Фосфат
-
Определение и структура фосфатов
- Фосфат — анион, соль, функциональная группа или сложный эфир, полученный из фосфорной кислоты.
- Ортофосфат (PO4)3- образуется из фосфорной кислоты путем удаления трех протонов.
- В органической химии фосфат — органофосфат, сложный эфир ортофосфорной кислоты.
-
Химические свойства и растворимость
- Фосфат-ион имеет молярную массу 94,97 г/моль и состоит из центрального атома фосфора, окруженного четырьмя атомами кислорода.
- Многие фосфаты растворимы в воде, но водородные и дигидрофосфаты более растворимы.
-
Равновесие в растворе
- В водном растворе ортофосфорная кислота и её производные анионы сосуществуют в соответствии с равновесиями диссоциации и рекомбинации.
- При рН 1 или ниже фосфорная кислота практически не диссоциирует, при рН около 4,7 дигидрофосфатный ион является единственным присутствующим видом, при рН около 9,8 моногидрофосфатный ион является единственным присутствующим видом, при рН 13 или выше кислота полностью диссоциирует.
-
Биохимия фосфатов
- В биологических системах фосфор может быть обнаружен в виде свободных фосфатных анионов или связанных с органическими молекулами.
- В цитозоле присутствуют ионы [H2PO4]− и [HPO4]2−, в внеклеточной жидкости — [HPO4]2− и [H2PO4]−.
- Органические фосфаты встречаются в виде нуклеотидов и ДНК.
-
Кости и зубы
- Фосфаты играют важную роль в качестве структурного материала костей и зубов, состоящих из гидроксиапатита.
-
Использование в медицине и биологии
- Фосфаты используются в медицине для лечения инфекций мочевыводящих путей и предотвращения образования камней.
- В биологии фосфаты используются для изучения метаболизма растений и в медицинских исследованиях.
-
Неблагоприятные последствия для здоровья
- Гиперфосфатемия связана с повышенной смертностью и сердечно-сосудистыми событиями.
- Рекомендуется ограничить потребление продуктов, богатых фосфатами.
-
Производство и запасы
- Фосфаты добываются для использования в сельском хозяйстве и промышленности.
- Крупнейшим производителем и экспортером фосфатов является Марокко.
- Запасы фосфора истощаются, но резервы позволяют компенсировать текущие темпы потребления.
-
Месторождения фосфатов и их радиоактивность
- Некоторые месторождения фосфатов содержат радиоактивные изотопы урана
- Внесение фосфорных удобрений может привести к радиоактивности в поверхностных водах
-
Запасы и добыча фосфатов
- В декабре 2012 года Cominco Resources объявила о запасах фосфатов в 531 миллион тонн в Конго-Браззавиле
- В 2018 году в Норвегии обнаружены залежи фосфатов, равные залежам на всей остальной территории Земли
- В июле 2022 года Китай ввел квоты на экспорт фосфатов
-
Основные импортеры фосфатов
- Крупнейшие импортеры фосфатов: Бразилия (3,2 млн тонн), Индия (2,9 млн тонн), США (1,6 млн тонн)
-
Добыча и производство фосфатов
- На долю Китая, Марокко и США приходится около 70% мирового производства фосфатов
-
Экологические аспекты фосфатов
- Фосфаты важны для биологических систем, но могут стать ограничивающим питательным веществом
- Добавление фосфатов может вызвать цветение и гибель организмов
- Фосфаты могут загрязнять воду и содержать тяжелые металлы
-
Отходы и их влияние
- При добыче фосфатов образуются отвалы с тяжелыми металлами, которые могут попадать в грунтовые воды
- Поглощение тяжелых металлов растениями и морскими обитателями может привести к их концентрации в пищевых продуктах