Fosfat: diferència entre les revisions

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Contingut suprimit Contingut afegit
amplio i trec la referència a esborrany
Línia 4: Línia 4:
Els fosfats juguen un important paper en la [[bioquímica]] i en la [[biogeoquímica]]. Els secundaris i els terciaris són [[solubilitat|insolubles]] en [[aigua]], llevat dels fosfats de [[sodi]], [[potassi]] i [[amoni]].
Els fosfats juguen un important paper en la [[bioquímica]] i en la [[biogeoquímica]]. Els secundaris i els terciaris són [[solubilitat|insolubles]] en [[aigua]], llevat dels fosfats de [[sodi]], [[potassi]] i [[amoni]].


Els fosfats inorgànics s'extreuen de mines per tal d'obtènir fòsfor que es fa servir en l'agricultura i la indúsria.<ref name=PhosphatePrimer>{{cite web |url=http://fipr1.state.fl.us/PhosphatePrimer |title=Phosphate Primer}}</ref> A temperatures elevades en l'estat sòlid,els fosfats poden experimentar una [[reacció de condensació]] i formar [[pirofosfat]]s.
==Propietats químiques==
[[Image:Phosphate Group.svg|upright|thumb|[[Fórmula estructural]]delgrup funcional àcid fosfòric.<ref>{{cite book|last = Campbell|first = Neil A.|authorlink = Neil Campbell (scientist)|coauthors = Reece, Jane B.|title = Biology|edition = Seventh|publisher = Benjamin Cummings|year = 2005|location = San Francisco, California|page = 65|isbn = 0-8053-7171-0 }}</ref>]]

L'ió fosfat és un [[ió poliatòmic]] amb la fórmula empírica PO<sub>4</sub><sup>3−</sup> i una [[massa molar]] de 94,97 g/mol. Conté un àtom central de [[fòsfor]] envoltat per quatre àtoms d'oxigen dins una disposició en tetrahedre. Es forma una sal de fosfat quan un ió carregat positivament s'uneix a àtoms d'oxigen de l'ió carregats negativament formant un [[compost químic]] iònic. Molts fosfats no són solubles en l'aigua a temperatures i pressions estàndard. Els fosfats de sodi, potassi, rubidi, cesi i amoni són tots ells solubles en l'aigua. Els pirofosfats són majoritàriament solubles en aigua.

El fosfat aquòs existeix en quatre formes: En condicions fortament bàsiques, l'ió fosfat (PO<sub>4</sub><sup>3−</sup>) predomina, mentre que en condicions lleugerament bàsiques el prevalent és l'ió fosfat d'hidrogen (HPO<sub>4</sub><sup>2−</sup>). En codicions feblement àcides,l'ió fosfat de dihidrogen (H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>−</sup>) és el més comú. La principal forma en condicions fortament àcides ho és el fosfat de trihidrogen ({{chem|H|3|PO|4}}).

<gallery widths=100px heights=80px>
Image:3-phosphoric-acid-3D-balls.png|<center>{{chem|H|3|PO|4}}</center><center>Àcid fosfòric acid</center>
Image:2-dihydrogenphosphate-3D-balls.png|<center>{{chem|H|2|PO|4|−}}</center><center>Fosfat de dihidrogen</center>
Image:1-hydrogenphosphate-3D-balls.png|<center>{{chem|HPO|4|2−}}</center><center>Fosfat d'hidrogen</center>
Image:0-phosphate-3D-balls.png|<center>{{chem|PO|4|3−}}</center><center>Phosphate</center>
</gallery>

Més exactament, considerant les tres reaccions d'equilibri següents:

:{{chem|H|3|PO|4}} {{eqm}} H<sup>+</sup> + H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>−</sup>

:H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>−</sup> {{eqm}} H<sup>+</sup> + HPO<sub>4</sub><sup>2−</sup>

:HPO<sub>4</sub><sup>2−</sup> {{eqm}} H<sup>+</sup> + PO<sub>4</sub><sup>3−</sup>

les corresponents constants a 25°C (en mol/L) són (vegeu [[àcid fosfòric]]):

: <math> K_{a1}=\frac{[\mbox{H}^+][\mbox{H}_2\mbox{PO}_4^-]}{[\mbox{H}_3\mbox{PO}_4]}\simeq 7.5\times10^{-3}</math> (pK<sub>a1</sub> 2.12)

: <math>K_{a2}=\frac{[\mbox{H}^+][\mbox{HPO}_4^{2-}]}{[\mbox{H}_2\mbox{PO}_4^-]}\simeq 6.2\times10^{-8}</math> (pK<sub>a2</sub> 7.21)
: <math> K_{a3}=\frac{[\mbox{H}^+][\mbox{PO}_4^{3-}]}{[\mbox{HPO}_4^{2-}]}\simeq 2.14\times10^{-13}</math> (pK<sub>a3</sub> 12.67)

[[image:Phosphoric acid speciation.png|tumb|left]]

Per a un pH neutre com en el [[citosol]], pH=7,0
: <math> \frac{[\mbox{H}_2\mbox{PO}_4^-]}{[\mbox{H}_3\mbox{PO}_4]}\simeq 7.5\times10^4 \mbox{ , }\frac{[\mbox{HPO}_4^{2-}]}{[\mbox{H}_2\mbox{PO}_4^-]}\simeq 0.62 \mbox{ , } \frac{[\mbox{PO}_4^{3-}]}{[\mbox{HPO}_4^{2-}]}\simeq 2.14\times10^{-6}</math>

El fosfat pot formar molts ions polimèrics com el [[difosfat]] (tambéconegut com [[pirofosfat]]), {{chem|P|2|O|7|4-}}, i [[trifosfat sòdic|trifosfat]], {{chem|P|3|O|10|5-}}. Els diversos ions [[metafosfat]] (els quals normalmentr són polímers linears llargs) tenen la fórmula empírica de {{chem|PO|3|−}} i es troben en molts compostos.

===Bioquímica dels fosfats===
En els sistemes biològics, elfòsfor es troba com a fosfats lliures en la solució i s'anomena '''fosfat inorgànic''', per diferenciar-lo dels fosfats dels èsters d'àcid fosfòric. La notació del fosfat inorgànic en general és com '''P<sub>i</sub>''' i consta, en pH neutre, d'una mescla d'ions de {{chem|HPO|4|2−}} i {{chem|H|2|PO|4|−}}.

Es pot crear fosfat inorgànic per [[hidròlisi]] de [[pirofosfat]], la qual s'expressa com '''PP<sub>i</sub>''':

:{{chem|P|2|O|7|4-}} + H<sub>2</sub>O {{eqm}} 2 {{chem|HPO|4|2−}}

Tanmateix, els fosfats de formamés comuna es troben en la formade fosfats d'ademnosina, ([[AMP]], [[ADP]] i [[ATP]]) i en [[ADN]] i [[ARN]] i es poden alliberar per hidròlisi d'ATP o ADP. eaccions similars existeixen en els altres nucleòsids. Els enllaços fosfoanhídrids en l' ADP i ATP, o altres nucleòsids de difosfats o trifosfats, contenen grans quantitats d'energia amb un paper vital en tots els organismes vius. .

Afegir o treure fosfat de les proteïnes en totes les cèl·lules és una estratègia clau en la regulació dels processos del [[metabolisme]].

{{Wide image|Blood values sorted by mass and molar concentration.png|2000px|[[Reference ranges for blood tests]], showing ''inorganic phosphorus'' in purple at right, being almost identical to the molar concentration of phosphate.}}

El fosfat és útil en les cèl·lules com [[agent amortidor]].

Els fosfats és el material estructural dels ossos i les dents (em forma d'[[hidroxiapatita]])

Les [[plantes]] capturen el fòsfor a través de diversos procediments: per fongs [[micoriza]] i de manera directa.

==Presentació i mineria==
[[File:Phosphate Mine Panorama.jpg|thumb|500px|Mina de fosfat prop de [[Flaming Gorge]], [[Utah]], 2008]]

Els fosfats són la manera natural com es troba el fòsfor en molts minerals fosfatats.

A Amèrica del Nord els dipòsits més grans de roques fosfatades ([[fosforita]]) es troben a la regió [[Bone Valley]] de [[Florida]], els ''Soda Springs'' de Idaho, i la costa de carolina del Nord. L'illa amb més fosfats del món és [[Nauru]]. També hi ha importants dipòsits de fosforites a Egipte, Israel, Marroc, [[Illa Navassa]], Tunísia, Togo i Jordània.


==Ecologia==
[[File:WOA09 sea-surf PO4 AYool.png|left|thumb|Fosfats a la superfície marina (de [[World Ocean Atlas]]).]]

En termes ecològics el fòsfor és activament cercat pels organismes vius i una vegada usat és un nutrient limitant en el medi ambient i la seva disponibilitst regula la taxa de creixement dels organismes. Això és particularment cert en els ambients d'aigua dolça, en canvi en els ambients marins el nutrient limitant és sovint el nitrogen. L'abocament de grans quantitats de fòsfor porta a l'[[eutrofització]] de l'aigua, però no tot el fòsfor es troba en la forma molecular que les algues poden degradar i consumir.<ref>{{cite web|last=Hochanadel|first=Dave|title=Limited amount of total phosphorus actually feeds algae, study finds|url=http://www.lakescientist.com/2010/limited-amount-of-total-phosphorus-actually-feeds-algae-study-finds|publisher=Lake Scientist|accessdate=June 10, 2012|date=December 10, 2010|quote=[B]ioavailable phosphorus – phosphorus that can be utilized by plants and bacteria – is only a fraction of the total, according to Michael Brett, a UW engineering professor ...}}</ref>

Els dipòsits de fosfat poden contenir quantitats significatives de [[metalls pesants]]. En la mineria dels fosfats apareixen acumulats alts nivells de [[cadmi]], [[plom]], [[nickel]], [[coure]], [[crom]] i [[urani]] tòxics.<ref>{{cite journal|last1 = Gnandil|first1 = K.|last2 = Tchangbedjil|first2 = G.|last3 = Killil|first3 = K.|last4 = Babal|first4 = G.|last5 = Abbel|first5 = E.|title = The Impact of Phosphate Mine Tailings on the Bioaccumulation of Heavy Metals in Marine Fish and Crustaceans from the Coastal Zone of Togo|periodical = Mine Water and the Environment|volume = 25|issue = 1|date = March 2006|pages = 56–62|doi = 10.1007/s10230-006-0108-4}}</ref>

A Alemanya,l'ús de fertilitzants fosfatats contaminats amb urani ha elevat significativament els nivells d'urani en l'aigua potable.<ref>{{cite web|url=http://umweltinstitut.org/radioaktivitat/messungen/uran-im-dunger-981.html |title=Hintergründe: Uran im Dünger |publisher=www.umweltinstitut.org |accessdate=2013-01-10}}</ref>
==Referències==
<references />
== Vegeu també ==
== Vegeu també ==
* [[Homeòstasi de fosfat]].
* [[Homeòstasi de fosfat]].
Línia 9: Línia 83:


{{Commonscat|Phosphates}}
{{Commonscat|Phosphates}}

{{esborrany de química}}


[[Categoria:Fosfats]]
[[Categoria:Fosfats]]

Revisió del 08:20, 6 jul 2014

Roques de fosfat al costat d'una moneda per tal de comparar la seva grandària.

Un fosfat, en química inorgànica, és una sal d'àcid fosfòric. En química orgànica, un fosfat (o organofosfat), és un èster d'àcid fosfòric. Tenen en comú un àtom de fòsfor rodejat per quatre àtoms d'oxigen en forma tetraèdrica.

Els fosfats juguen un important paper en la bioquímica i en la biogeoquímica. Els secundaris i els terciaris són insolubles en aigua, llevat dels fosfats de sodi, potassi i amoni.

Els fosfats inorgànics s'extreuen de mines per tal d'obtènir fòsfor que es fa servir en l'agricultura i la indúsria.[1] A temperatures elevades en l'estat sòlid,els fosfats poden experimentar una reacció de condensació i formar pirofosfats.

Propietats químiques

Fórmula estructuraldelgrup funcional àcid fosfòric.[2]

L'ió fosfat és un ió poliatòmic amb la fórmula empírica PO43− i una massa molar de 94,97 g/mol. Conté un àtom central de fòsfor envoltat per quatre àtoms d'oxigen dins una disposició en tetrahedre. Es forma una sal de fosfat quan un ió carregat positivament s'uneix a àtoms d'oxigen de l'ió carregats negativament formant un compost químic iònic. Molts fosfats no són solubles en l'aigua a temperatures i pressions estàndard. Els fosfats de sodi, potassi, rubidi, cesi i amoni són tots ells solubles en l'aigua. Els pirofosfats són majoritàriament solubles en aigua.

El fosfat aquòs existeix en quatre formes: En condicions fortament bàsiques, l'ió fosfat (PO43−) predomina, mentre que en condicions lleugerament bàsiques el prevalent és l'ió fosfat d'hidrogen (HPO42−). En codicions feblement àcides,l'ió fosfat de dihidrogen (H2PO4) és el més comú. La principal forma en condicions fortament àcides ho és el fosfat de trihidrogen (H
3
PO
4
).

Més exactament, considerant les tres reaccions d'equilibri següents:

H
3
PO
4
està en equilibri amb H+ + H2PO4
H2PO4 està en equilibri amb H+ + HPO42−
HPO42− està en equilibri amb H+ + PO43−

les corresponents constants a 25°C (en mol/L) són (vegeu àcid fosfòric):

(pKa1 2.12)
(pKa2 7.21)
(pKa3 12.67)
tumb
tumb

Per a un pH neutre com en el citosol, pH=7,0

El fosfat pot formar molts ions polimèrics com el difosfat (tambéconegut com pirofosfat), P
2
O4−
7
, i trifosfat, P
3
O5−
10
. Els diversos ions metafosfat (els quals normalmentr són polímers linears llargs) tenen la fórmula empírica de PO
3
i es troben en molts compostos.

Bioquímica dels fosfats

En els sistemes biològics, elfòsfor es troba com a fosfats lliures en la solució i s'anomena fosfat inorgànic, per diferenciar-lo dels fosfats dels èsters d'àcid fosfòric. La notació del fosfat inorgànic en general és com Pi i consta, en pH neutre, d'una mescla d'ions de HPO2−
4
i H
2
PO
4
.

Es pot crear fosfat inorgànic per hidròlisi de pirofosfat, la qual s'expressa com PPi:

P
2
O4−
7
+ H2O està en equilibri amb 2 HPO2−
4

Tanmateix, els fosfats de formamés comuna es troben en la formade fosfats d'ademnosina, (AMP, ADP i ATP) i en ADN i ARN i es poden alliberar per hidròlisi d'ATP o ADP. eaccions similars existeixen en els altres nucleòsids. Els enllaços fosfoanhídrids en l' ADP i ATP, o altres nucleòsids de difosfats o trifosfats, contenen grans quantitats d'energia amb un paper vital en tots els organismes vius. .

Afegir o treure fosfat de les proteïnes en totes les cèl·lules és una estratègia clau en la regulació dels processos del metabolisme.

Reference ranges for blood tests, showing inorganic phosphorus in purple at right, being almost identical to the molar concentration of phosphate.

El fosfat és útil en les cèl·lules com agent amortidor.

Els fosfats és el material estructural dels ossos i les dents (em forma d'hidroxiapatita)

Les plantes capturen el fòsfor a través de diversos procediments: per fongs micoriza i de manera directa.

Presentació i mineria

Mina de fosfat prop de Flaming Gorge, Utah, 2008

Els fosfats són la manera natural com es troba el fòsfor en molts minerals fosfatats.

A Amèrica del Nord els dipòsits més grans de roques fosfatades (fosforita) es troben a la regió Bone Valley de Florida, els Soda Springs de Idaho, i la costa de carolina del Nord. L'illa amb més fosfats del món és Nauru. També hi ha importants dipòsits de fosforites a Egipte, Israel, Marroc, Illa Navassa, Tunísia, Togo i Jordània.


Ecologia

Fosfats a la superfície marina (de World Ocean Atlas).

En termes ecològics el fòsfor és activament cercat pels organismes vius i una vegada usat és un nutrient limitant en el medi ambient i la seva disponibilitst regula la taxa de creixement dels organismes. Això és particularment cert en els ambients d'aigua dolça, en canvi en els ambients marins el nutrient limitant és sovint el nitrogen. L'abocament de grans quantitats de fòsfor porta a l'eutrofització de l'aigua, però no tot el fòsfor es troba en la forma molecular que les algues poden degradar i consumir.[3]

Els dipòsits de fosfat poden contenir quantitats significatives de metalls pesants. En la mineria dels fosfats apareixen acumulats alts nivells de cadmi, plom, nickel, coure, crom i urani tòxics.[4]

A Alemanya,l'ús de fertilitzants fosfatats contaminats amb urani ha elevat significativament els nivells d'urani en l'aigua potable.[5]

Referències

  1. «Phosphate Primer».
  2. Campbell, Neil A.; Reece, Jane B.. Biology. Seventh. San Francisco, California: Benjamin Cummings, 2005, p. 65. ISBN 0-8053-7171-0. 
  3. Hochanadel, Dave. «Limited amount of total phosphorus actually feeds algae, study finds». Lake Scientist, December 10, 2010. [Consulta: June 10, 2012]. «[B]ioavailable phosphorus – phosphorus that can be utilized by plants and bacteria – is only a fraction of the total, according to Michael Brett, a UW engineering professor ...»
  4. Gnandil, K.; Tchangbedjil, G.; Killil, K.; Babal, G.; Abbel, E. «The Impact of Phosphate Mine Tailings on the Bioaccumulation of Heavy Metals in Marine Fish and Crustaceans from the Coastal Zone of Togo». , vol. 25, 1, March 2006, pàg. 56–62. DOI: 10.1007/s10230-006-0108-4.
  5. «Hintergründe: Uran im Dünger». www.umweltinstitut.org. [Consulta: 10 gener 2013].

Vegeu també

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Fosfat