg (H 2 PO 4 ) 2 como cimento.

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

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

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

A deficiência de Mg no ser humano 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, náusea, baixos níveis circulantes de hormônio paratireóide e cólicas estomacais e menstruais, entre outros.

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