Способ получения фосфата кальция

Фосфат кальция

Характеристики и физические свойства фосфата кальция

Существует в виде двух полиморфных модификаций: моноклинной и гексагональной.

Рис. 1. Фосфат кальция. Внешний вид.

Основные характеристики фосфата кальция приведены в таблице ниже:

Молярная масса, г/моль

Плотность, г/см 3

Температура плавления, o С

Растворимость в воде (20 o С), % (масс.)

Получение фосфата кальция

Лабораторные способы получения фосфата кальция предполагают действие ортофосфорной кислоты на соли кальция (1) или гидроксид кальция (2):

Химические свойства фосфата кальция

Фосфат кальция – это средняя соль, образованная сильным основанием – гидроксидом кальция (Ca(OH)₂) и слабой кислотой – ортофосфорной (H₃PO₄). В водном растворе гидролизуется. Гидролиз протекает по аниону (теоретически возможны вторая и третья ступень). Наличие анионов ОН — свидетельствует о щелочном характере среды.

3Ca 2+ + 2PO₄ 3- + HOH ↔ HPO₄ 2- + 3Ca 2+ + OH — ;

Для фосфата кальция характерны все свойства солей:

— взаимодействие с сильными минеральными кислотами

— взаимодействие с солями, в результате которого одним из продуктов реакции является нерастворимое в воде соединение

— разложение при нагревании

Применение фосфата кальция

Фосфат кальция нашел применение в качестве добавки при производстве кормов для КРС и домашних птиц. Его используют при производстве минеральных удобрений, керамики и стекла. В пищевой промышленности фосфат кальция известен как добавка Е341 – разрыхлитель.

Примеры решения задач

Задание	Вычислите массу фосфата кальция, который может прореагировать с концентрированным раствором соляной кислоты объемом 100 мл (массовая доля HCl 34%, плотность 1,168 кг/л).
Решение	Запишем уравнение реакции:

Найдем массу раствора соляной кислоты, а также массу растворенного вещества HCl в нем:

m_solution =0,1 × 1,168 = 0,1168 кг = 116,8г.

m_solute (HCl) = ω (HCl) / 100% ×m_solution;

m_solute (HCl) = 34 / 100% × 116,8 = 39,712 г.

Рассчитаем количество моль соляной кислоты (молярная масса равна 36,5 г/моль):

n(HCl) = m (HCl) / M (HCl);

n (HCl) = 39,712 / 36,5 = 1,088 моль.

Согласно уравнению реакции n (HCl) :n (Ca₃(PO₄)₂) =6: 1. Значит,

Тогда масса фосфата кальция, вступившего в реакцию будет равна (молярная масса – 310 г/моль):

Ответ Масса фосфата кальция равна 62 г.

Задание	Какая масса оксида фосфора (V) образуется в ходе реакции термического разложения фосфата кальция массой 46 г?
Решение	Запишем уравнение реакции термического разложения фосфата кальция:

Рассчитаем количество вещества фосфата кальция (молярная масса – 310 г/моль):

Согласно уравнению реакции n(Ca₃(PO₄)₂) :n(P₂O₅) =1:1 . Тогда количество моль оксида фосфора (V) будет равно:

Найдем массу образовавшегося оксида фосфора (V) (молярная масса – 284 г/моль):

Источник

Структура фосфата кальция (Ca3 (PO4) 2), свойства, образование и использование

фосфат кальция неорганическая и третичная соль, химическая формула которой Ca₃(РО₄)₂. Формула утверждает, что состав этой соли составляет 3: 2 для кальция и фосфата, соответственно. Это можно увидеть непосредственно на нижнем изображении, где показан катион Ca 2+ и анион ПО₄ 3- . На каждые три КА 2+ Есть два ПО₄ 3- взаимодействуя с ними.

С другой стороны, фосфат кальция относится к ряду солей, которые варьируются в зависимости от соотношения Ca / P, а также от степени гидратации и pH. На самом деле существует много типов фосфатов кальция, которые существуют и могут быть синтезированы. Однако, буквально следуя номенклатуре, фосфат кальция относится только к трикальцию, упомянутому выше..

Все фосфаты кальция, включая Са₃(РО₄)₂, Они однотонные с легкими сероватыми тонами. Они могут быть зернистыми, мелкими, кристаллическими и иметь размеры частиц около микрометров; и даже были получены наночастицы этих фосфатов, с помощью которых были разработаны биосовместимые материалы для костей..

Эта биосовместимость связана с тем, что эти соли находятся в зубах и, короче, в костных тканях млекопитающих. Например, гидроксиапатит представляет собой кристаллический фосфат кальция, который, в свою очередь, взаимодействует с аморфной фазой той же соли.

Это означает, что существуют аморфные и кристаллические фосфаты кальция. По этой причине разнообразие и множество вариантов не удивительны при синтезе материалов на основе фосфатов кальция; материалы, свойства которых исследователи интересуются каждый день во всем мире, чтобы сосредоточиться на восстановлении костей.

• 1 Структура фосфата кальция
  • 1.1 Аморфный фосфат кальция
  • 1.2 Остальная часть семьи
• 2 Физические и химические свойства
  • 2.1 Имена
  • 2.2 Молекулярный вес
  • 2.3 Физическое описание
  • 2.4 Вкус
  • 2.5 Точка плавления
  • 2.6 Растворимость
  • 2.7 Плотность
  • 2.8 Показатель преломления
  • 2.9 Стандартная энтальпия тренировки
  • 2.10 Температура хранения
  • 2,11 рН
• 3 Обучение
  • 3.1 Нитрат кальция и гидрофосфат аммония
  • 3.2 Гидроксид кальция и фосфорная кислота
• 4 использования
  • 4.1 В костной ткани
  • 4.2 Биокерамические цементы
  • 4.3 Врачи
  • 4.4 Другое
• 5 ссылок

Структура фосфата кальция

Верхнее изображение показывает структуру трехосновного каликофосфата в странном минерале whitlockite, который может содержать магний и железо в качестве примесей.

Хотя на первый взгляд это может показаться сложным, необходимо уточнить, что модель предполагает ковалентное взаимодействие между атомами кислорода фосфатов и металлическими центрами кальция.

В порядке представления это действительно, однако, взаимодействия являются электростатическими; катионы Са 2+ привлекаются к анионам ПО₄ 3- (Са 2+ — O-PO₃ 3- ). Имея это в виду, понятно, почему на изображении кальций (зеленые сферы) окружен отрицательно заряженными атомами кислорода (красные сферы).

Когда есть так много ионов, это не оставляет симметричное расположение или образец видимым. Ca₃(РО₄)₂ Принимает при низких температурах (Т — и HPO₄ 2- в АШП. Эти ионы образуются при гидролизе одного из фосфатов:

В результате истинная структура АШП становится более сложной, состав ее ионов которой представлен формулой: Ca₉(РО₄)_6-х(HPO₄)_х(ОН)_х. «Х» указывает на степень гидратации, так как если х = 1, то формула будет такой: Ca₉(РО₄)₅(HPO₄) (ОН).

Различные структуры, которые могут иметь PCA, зависят от молярных отношений Ca / P; то есть относительного количества кальция и фосфата, которые изменяют весь их результирующий состав.

Остальная часть семьи

На самом деле фосфаты кальция представляют собой семейство неорганических соединений, которые, в свою очередь, могут взаимодействовать с органической матрицей..

Другие фосфаты получают «просто» путем замены анионов, которые сопровождают кальций (ПО₄ 3- , HPO₄ 2- , H₂ПО₄ — , Огайо — ), а также тип примесей в твердом теле. Таким образом, до одиннадцати или более фосфатов кальция, каждый со своей структурой и свойствами, могут возникать естественным или искусственным путем..

Ниже приведены некоторые фосфаты и их соответствующие структуры и химические формулы:

-Водород кальций фосфат дигидрат, CaHPO₄H 2H₂O: моноклинный.

-Кальция дигидрофосфат моногидрат, Ca (H)₂ПО₄)₂∙ H₂O: триклиника.

-Безводный кислый фосфат, Ca (H)₂ПО₄)₂: триклиника.

-Ocalcium гидрофосфат (OCP), Ca₈H₂(РО₄)₆: триклиника Является предшественником в синтезе гидроксиапатита.

Источник

Фосфат кальция, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Фосфат кальция, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

Фосфат кальция – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Ca₃(PO₄)₂.

Краткая характеристика фосфата кальция:

Фосфат кальция – неорганическое вещество бесцветного либо белого цвета, соль металла кальция и ортофосфорной кислоты.

Фосфат кальция представляет собой бесцветные кристаллы.

Химическая формула фосфата кальция Ca₃(PO₄)₂.

Фосфат кальция существует в виде двух модификациях (α и β), отличающихся физическими свойствами (плотностью и температурой плавления). α-модификация фосфата кальция имеет моноклинную сингонию. β-модификация фосфата кальция имеет гексагональная сингонию.

Плохо растворим в воде. В отличие от многих химических веществ растворимость фосфата кальция падает с увеличением температуры.

Не растворим в жидком аммиаке, ацетоне, диэтиловом эфире, этаноле и пр. органических растворителях.

В пищевой промышленности используется 3 типа фосфатов кальция, согласно степени замещения атомов водорода:

– добавка Е341(i) – ортофосфат кальция 1-замещенный (Monocalcium ortophosphate) с химической формулой Ca(Н₂PO₄)₂;

– добавка Е341(ii) – ортофосфат кальция 2-замещенный (Dicalcium ortophosphate) с химической формулой CaНPO₄;

– добавка Е341(iii) – ортофосфат кальция 3-замещенный (Tricalcium ortophosphate) с химической формулой Ca₃(PO₄)₂.

Фосфат кальция широко распространён в природе. Входит в состав минералов фосфорита, апатита, гидроксиапатита. Фосфаты кальция содержатся в коровьем молоке. В организме человека кальций существует в основном в виде фосфатов кальция. Кости человека на семьдесят процентов состоят из фосфатов кальция. Зубная эмаль тоже состоит в основном из гидроксиапатитов (соединений фосфата кальция).

Физические свойства фосфата кальция:

Наименование параметра:	Значение:
Химическая формула	Ca3(PO4)2
Синонимы и названия иностранном языке	calcium phosphate (англ.)

кальций фосфорнокислый (рус.)

кальция ортофосфат (рус.)

трикальций фосфат (рус.) Тип вещества неорганическое Внешний вид бесцветные тригональные кристаллы Цвет бесцветный, белый Вкус —* Запах без запаха Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество Плотность α-модификации фосфата кальция (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 3 2810 Плотность α-модификации фосфата кальция (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 3 2,81 Плотность β-модификации фосфата кальция (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 3 3067 Плотность β-модификации фосфата кальция (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 3 3,067 Температура кипения, °C — Температура плавления α-модификации фосфата кальция, °C > 1200 Температура плавления β-модификации фосфата кальция, °C 1670 Молярная масса, г/моль 310,18 Растворимость в воде при 25 °C, г/100 мл 0,0025

Получение фосфата кальция:

Фосфат кальция получают из минералов, в которых он содержится: фосфорита, апатита, гидроксиапатита.

Фосфат кальция также получают в результате следующих химических реакций:

1. 1. взаимодействием оксида кальция и ортофосфорной кислоты:

1. 2. взаимодействием гидроксида кальция и ортофосфорной кислоты:

1. 3. взаимодействием фосфата лития и хлорида кальция:

1. 4. взаимодействием фосфата натрия и хлорида кальция:

1. 5. разложения гидроортофосфата кальция:

Источник