Canxi photphat là một hợp chất hóa học với nhiều ứng dụng trong cuộc sống. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu rõ về canxi photphat. Trong bài viết ngày hôm nay, sẽ giúp các bạn hiểu rõ hơn về canxi photphat là gì cũng như cách điều chế và ứng dụng của hóa chất này.
Canxi photphat là gì?
Canxi photphat là một hợp chất hóa học bao gồm một nhóm các khoáng chất có chứa ion Ca2+ và orthophosphate (PO43-), metaphosphate hoặc pyrophosphate (P2O74-), đôi khi còn có thể là các ion H+ hoặc OH–. Đây là hợp chất muối vô cơ có màu trắng đặc hơi màu xám nhẹ. Nó có thể tồn tại ở dạng hạt, mịn, tinh thể và có kích thước cỡ khoảng micromet.
Cấu trúc phân tử của canxi photphat
Công thức hóa học canxi photphat Ca3(PO4)2. Ngoài tên gọi là canxi photphat, nó còn được gọi dưới một số cái tên như tricalcium phosphate, tricalcium diphosphate, …
Trong y học, canxi photphat có vai trò rất quan trọng. Nó là thành phần không thể thiếu đối với sự phát triển của xương.
Tính chất canxi photphat
Canxi photphat cũng như các hợp chất hóa học khác, nó có những tính chất vật lý, hóa học đặc trưng. Cụ thể là:
Tính chất vật lý
-Tồn tại dưới dạng tinh thể rắn, màu trắng hơi xám, không mùi, không vị, không tan trong nước và ethanol nhưng lại tan trong axit clohydric và axit nitric.
– Trọng lượng phân tử của Ca3(PO4)2 là 310,74 g/mol.
– Điểm nóng chảy của Ca3(PO4)2 là 1670 đô K, tương đương với 391 độ C.
– Không giống với hầu hết các hợp chất khác, độ tan của canxi photphat tỉ lệ nghich với độ tăng của nhiệt độ. Tức là nhiệt độ càng cao thì độ tan của canxi photphat càng thấp. Vậy nên khi đun nóng dung dịch, nó sẽ kết tủa.
Tính chất hóa học
Tính chất hóa học của canxi photphat
– Canxi photphat có thể phản ứng được với cả những axit yếu như H3PO4. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng tan dần của canxi photphat.
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 ⟶ 3Ca(H2PO4)2.
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 ⟶ 2CaSO4 + Ca(H2PO4)2
– Phản ứng với nguyên tử cacbon trong điều kiện nhiệt độ từ 900 – 1000 độ C và giải phóng khí cacbon monoxit.
Ca3(PO4)2 + 8C ⟶ Ca3P2 + 8CO
– Phản ứng với kim loại
3Ca3(PO4)2 + 16Al ⟶ 8Al2O3 + 3Ca3P2
Cách điều chế canxi photphat ra sao
Canxi photphat có thể được điều chế theo 2 cách, đó là dùng nguyên liệu canxi nitrat với hydro amoni photphat và canxi hydroxit với axit photphoric. Cụ thể là:
Cách 1: Cho canxi nitrat tác dụng với hydro amoni photphat.
Hoàn tan hoàn toàn Ca(NO3)24H2O và (NH4)2HPO4 trong rượu và nước, sau đó đem nung trong lò ở nhiệt độ 800°C trong 2 giờ để thu được β- Ca3(PO4)2.
Để tạo thành đa hình α- Ca3(PO4)2, nhiệt độ lò nung cần cao hơn 1000 °C. Sự gia nhiệt này được thực hiện bằng cách sử dụng chất xúc tác là các ion kim loại khác, giúp ổn định đa hình để nó có thể sử dụng được ở nhiệt độ phòng.
Điều chế canxi photphat trong công nghiệp
Cách 2: Sử dụng canxi hydroxit và axit photphoric
Tiến hành trộn dung dịch canxi hydroxit với dung dịch axit photphoric. Sau khi sự trung hòa axit – bazo xảy ra thì tiến hành lọc để thu bột photphat vô định hình, ACP.
Các ứng dụng quan trọng của canxi photphat
Như đã nói từ ban đầu, canxi photphat có vai trò rất quan trọng đối với sự phát triển của xương. Chính vì vậy mà công dụng đầu tiên của canxi photphat mà chúng ta sẽ nhắc tới chính là ứng dụng trong y học. Cụ thể là:
– Canxi photphat là thành phần vô cơ chính của tro xương nên nó có thể cấy ghép thay thế xương.
– Ca3(PO4)2 được sử dụng làm chậm quá trình ăn mòn titan trong lớp phủ của chân giả kim loại titan.
– Canxi photphat được dùng với vai trò như một loại thuốc kháng axit để trung hòa axit dư thừa trong dạ dày và nâng cao độ pH.
– Là một chất giúp bổ sung dinh dưỡng thay thế cho canxi, vậy nên nó rất hữu ích cho phụ nữ đang mang bầu hoặc đang cho con bú.
– Canxi photphat được dùng như một loại xi măng sinh học giúp điều chỉnh hoặc thay thế những khiếm khuyết của xương. Khi xương mới được hình thành, chất này sẽ được thay thế.
– Canxi photphat giúp ngăn chặn hoặc điều trị nồng độ canxi huyết thấp ở những người không bổ sung đủ lượng canxi cho cơ thể từ chế độ ăn uống.
Canxi photphat giúp ngăn chặn hoặc điều trị nồng độ canxi huyết thấp
– Giúp điều trị những bệnh do nồng độ canxi thấp gây ra như còi xương, loãng xương, suy tuyến cận giáp hoặc bệnh tetany tiềm ẩn.
– Thuốc canxi photphat giúp chất bổ sung canxi cho những đối tượng dễ có nguy cơ thiếu hụt canxi như phụ nữ mang thai, đang cho con bú hoặc ở giai đoạn sau mãn kinh, người uống một số thuốc như phenobarbital, phenytoin hoặc prednisone.
Ngoài những ứng dụng trên, canxi photphat còn là thành phần trong kem đánh răng với công dụng là cung cấp canxi và photphat để thúc đẩy quá trình tái tạo răng. Bên cạnh đó, nó cũng được ứng dụng trong sản xuất gốm, sứ.
