Kalcija fosfāts

Kalcija fosfāts ir kalcija un fosforskābes sāls ar ķīmisko formulu Ca3(PO4)2. Tas arī zināms, kā tribāziskais kalcija fosfāts un kaļķu kaulu fosfāts. Tā ir balta, mazšķīstoša viela. Lielākā daļa komerciālo "trikalcija fosfāta" paraugu faktiski ir hidroksiapatīts.

Tas eksistē trijās kristāliskajās polimorfajās formās α, α′, and β. α un α′ ir stabilas augstā temperatūrā.

Nomenklatūra 

Kalcija fosfāts attiecas uz daudziem materiāliem, kas sastāv no kalcija joniem (Ca2+) kopā ar ortofosfāta (PO43-), metafosfāta vai pirofosfāta (P2O74-) un reizēm ar oksīda un hidroksīda joniem. Jo īpaši parastajam minerālu apatītam ir formula Ca5(PO4)3X, kur X ir F, Cl, OH vai maisījums, tas pārsvarā ir hidroksiapatīts, ja papildu jons galvenokārt ir hidroksīds. Liela daļa tirgū esošā kalcija fosfāta faktiski ir pulverveida hidroksiapatīts.

Sagatavošana 

Kalcija fosfātu ražo komerciāli, apstrādājot hidroksiapatītu ar fosforskābi un dzēstiem kaļķiem.

To nevar nogulsnēt tieši no ūdens šķīduma. Parasti tiek izmantotas dubultās sadalīšanās reakcijas, kas ietver šķīstošos fosfātu un kalcija sāļus, piemēram (NH4)2HPO4 + Ca(NO3)2, tiek veiktas kontolētos pH apstākļos. Nogulsnes būs vai nu amorfs kalcija fosfāts vai kalcija deficīts hidroksiapatīts Ca9(HPO4)(PO4)5(OH). Kristālisko kalcija fosfātu var iegūt kalcinējot nogulsnes. Parasti veidojas β-Ca3(PO4)2, lai iegūtu α-Ca3(PO4)2 nepieciešama augstāka temperatūra.

Alternatīva mitrajai procedūrai ir kalcija pirofosfāta un kalcija karbonāta karsēšana:

CaCO3 + Ca2P2O7  →   Ca3(PO4)2 + CO2

β-, α- un α′- Ca3(PO4)2 polimorfo formu struktūra 

Kalcija fosfātam ir 3 polimorfās formas, romboedriskā β forma (parādīta iepriekš) un divas augstas temperatūras formas, monoklīniska α un sešstūra α′. β formas kristalogrāfiskais blīvums ir 3,066 g/cm3, kamēr augstas temperatūras formas ir mazāk blīvas, α formai blīvums ir 2,866 g/cm3 un α′ - 2,702 g/cm3 un visām formām ir sarežģītas struktūras, kas sastāv no tetraedriskiem fosfātu centriem, kas caur skābekli ir saistīti ar kalcija joniem. Augstas temperatūras formām ir divu veidu kolonnas, viena satur tikai kalcija jonus, bet otrā - gan kalcija, gan fosfāta jonus.

Starp β un α formām ir atšķirības ķīmiskajās un bioloģiskajās īpašībās, α forma ir vairāk šķīstoša un bioloģiski noārdāma. Abas formas ir komerciāli pieejamas un tās ir preparātos, kurus izmanto medicīnā un zobārstniecībā.

Atrašanās dabā 

Kalcija fosfāts ir viens no galvenajiem kaulu sadegšanas produktiem (kaulu pelni). Kalcija fosfātu parasti iegūst arī no neorganiskajiem avotiem, piemēram, minerāliem. Kalcija fosfāts dabā ir sastopams vairākās formās ieskaitot:
 iežos Marokā, Izraēlā, Filipīnās, Ēģiptē, un Kolas pussalā (Krievija) un mazākos daudzumos citās valstīs. Dabiskā forma nav pilnīgi tīra, un daži citi komponenti, piemēram, smiltis un kaļķis var mainīt sastāvu. P2O5 saturs fosfāta iežos ir no 30% līdz 40% no masas.
 skleletā un mugurkaulnieku zobos
 pienā.

Atsauces 

Kalcijs
Fosfāti