- Formas de fosfato de magnésio e a neutralidade de suas cargas
- Fosfatos de magnésio com outros cátions
- Estrutura
- Propriedades
- Formulários
- Referências
O fosfato de magnésio é um termo usado para se referir a uma família de compostos inorgânicos compostos por oxianião de fosfato de magnésio e metal alcalino-terroso. O fosfato de magnésio mais simples tem a fórmula química Mg 3 (PO 4) 2. A fórmula indica que para cada dois ânions PO 4 3– há três cátions Mg 2+ interagindo com eles.
Da mesma forma, esses compostos podem ser descritos como sais de magnésio derivados do ácido ortofosfórico (H 3 PO 4). Em outras palavras, o magnésio “coalesce” entre os ânions de fosfato, independentemente de sua apresentação inorgânica ou orgânica (MgO, Mg (NO 3) 2, MgCl 2, Mg (OH) 2, etc.).
Devido a essas razões, os fosfatos de magnésio podem ser encontrados como vários minerais. Alguns deles são: catteita -Mg 3 (PO 4) 2 · 22H 2 O-, estruvita - (NH 4) MgPO 4 · 6H 2 O, cujos microcristais estão representados na imagem superior-, holtedalita -Mg 2 (PO 4) (OH) - e bobierrita -Mg 3 (PO 4) 2 · 8H 2 O-.
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 H 3 PO 4. Quando o ácido ortofosfórico perde um próton, ele permanece como o íon di-hidrogenofosfato, H 2 PO 4 -.
Como neutralizar a carga negativa para produzir um sal de magnésio? Se Mg 2+ conta para duas cargas positivas, então você precisa de dois H 2 PO 4 -. Assim, é obtido fosfato diácido de magnésio, Mg (H 2 PO 4) 2.
Em seguida, quando o ácido perde dois prótons, o íon de fosfato de hidrogênio, HPO 4 2– permanece. Agora, como você neutraliza 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–. Desta forma, obtém-se fosfato ácido de magnésio: MgHPO 4.
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 relações estequiométricas para magnésio e fosfato.
Como resultado dessas interações, o fosfato de magnésio tribásico: Mg 3 (PO 4) 2 é produzido. Por que é tribásico? Porque é capaz de aceitar três equivalentes de H + para formar H 3 PO 4 novamente:
PO 4 3– (aq) + 3H + (aq) <=> H 3 PO 4 (aq)
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 PO 4 3–, os íons K +, Na +, Rb +, NH 4 +, etc., também podem interceder, formando o composto (X) MgPO 4. Se X for igual a NH 4 +, forma-se a estruvita anidra mineral (NH 4) MgPO 4.
Dada a situação em que 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 (Na 3 RbMg 7 (PO 4) 6, por exemplo).
Estrutura
A imagem superior 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. Assim, a estrutura cristalina envolve tetraedros de fosfato e esferas de 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 acima é ilustrado na imagem abaixo, com a notação de que as esferas azuis são feitas de cobalto, basta trocá-las pelas 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-PO 3 3–). Além disso, cada íon fosfato é capaz de aceitar até quatro ligações de hidrogênio; ou seja, quatro moléculas de água.
Como o Mg 3 (PO 4) 2 possui dois fosfatos, ele pode aceitar oito moléculas de água (que é o caso da bobierrita mineral). Por sua vez, essas moléculas de água podem formar ligações de hidrogênio umas com as 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 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 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 (HPO 4 2– ou H 2 PO 4 -).
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 no reparo do tecido ósseo está sendo explorado, investigando a aplicação do 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 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 um suprimento de 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 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
- Secretariado da SuSanA. (17 de dezembro de 2010). Estruvita ao microscópio. Obtido em 17 de abril de 2018, em: flickr.com
- Publicação de dados minerais. (2001-2005). Bobierrite. Obtido em 17 de abril de 2018, em: handbookofmineralogy.org
- Ying Yu, Chao Xu, Honglian Dai; Preparação e caracterização de um cimento ósseo de fosfato de magnésio degradável, Biomateriais regenerativos, Volume 3, Edição 4, 1 de dezembro de 2016, Páginas 231–237, doi.org
- Sahar Mousa. (2010). Estudo da síntese de materiais de fosfato de magnésio. Phosphorus research bulletin Vol. 24, pp 16-21.
- Smokefoot. (28 de março de 2018). EntryWithCollCode38260.. Obtido em 17 de abril de 2018, em: commons.wikimedia.org
- Wikipedia. (2018). Fosfato de magnésio tribásico. Obtido em 17 de abril de 2018, em: en.wikipedia.org
- Pubchem. (2018). Fosfato de magnésio anidro. Obtido em 17 de abril de 2018, em: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- Ben Hamed, T., Boukhris, A., Badri, A., & Ben Amara, M. (2017). Síntese e estrutura cristalina de um novo fosfato de magnésio Na3RbMg7 (PO4) 6. Acta Crystallographica Section E: Crystallographic Communications, 73 (Pt 6), 817–820. doi.org
- Barbie, E., Lin, B., Goel, VK e Bhaduri, S. (2016) Evaluation of amorfo magnésio fosfato (AMP) baseado em cimento ortopédico não exotérmico. Biomedical Mat. Volume 11 (5): 055010.
- Yu, Y., Yu, CH. e Dai, H. (2016). Preparação de um cimento ósseo de magnésio degradável. Biomateriais regenerativos. Volume 4 (1): 231