Phosphate de calcium (CA3 (PO4) 2)

Il le phosphate de calcium C'est un sel inorganique et tertiaire dont la formule chimique est CA₃(Po₄)₂. La formule établit que la composition de ce sel est 3: 2 pour le calcium et le phosphate, respectivement. Cela peut être vu directement dans l'image inférieure, où le cation Cation est affiché²⁺ et l'anion po₄^3-. Pour trois ca²⁺ Il y a deux po₄^3- interagir avec eux.

D'un autre côté, le phosphate de calcium fait référence à une série de sels qui varient en fonction du rapport CA / P, ainsi que du degré d'hydratation et de pH. En fait, il existe de nombreux types de phosphates de calcium qui existent et peuvent être synthétisés. Cependant, à la suite de la lettre, la nomenclature, le phosphate de calcium ne fait allusion uniquement au tricycal,.

Proportion et ions dans le phosphate tricyccal. Source: Richard-59 [CC BY-SA 3.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0)], de Wikimedia Commons

Tous les phosphates de calcium, y compris Ca₃(Po₄)₂, Ce sont des solides blancs avec de légers tons gris. Ils peuvent être granulaires, fins, cristallins et ont des tailles de particules qui sont autour des micromètres; Et même les nanoparticules de ces phosphates ont été préparées, avec lesquelles des matériaux biocompatibles pour les os sont conçus.

Cette biocompatibilité est que ces sels se trouvent dans les dents et dans les comptes courts dans les tissus osseux des mammifères. Par exemple, l'hydroxyapatite est un phosphate de calcium cristallin, qui à son tour interagit avec une phase amorphe du même sel.

Cela signifie qu'il y a des phosphates de calcios amorphes et cristallins. Pour cette raison, il ne surprend pas la diversité et les multiples options lors de la synthèse des matériaux basés sur des phosphates de calcium; Les matériaux des propriétés duquel chaque jour sont des chercheurs plus intéressés dans le monde entier pour se concentrer sur la restauration osseuse.

Structure du phosphate de calcium

Phosphate de calcium dans le minéral Whitlockita. Source: Smokefoot [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)], de Wikimedia Commons

L'image supérieure montre la structure du phosphate de calique tribasique dans l'étrange minéral de Whitlockita, qui peut contenir du magnésium et du fer comme des impuretés.

Bien qu'à première vue, il peut sembler complexe, il est nécessaire de préciser que le modèle suppose des interactions covalentes entre les atomes d'oxygène des phosphates et des centres de calcium métalliques.

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En tant que représentation, il est valable, cependant, les interactions sont électrostatiques; c'est-à-dire, les cations²⁺ ressentir l'attraction pour PO₄^3- (AC²⁺- O-po₃^3-). Dans cet esprit, on comprend pourquoi dans l'image, le calcium (sphères vertes) est entourée d'atomes d'oxygène chargés négativement (sphères rouges).

Lorsqu'il y a tellement d'ions, un arrangement ou un modèle symétrique ne laisse pas visible. La CA₃(Po₄)₂ adopte à basse température (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, pour son acronyme en anglais).

À des températures élevées, en revanche, il devient le polymorphe α-CA₃(Po₄)₂ (α-TCP), dont la cellule unitaire correspond à un système cristallin monoclinique. À des températures encore plus élevées, le polymorphe α'-CA peut également être formé₃(Po₄)₂, qui est une structure cristalline hexagonale.

Phosphate de calcium amorphe

Des structures cristallines pour le phosphate de calcium ont été mentionnées, ce qui est attendu d'un sel. Cependant, ceci est capable d'affichage.

Lorsque cela se produit, il est dit que le phosphate de calcium a une structure amorphe (ACP, Phosphate de calcium amorphe). Plusieurs auteurs indiquent ce type de structure comme responsable des propriétés biologiques de l'AC₃(Po₄)₂ Dans les tissus osseux, la réparation et la biomimétisation sont possibles.

Le reste de la famille

Les phosphates de calcium sont en fait une famille de composés inorganiques, qui à leur tour peuvent interagir avec une matrice organique.

Les autres phosphates sont obtenus "simplement" en changeant les anions qui accompagnent le calcium (PO₄^3-, HPO₄^2-, H₂Pote₄^-, Oh^-), comme le type d'impuretés dans le solide. Ainsi, jusqu'à onze calcium ou plus de phosphates, chacun avec sa propre structure et ses propres propriétés, peuvent être originaires naturellement ou artificiellement.

Certains phosphates et leurs structures et formules chimiques respectives seront mentionnées ci-dessous:

-Hydrogène Dihydrado Calcium Phosphate, CAHPO₄∙ 2h₂O: monoclinique.

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-Dihydrogène phosphate de calcium monohydré, CA (h₂Pote₄)₂∙ H₂O: Triclinic.

-Phosphate de déase anhydre, CA (H₂Pote₄)₂: Triclinic.

-Hydrogène phosphate octacalcique (OCP), CA₈H₂(Po₄)₆: Triclinic. C'est un précurseur dans la synthèse de l'hydroxyapatite.

-Hydroxyapatite, ca₅(Po₄)₃OH: hexagonal.

Proprietes physiques et chimiques

Des noms

-Le phosphate de calcium

-Phosphate tricalcique

-Diphosphate de trical

Poids moléculaire

310,74 g / mol.

Description physique

C'est un solide blanc.

Saveur

Insipide.

Point de fusion

1670 ºK (1391 ºC).

Solubilité

-Pratiquement insoluble dans l'eau.

-Insoluble dans l'éthanol.

-Soluble dans l'acide chlorhydrique et l'acide nitrique dilué.

Densité

3,14 g / cm³.

Indice de réfraction

1 629

Enthalpie de formation standard

4126 kcal / mol.

Température de stockage

2-8 ºC.

pH

6-8 dans une suspension aqueuse de 50 g / L de phosphate de calcium.

Entraînement

Calcium et nitrate d'hydrogène phosphate d'ammonium

Il existe de nombreuses méthodes pour produire ou former du phosphate de calcium. L'un d'eux se compose d'un mélange de deux sels, CA (non₃)₂∙ 4h₂Ou, et (nh₄)₂HPO₄, précédemment dissous dans l'alcool et l'eau absolus, respectivement. Un sel contribue au calcium et à l'autre phosphate.

De ce mélange, l'ACP précipite, qui subit ensuite du chauffage dans un four à 800 ° C et pendant 2 heures. À la suite de cette procédure, β-CA est obtenue₃(Po₄)₂. Températures, agitation et temps de contact avec soigneusement, la formation de nanocristaux peut se produire.

Pour former le polymorphe α-CA₃(Po₄)₂ Il faut chauffer le phosphate au-dessus de 1000 ° C. Ce réchauffement est réalisé en présence d'autres ions métalliques, qui stabilisent ce polymorphe suffisamment pour qu'il puisse être utilisé à température ambiante; c'est-à-dire qu'il reste dans un état cible stable.

Hydroxyde de calcium et acide phosphorique

Le phosphate de calcium peut également être formé en mélangeant des solutions d'hydroxyde de calcium et d'acide phosphorique, sur la neutralisation acide-base. Après une demi-journée de maturation dans les esprits des Mères, et leur filtration due, le lavage, le séchage et le tamisage, une poussière granulaire de phosphate amorphe, ACP est obtenu.

Cet ACP réagit le produit de températures élevées, se transformant selon les équations chimiques suivantes:

2CA₉(HPO₄) (Po₄)₅(Oh) => 2ca₉(P₂SOIT₇)_0,5(Po₄)₅(Oh) + h₂O (A t = 446,60 ° C)

2CA₉(P₂SOIT₇)_0,5(Po₄)₅(Oh) => 3ca₃(Po₄)₂ + 0,5 h₂O (A t = 748,56 ° C)

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De cette façon, le β-CA est obtenu₃(Po₄)₂, Votre polymorphe le plus commun et stable.

Applications

Dans le tissu osseux

La CA₃(Po₄)₂ C'est le principal constituant inorganique des cendres osseuses. C'est un composant des transplantations de remplacement osseux, ce qui s'explique par sa similitude chimique avec les minéraux présents dans l'os.

Les biomatériaux du phosphate de calcium sont utilisés pour corriger les défauts osseux et pour couvrir les prothèses métalliques. Le phosphate de calcium est déposé sur eux, les isolant de l'environnement et ralentissant le processus de corrosion du titane.

Ciments biocéramiques

Le ciment de phosphate de calcium (CPC) est un autre biocéramique utilisé dans la réparation des tissus osseux. Il est élaboré en mélangeant la poussière de différents types de phosphates de calcium avec de l'eau, formant une pâte. Les pâtes peuvent être injectées ou ajustées au défaut osseux ou à la cavité.

Les ciments sont moulés, réabsorbés progressivement et sont remplacés par l'os nouvellement formé.

Médecins

-La CA₃(Po₄)₂ C'est un sel de base, il est donc utilisé comme antiacide pour neutraliser l'acidité de l'estomac excessive et augmenter le pH. Dans les pâtes dentaires fournit une source de calcium et de phosphate pour faciliter le processus de reminéralisation des dents et de l'hémostase osseuse.

-Il est également utilisé comme supplément nutritionnel, bien que la façon la plus économique de fournir du calcium soit en utilisant son carbonate et son citrate.

-Le phosphate de calcium peut être utilisé dans le traitement de la téthanie, de l'hypocalcémie latente et de la thérapie d'entretien. De plus, il est utile dans la supplémentation en calcium pendant la grossesse et l'allaitement.

-Il est utilisé dans le traitement de la contamination par la radio Isotopos radioactive (RA-226) et le strontium (SR-90). Le phosphate de calcium bloque l'absorption des isotopos radioactifs dans le tube digestif, limitant ainsi les dommages causés par eux.

Autres

-Le phosphate de calcium est utilisé comme alimentation pour les oiseaux. De plus, il est utilisé dans les pâtes dentaires dans le contrôle du tartre.

-Il est utilisé comme agent anti-gomérant, par exemple pour empêcher la compacte du sel de table.

-Il fonctionne comme un agent de blanchiment de la farine. Pendant ce temps, dans le beurre de cochino empêche une coloration indésirable et améliore l'état de la friture.

Les références

1. Le phosphate de calcium. Récupéré de: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gouvernement
2. Le phosphate de calcium. Science directe. Récupéré de: ScienceDirect.com