Фосфат кальцію

Триосновна фосфорна кислота утворює з кальцієм три типи солей. Це гідрофосфат кальцію CaHPO4, дігидрофосфат кальцію Ca (H2PO4) 2 та ортофосфат або фосфат кальцію, формула якого має вигляд: Ca3 (PO4) 2. Ця сіль є неорганічним речовиною, при стандартних умовах знаходиться в твердому стані, а в рідке переходить (плавиться) при температурі понад 1200 С. Щільність дорівнює 2,81 г / смsup3-, молярна маса - 310,2 г / моль. Фосфат кальцію погано розчиняється у воді: при 20 С масова частка його не перевищує 0,0025%. На відміну від більшості інших сполук, рівень розчинності його знижується з ростом температури. Таким чином, в системах опалення ця сіль здатна утворювати відкладення.

Фосфат кальцію являє собою біла кристалічна речовина, яка входить до складу мінералів апатиту (відноситься до класу фосфатів, що містять до 56% СаО і, приблизно, 41% Р2O5), фосфорита (волокнистий або щільний агрегат апатиту, що містить понад 18% Р2O5) і гідроксилапатиту (основний компонент кісткової тканини людини і тварин). Доведено походження деяких родовищ з екскрементів або трупів тварин. Інші родовища (наприклад, в древніх морях) утворилися в результаті життєдіяльності «фосфоробактерій». Але в деяких місцях поклади цієї корисної копалини мають чисто мінеральне походження. Всі вони широко поширені в природі і використовуються в народному господарстві.

Апатит служить сировиною для отримання фосфору, фосфорних добрив і фосфорної кислоти, а також застосовується в кольоровій і чорній металургії, у виробництві скла і кераміки. Природні мінерали фосфорити є породами різного походження, але частіше осадовими, їх використовують для подальшого збагачення і у виробництві фосфатних добрив. Запаси фосфоритів і апатитів мають велике значення для сільського господарства, так як використовуються не тільки для одержання добрив, а й як джерело кальцію для підгодівлі птахів чи худоби: кормовий фосфат кальцію випускають по ГОСТ 23999-80.

Мінерал неорганічного походження - апатит - знаходить застосування більш ніж у двадцяти виробничих процесах. Його використовують у виробництві абразивів, скла та кераміки, а також для отримання фосфорної кислоти і вільного фосфору. Процес протікає за схемою: 3SiO2 + Ca3 (PO4) 2 + 5C - 3CaSiO3 + 5CO + 2P. Ця речовина затребуване також в харчовій промисловості: випускається у вигляді харчових добавок Е341 по ГОСТ Р 53945-2010, куди, поряд з 1- та 2-заміщеними солями ортофосфорної кислоти, входить фосфат кальцію. Отримання цього продукту передбачає жорсткі вимоги до вихідної сировини. У виробництві харчових добавок використовують кислоту ортофосфорну марки А за ГОСТ 10678-76, гідроокис кальцію по ГОСТ 9262-77 і хімічно обкладена крейда по ГОСТ 8253-79.

Мінерал, що містить фосфат кальцію, відіграє важливу роль у людському організмі. Гідроксилапатит може бути представлений формулою 3Са3 (РО4) 3•Ca (OH) 2. Він є основною складовою і будівельним матеріалом кісток людини. Цей мінерал входить до складу емалі зубів у вигляді фторапатиту. Добова потреба у фосфорі велика і лежить в межах від 800 до 1500 мг. За метаболізм фосфорних сполук в організмі людини відповідає печінку, а регулюють цей процес гормони і вітамін D. Різні захворювання кісток і зубів розвиваються при нестачі в організмі фосфору. Фосфат кальцію надходить з продуктами харчування, зміцнює зуби і кістки, а в поєднанні з іншими мінералами підтримує роботу серцево-судинної системи, запобігає виникненню раку товстої кишки, регулює функції нервів, бере участь у будівництві колагену, сприяє зниженню холестерину. Фосфати виводяться з калом, а з сечею щодня виділяється близько 4 г солей фосфорної кислоти.

Основні джерела кальцію фосфату для людини - коров'яче молоко і молочні продукти, крупи, збагачені соки, сир, козине молоко, лосось, сардини і анчоуси. Будучи погано розчинним у воді, фосфат кальцію знаходиться у високій концентрації в молоці, оскільки існує в колоїдної системі у вигляді міцел - частинок, що складаються з дуже маленького нерозчинного ядра, яке оточене молекулами розчинника і адсорбованими іонами. Входить до складу казеїну молока, точніше, казеината кальцію, який відноситься до фосфопротеинов, оскільки містить фосфатну групу. Однак фахівці рекомендують уникати надлишку фосфату кальцію, особливо у вигляді збагачених продуктів і добавок, якщо людина має одне з наступних захворювань: паращитовидних залоз, наявність каменів у нирках або під час постійного лікування, що включає антибіотики тетрациклінового ряду.