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fosfato dicálcico

El fosfato dicálcico es el fosfato cálcico de fórmula CaHPO 4 y su dihidrato. El prefijo "di" en el nombre común surge porque la formación del anión HPO 4 2– implica la eliminación de dos protones del ácido fosfórico , H 3 PO 4 . También se le conoce como fosfato cálcico dibásico o monohidrógenofosfato de calcio . El fosfato dicálcico se utiliza como aditivo alimentario , se encuentra en algunas pastas de dientes como agente pulidor y es un biomaterial . [1] [2]

Preparación

El fosfato de calcio dibásico se produce mediante la neutralización del hidróxido de calcio con ácido fosfórico , que precipita el dihidrato en forma sólida. A 60 °C precipita la forma anhidra: [3]

H 3 PO 4 + Ca(OH) 2 → CaHPO 4 +2H 2 O

Para evitar la degradación que formaría hidroxiapatita , se añaden pirofosfato de sodio o fosfato de trimagnesio octahidrato cuando, por ejemplo, se va a utilizar fosfato de calcio dibásico dihidrato como agente pulidor en pasta de dientes. [1]

En un proceso continuo, CaCl 2 se puede tratar con (NH 4 ) 2 HPO 4 para formar el dihidrato:

CaCl 2 + (NH 4 ) 2 HPO 4 → CaHPO 4 •2H 2 O + 2NH 4 Cl

Luego se calienta una suspensión del dihidrato a aproximadamente 65-70 °C para formar CaHPO 4 anhidro como un precipitado cristalino, típicamente como cristales diamantoides planos, que son adecuados para su posterior procesamiento. [ cita necesaria ]

El fosfato de calcio dibásico dihidrato se forma en cementos de fosfato de calcio (CPC) de "brushita", que tienen aplicaciones médicas. Un ejemplo de la reacción de fraguado general en la formación de cementos de fosfato cálcico "β-TCP/MCPM" (β- fosfato tricálcico / fosfato monocálcico ) es: [4]

Ca 3 (PO 4 ) 2 + Ca(H 2 PO 4 ) 2 •H 2 O + 7 H 2 O → 4 CaHPO 4 •2H 2 O
Porción de la red de fosfato dicálcico dihidrato, destacando el centro de Ca 2+ coordinado en 8 y la ubicación de los protones en tres ligandos (verde = calcio, rojo = oxígeno, naranja = fósforo, blanco = hidrógeno)

Estructura

Se conocen tres formas de fosfato dicálcico:

La estructura de las formas anhidra y dihidratada se determinó mediante cristalografía de rayos X y la estructura del monohidrato se determinó mediante cristalografía electrónica . El dihidrato [5] (que se muestra en la tabla anterior), así como el monohidrato [6] adoptan estructuras en capas.

Usos y ocurrencia

El fosfato de calcio dibásico se utiliza principalmente como suplemento dietético en cereales preparados para el desayuno, golosinas para perros, harina enriquecida y productos de fideos. También se utiliza como agente para tabletas en algunas preparaciones farmacéuticas, incluidos algunos productos destinados a eliminar el olor corporal . El fosfato de calcio dibásico también se encuentra en algunos suplementos dietéticos de calcio (por ejemplo, Bonexcin). Se utiliza en la alimentación de aves. También se utiliza en algunas pastas de dientes como agente de control del sarro . [7]

Al calentar fosfato dicálcico se obtiene difosfato dicálcico , un útil agente de pulido:

2 CaHPO 4 → Ca 2 P 2 O 7 + H 2 O

En forma dihidrato (brushita) se encuentra en algunos cálculos renales y en cálculos dentales . [8] [3]

Ver también

Referencias

  1. ^ ab Corbridge, diciembre (1995). "Fosfatos". Fósforo: un resumen de su química, bioquímica y usos . Estudios en Química Inorgánica. vol. 20. págs. 169–305. doi :10.1016/B978-0-444-89307-9.50008-8. ISBN 9780444893079.
  2. ^ Salinas, Antonio J.; Vallet-Regí, María (2013). "Cerámica bioactiva: de los injertos óseos a la ingeniería de tejidos". Avances de RSC . 3 (28): 11116. Código bibliográfico : 2013RSCAD...311116S. doi :10.1039/C3RA00166K.
  3. ^ ab Rey, C.; Combes, C.; Drouët, C.; Grossin, D. (2011). "Cerámica bioactiva: química física". Biomateriales Integrales . págs. 187–221. doi :10.1016/B978-0-08-055294-1.00178-1. ISBN 9780080552941.
  4. ^ Tamimi, Faleh; Jeque, Zeeshan; Barralet, Jake (2012). "Cementos de fosfato dicálcico: Brushita y monetita". Acta Biomaterialia . 8 (2): 474–487. doi :10.1016/j.actbio.2011.08.005. PMID  21856456.
  5. ^ Curry, NA; Jones, DW (1971). "Estructura cristalina de brushita, ortofosfato de hidrógeno y calcio dihidrato: una investigación de difracción de neutrones". Revista de la Sociedad Química A: Inorgánico, Físico, Teórico : 3725. doi : 10.1039/J19710003725.
  6. ^ Lu, Bing-Qiang; Willhammar, Tom; Sol, Ben-Ben; Hedin, Niklas; Gale, Julián D.; Gebauer, Denis (24 de marzo de 2020). "Presentación de la fase cristalina del monohidrato de fosfato dicálcico". Comunicaciones de la naturaleza . 11 (1): 1546. Código bibliográfico : 2020NatCo..11.1546L. doi :10.1038/s41467-020-15333-6. ISSN  2041-1723. PMC 7093545 . PMID  32210234. 
  7. ^ Schrödter, Klaus; Bettermann, Gerhard; Staffel, Thomas; Wahl, Friedrich; Klein, Thomas; Hofmann, Thomas (2008). "Ácido fosfórico y fosfatos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . doi :10.1002/14356007.a19_465.pub3. ISBN 978-3527306732. S2CID  94458523.
  8. ^ Pak, Charles YC; Pointexter, John R.; Adams-Huet, Beverly; Pearle, Margaret S. (2003). "Valor predictivo de la composición de los cálculos renales en la detección de anomalías metabólicas". La Revista Estadounidense de Medicina . 115 (1): 26–32. doi :10.1016/S0002-9343(03)00201-8. PMID  12867231.