Fosfato di calcio (CA3 (PO4) 2)

Lui fosfato di calcio È un sale inorganico e terziario la cui formula chimica è Ca₃(Po₄)₂. La formula stabilisce che la composizione di questo sale è 3: 2 per calcio e fosfato, rispettivamente. Questo può essere visto direttamente nell'immagine inferiore, dove viene mostrato il cation²⁺ e l'anione Po₄^3-. Per ogni tre ca²⁺ Ci sono due PO₄^3- interagendo con loro.

D'altra parte, il fosfato di calcio si riferisce a una serie di sali che variano a seconda del rapporto CA/P, nonché al grado di idratazione e pH. In effetti, ci sono molti tipi di fosfati di calcio che esistono e possono essere sintetizzati. Tuttavia, seguendo la lettera, la nomenclatura, il fosfato di calcio allude solo al tricical, il summenzionato.

Proporzione e ioni nel fosfato tricicale. Fonte: Richard-59 [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0)], da Wikimedia Commons

Tutti i fosfati di calcio, incluso CA₃(Po₄)₂, Sono solidi bianchi con lievi toni grigi. Possono essere granulari, fini, cristallini e avere dimensioni di particelle intorno ai micrometri; E anche le nanoparticelle di questi fosfati sono state preparate, con cui sono progettati materiali biocompatibili per le ossa.

Questa biocompatibilità è perché questi sali si trovano nei denti e in breve conti nei tessuti ossei dei mammiferi. Ad esempio, l'idrossiapatite è un fosfato di calcio cristallino, che a sua volta interagisce con una fase amorfa dello stesso sale.

Ciò significa che ci sono fosfati di calci amorfi e cristallini. Per questo motivo non sorprende la diversità e le opzioni multiple quando si sintetizzano materiali basati su fosfati di calcio; I materiali nelle cui proprietà ogni giorno sono ricercatori più interessati in tutto il mondo per concentrarsi sul ripristino delle ossa.

Struttura del fosfato di calcio

Fosfato di calcio nel minerale di Whitlockita. Fonte: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/4.0)], da Wikimedia Commons

L'immagine superiore mostra la struttura del fosfato di calico tribasico nello strano minerale Whitlockita, che può contenere magnesio e ferro come impurità.

Sebbene a prima vista possa sembrare complesso, è necessario chiarire che il modello assume interazioni covalenti tra gli atomi di ossigeno dei fosfati e i centri di metalli di calcio.

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Come rappresentazione, è valido, tuttavia, le interazioni sono elettrostatiche; cioè, catazioni²⁺ Sentiti attrazione per Po₄^3- (AC²⁺- O-PO₃^3-). Con questo in mente, si capisce perché nell'immagine il calcio (sfere verdi) sia circondato da atomi di ossigeno caricati negativamente (sfere rosse).

Quando ci sono così tanti ioni, una disposizione simmetrica o un modello non lascia visibile. Il CA₃(Po₄)₂ adotta a basse temperature (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, per il suo acronimo in inglese).

Ad alte temperature, d'altra parte, diventa il polimorfo α-CA₃(Po₄)₂ (α-TCP), la cui cella unitaria corrisponde a un sistema cristallino monoclinico. A temperature ancora più elevate, si può formare anche il polimorfo α'-CA₃(Po₄)₂, che è struttura cristallina esagonale.

Fosfato di calcio amorfo

Sono state menzionate strutture cristalline per fosfato di calcio, che ci si aspetta da un sale. Tuttavia, questo è in grado di visualizzare.

Quando ciò si verifica, si dice che il fosfato di calcio abbia una struttura amorfa (ACP, Fosfato di calcio amorfo). Diversi autori indicano questo tipo di struttura responsabile delle proprietà biologiche della CA₃(Po₄)₂ Nei tessuti ossei, la riparazione e la biomimetizzazione sono possibili.

Il resto della famiglia

I fosfati di calcio sono in realtà una famiglia di composti inorganici, che a loro volta possono interagire con una matrice organica.

Gli altri fosfati si ottengono "semplicemente" cambiando gli anioni che accompagnano il calcio (PO₄^3-, HPO₄^2-, H₂Po₄^-, OH^-), come il tipo di impurità nel solido. Pertanto, fino a undici o più fosfati, ciascuno con la propria struttura e proprietà, possono essere originati in modo naturale o artificialmente.

Di seguito saranno menzionati alcuni fosfati e le rispettive strutture e formule chimiche:

-Fosfato di calcio di idrogeno Diidrado, Cahpo₄∙ 2h₂O: Monoclinic.

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-Diidrogeno monoidratato fosfato di calcio, CA (H₂Po₄)₂∙ h₂O: Triclinic.

-Fosfato anidro di Dease Fosfato, CA (H₂Po₄)₂: Triclinic.

-Fosfato ottacalcico idrogeno (OCP), CA₈H₂(Po₄)₆: Triclinic. È un precursore nella sintesi di idrossiapatite.

-Idrossiapatite, ca₅(Po₄)₃Oh: esagonale.

Proprietà fisiche e chimiche

Nomi

-Fosfato di calcio

-TricalCium fosfato

-Difosfato triccal

Peso molecolare

310,74 g/mol.

Descrizione fisica

È un solido bianco.

Gusto

Insapore.

Punto di fusione

1670 ºK (1391 ºC).

Solubilità

-Praticamente insolubile in acqua.

-Insolubile in etanolo.

-Solubile in acido cloridrico e acido nitrico diluito.

Densità

3,14 g/cm³.

Indice di rifrazione

1.629

Entalpia di formazione standard

4126 kcal/mol.

Temperatura di conservazione

2-8 ºC.

ph

6-8 in una sospensione acquosa di 50 g/L di fosfato di calcio.

Formazione

Fosfato di ammonio di nitrato di calcio e idrogeno

Esistono numerosi metodi per produrre o formare fosfato di calcio. Uno di questi è costituito da una miscela di due sali, CA (no₃)₂∙ 4h₂O, e (NH₄)₂HPO₄, precedentemente sciolto in alcol e acqua assoluti, rispettivamente. Un sale contribuisce con il calcio e l'altro fosfato.

Da questa miscela, l'ACP precipita, che subisce il riscaldamento in un forno a 800 ° C e per 2 ore. Come risultato di questa procedura, si ottiene β-CA₃(Po₄)₂. Controllando attentamente le temperature, l'agitazione e i tempi di contatto, può verificarsi la formazione di nanocristali.

Per formare il polimorfo α-CA₃(Po₄)₂ È necessario riscaldare il fosfato superiore a 1000 ° C. Questo riscaldamento viene eseguito in presenza di altri ioni metallici, che stabilizzano abbastanza questo polimorfo in modo da poter essere usato a temperatura ambiente; cioè, rimane in uno stato target stabile.

Idrossido di calcio e acido fosforico

Il fosfato di calcio può anche essere formato miscelando l'idrossido di calcio e le soluzioni di acido fosforico, che si verificano neutralizzazione a base di acido. Dopo mezza giornata di maturazione negli spiriti madri e la loro dovuta filtrazione, lavaggio, asciugatura e setacciata, una polvere granulare di fosfato amorfo, si ottiene ACP.

Questo prodotto di reazioni ACP di alte temperature, trasformandosi secondo le seguenti equazioni chimiche:

2ca₉(HPO₄) (Po₄)₅(OH) => 2CA₉(P₂O₇)_0,5(Po₄)₅(Oh) + h₂O (A T = 446,60 ° C)

2ca₉(P₂O₇)_0,5(Po₄)₅(Oh) => 3ca₃(Po₄)₂ + 0,5h₂O (A T = 748,56 ° C)

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In questo modo si ottiene il β-CA₃(Po₄)₂, Il tuo polimorfo più comune e stabile.

Applicazioni

Nel tessuto osseo

Il CA₃(Po₄)₂ È il principale costituente inorganico delle ceneri ossee. È un componente dei trapianti di sostituzione ossea, questo è spiegato dalla sua somiglianza chimica con i minerali presenti nell'osso.

I biomateriali del fosfato di calcio vengono utilizzati per correggere i difetti ossei e per coprire protesi metalliche. Il fosfato di calcio viene depositato su di essi, isolandoli dall'ambiente e rallentando il processo di corrosione del titanio.

Cementi bioceramici

Il cemento fosfato di calcio (CPC) è un altro bioceramico utilizzato nella riparazione del tessuto osseo. Viene elaborato mescolando la polvere di diversi tipi di fosfati di calcio con acqua, formando una pasta. La pasta può essere iniettata o regolata al difetto osseo o alla cavità.

I cementi sono modellati, gradualmente riassorbiti e sono sostituiti dall'osso di nuova formazione.

Medici

-Il CA₃(Po₄)₂ È un sale di base, quindi viene usato come antiacido per neutralizzare l'acidità dello stomaco in eccesso e aumentare il pH. Nella pasta dentale fornisce una fonte di calcio e fosfato per facilitare il processo di remineralizzazione dei denti e dell'emostasi ossea.

-Viene anche usato come integratore nutrizionale, sebbene il modo più economico per fornire calcio sia utilizzando il suo carbonato e citrato.

-Il fosfato di calcio può essere utilizzato nel trattamento di tetania, ipocalcemia latente e terapia di mantenimento. Inoltre, è utile nella supplementazione del calcio durante la gravidanza e l'allattamento al seno.

-Viene utilizzato nel trattamento della contaminazione con la radio isotopi radioattiva (RA-226) e lo stronzio (SR-90). Il fosfato di calcio blocca l'assorbimento di isotopi radioattivi nel tratto digestivo, limitando così il danno da loro causato.

Altri

-Il fosfato di calcio viene usato come mangime per gli uccelli. Inoltre, viene utilizzato nelle paste dentali nel controllo del tartaro.

-È usato come agente anti -gomerante, ad esempio per evitare che il sale da tavola sia compatta.

-Funziona come agente sbiancante della farina. Nel frattempo, nel burro di Cochino previene una colorazione indesiderata e migliora le condizioni di frittura.

Riferimenti

1. Fosfato di calcio. Recuperato da: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
2. Fosfato di calcio. Scienza diretta. Estratto da: ScienceDirect.com