Ein Phosphat, eine anorganische Chemikalie, ist ein Salz von phosphoriger Säure. In der organischen Chemie ist ein Phosphat oder organophosphate, ein ester von phosphoriger Säure. Organische Phosphate sind in der Biochemie und Biogeochemie oder Ökologie wichtig. Anorganische Phosphate werden abgebaut, um Phosphor für den Gebrauch in der Landwirtschaft und Industrie zu erhalten. Bei Hochtemperaturen im festen Zustand können sich Phosphate verdichten, um pyrophosphates zu bilden.

Chemische Eigenschaften

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Das Phosphation ist ein Polyatomion mit der empirischen Formel und einer Mahlzahn-Masse von 94.97 g/mol. Es besteht aus einem Hauptphosphor-Atom, das durch vier Sauerstoff-Atome in einer vierflächigen Einordnung umgeben ist. Das Phosphation trägt eine negative drei formelle Anklage und ist die verbundene Basis des Wasserstoffphosphations, der die verbundene Basis, das dihydrogen Phosphation ist, das der Reihe nach die verbundene Basis, phosphorige Säure ist. Das Phosphation ist ein hypervalent Molekül (das Phosphor-Atom hat 10 Elektronen in seiner Wertigkeitsschale). Ein Phosphatsalz formt sich, wenn ein positiv beladenes Ion den negativ beladenen Sauerstoff-Atomen des Ions anhaftet, eine ionische Zusammensetzung bildend. Viele Phosphate sind in Wasser bei der Standardtemperatur und dem Druck nicht auflösbar. Das Natrium, das Kalium, das Rubidium, das Cäsium und die Ammonium-Phosphate sind das ganze auflösbare Wasser. Die meisten anderen Phosphate sind nur ein bisschen auflösbar oder sind in Wasser unlöslich. In der Regel sind der Wasserstoff und die dihydrogen Phosphate ein bisschen mehr auflösbar als die entsprechenden Phosphate. Die pyrophosphates sind größtenteils auflösbares Wasser.

Wässriges Phosphat besteht in vier Formen. In stark grundlegenden Bedingungen herrscht das Phosphation vor, wohingegen in schwach grundlegenden Bedingungen das Wasserstoffphosphation überwiegend ist. In schwach sauren Bedingungen ist das dihydrogen Phosphation am üblichsten. In stark acidic Bedingungen, trihydrogen Phosphat ist die Hauptform.

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Genauer, die folgenden drei Gleichgewicht-Reaktionen denkend:

: H +

: H +: H +

die entsprechenden Konstanten an 25°C (in mol/L) sind (sieh phosphorige Säure):

: (pK 2.12)

: (pK 7.21)

: (pK 12.67)

Das Artbildungsdiagramm hat das Verwenden dieser PK-Wertshows drei verschiedene Gebiete erhalten. Tatsächlich, und benehmen Sie sich als getrennte schwache Säuren. Das ist, weil sich die aufeinander folgenden PK-Werte durch mehr als 4 unterscheiden. Für jede Säure ist der pH bei der Halbneutralisierung dem pK Wert von der Säure gleich. Das Gebiet, in dem die Säure im Gleichgewicht mit seiner verbundenen Basis ist, wird durch den pH  pK ± 2 definiert. So sind die drei PH-Gebiete etwa 0-4, 5-9 und 10-14. Das wird idealisiert, weil es unveränderliche Ionenstarke annimmt, die in Wirklichkeit an sehr niedrigen und sehr hohen PH-Werten nicht halten wird.

Für einen neutralen pH als im cytosol, pH=7.0

:

so dass nur und Ionen in bedeutenden Beträgen da sind (62 %, 38-%-Zeichen, dass in der extracellular Flüssigkeit (pH=7.4) dieses Verhältnis (61 %, 39 %) umgekehrt wird.

Phosphat kann viele polymere Ionen wie diphosphate (auch bekannt als pyrophosphate), und triphosphate bilden. Die verschiedenen metaphosphate Ionen (die gewöhnlich lange geradlinige Polymer sind) haben eine empirische Formel dessen und werden in vielen Zusammensetzungen gefunden.

Biochemie von Phosphaten

In biologischen Systemen wird Phosphor als ein freies Phosphation in der Lösung gefunden und wird anorganisches Phosphat genannt, um es von Phosphaten zu unterscheiden, die in verschiedenem Phosphat esters gebunden sind. Anorganisches Phosphat wird allgemein angezeigt P und am physiologischen (neutralen) pH besteht in erster Linie aus einer Mischung und Ionen.

Anorganisches Phosphat kann durch die Hydrolyse von pyrophosphate geschaffen werden, der angezeigte SEITEN ist:

: + HO 2

Jedoch werden Phosphate meistens in der Form von Adenosinphosphaten, (AMPERE, ADP und ATP) und in der DNA und RNS gefunden und können durch die Hydrolyse von ATP oder ADP veröffentlicht werden. Ähnliche Reaktionen bestehen für den anderen nucleoside diphosphates und triphosphates. Obligationen von Phosphoanhydride in ADP und ATP, oder anderem nucleoside diphosphates und triphosphates, enthalten hohe Beträge der Energie, die ihnen ihre Lebensrolle in allen lebenden Organismen geben. Sie werden allgemein hohes Energiephosphat genannt, wie der phosphagens im Muskelgewebe sind. Zusammensetzungen solcher, wie eingesetzt, phosphines haben Nutzen in der organischen Chemie, aber scheinen nicht, irgendwelche natürlichen Kopien zu haben.

Die Hinzufügung und Eliminierung von Phosphat von Proteinen in allen Zellen sind eine Angelstrategie in der Regulierung von metabolischen Prozessen.

Phosphat ist in Tierzellen als ein Pufferungsagent nützlich. Phosphatsalze, die allgemein verwendet werden, um Pufferlösungen an Zell-pHs vorzubereiten, schließen NaHPO, NaHPO und die entsprechenden Kalium-Salze ein.

Ein wichtiges Ereignis von Phosphaten in biologischen Systemen ist als das Strukturmaterial des Knochens und der Zähne. Diese Strukturen werden aus kristallenem Kalzium-Phosphat in der Form von hydroxyapatite gemacht. Das harte dichte Email von Säugetierzähnen besteht aus fluoroapatite, ein hydroxy Kalzium-Phosphat, wo einige der hydroxyl Gruppen durch Fluorid-Ionen ersetzt worden sind.

Kerbtier exoskeleta wird chitin gebaut, der kristallenes Kalzium-Phosphat als ein verstärkendes Material enthält.

Ereignis und Bergwerk

Phosphate sind die natürlich vorkommende Form des Element-Phosphors, der in vielen Phosphatmineralen gefunden ist. In der Mineralogie und Geologie bezieht sich Phosphat auf einen Felsen oder Erz, das Phosphationen enthält. Anorganische Phosphate werden abgebaut, um Phosphor für den Gebrauch in der Landwirtschaft und Industrie zu erhalten.

Der größte phosphorite oder die Felsen-Phosphatablagerungen in Nordamerika liegen im Knochen-Talgebiet des zentralen Floridas, der Vereinigten Staaten, des Soda-Frühlingsgebiets Idahos und der Küste North Carolinas. Kleinere Ablagerungen werden in Montana, Tennessee, Georgia und South Carolina in der Nähe vom Charleston entlang der Ashley Phosphate Road gelegen. Die kleine Inselnation Naurus und seiner Nachbarinsel Banaba, die gepflegt hat, massive Phosphatablagerungen der besten Qualität zu haben, ist übermäßig abgebaut worden. Felsen-Phosphat kann auch in Ägypten, Israel, Marokko, der Insel Navassa, Tunesien, Togo und dem Jordan, Länder gefunden werden, die großen Phosphatbergbau haben.

Gruben von Phosphorite werden in erster Linie gefunden in:

• Nordamerika: Die Vereinigten Staaten von Amerika, besonders North Carolina, mit kleineren Ablagerungen in Florida, Idaho und Tennessee.
• Afrika: Marokko, hauptsächlich in der Nähe von Khouribga und Youssoufia; Senegal, Togo, Tunesien und die Westsahara.
• Der Nahe Osten: Israel, Saudi-Arabien, der Jordan und der Irak, an der Stadt Akashat, in der Nähe von der jordanischen Grenze.
• Ozeanien: Australien, Makatea, Nauru und die Insel Banaba.

2007, an der aktuellen Rate des Verbrauchs, wie man schätzte, ist die Versorgung von Phosphor in 345 Jahren ausgegangen. Jedoch glauben einige Wissenschaftler jetzt, dass ein "Maximalphosphor" in 30 Jahren vorkommen wird, und dass an "aktuellen Raten Reserven in den nächsten 50 bis 100 Jahren entleert werden."

Einige Phosphatfelsen-Ablagerungen sind für ihre Einschließung von bedeutenden Mengen von radioaktiven Uran-Isotopen bemerkenswert. Dieses Syndrom ist beachtenswert, weil Radioaktivität in Oberflächenwasser im Prozess der Anwendung des resultierenden Phosphatdüngers (z.B in vielen Tabaklandwirtschaft-Operationen in den südöstlichen USA) veröffentlicht werden kann.

Ökologie

In ökologischen Begriffen, wegen seiner wichtigen Rolle in biologischen Systemen, ist Phosphat hoch hat nach Quelle gesucht. Einmal verwendet ist es häufig ein Begrenzungsnährstoff in Umgebungen, und seine Verfügbarkeit kann die Rate des Wachstums von Organismen regeln. Das trifft allgemein auf Süßwasserumgebungen zu, wohingegen Stickstoff öfter der Begrenzungsnährstoff im Marinesoldaten (Meerwasser) Umgebungen ist. Die Hinzufügung von hohen Niveaus von Phosphat zu Umgebungen und zu Mikroumgebungen, in denen es normalerweise selten ist, kann bedeutende ökologische Folgen haben. Zum Beispiel können Blüten in den Bevölkerungen von einigen Organismen auf Kosten anderer und der Zusammenbruch von Bevölkerungen, die von Mitteln wie Sauerstoff beraubt sind (sieh eutrophication), vorkommen. Im Zusammenhang der Verschmutzung sind Phosphate ein Bestandteil von aufgelösten Gesamtfestkörpern, ein Haupthinweis der Wasserqualität.

Kalzium hydroxyapatite und Kalkspat schlagen sich nieder kann um Bakterien in der alluvialen Krume gefunden werden. Da Tonminerale biomineralization fördern, ist die Anwesenheit von Bakterien und Tonmineralen auf Kalzium hydroxyapatite hinausgelaufen, und Kalkspat schlägt sich nieder.

Phosphatablagerungen können bedeutende Beträge natürlich vorkommender schwerer Metalle enthalten. Bergbaubetriebe, die Phosphatfelsen bearbeiten, können Tailings-Stapel verlassen, die erhobene Niveaus von Kadmium, Leitung, Nickel, Kupfer, Chrom und Uran enthalten. Wenn sorgfältig nicht geführt, können diese Abfallprodukte schwere Metalle in Grundwasser oder nahe gelegene Flussmündungen durchfiltern. Das Auffassungsvermögen dieser Substanzen durch Werke und Seeleben kann zu Konzentration von toxischen schweren Metallen in Nahrungsmittelprodukten führen.

Siehe auch

• Hypophosphite - HPO
• Organophosphorus setzt zusammen
• Phosphatumwandlungsüberzug
• Phosphine - PR
• Oxyd von Phosphine - OPR
• Phosphinite - P (ODER) R
• Phosphonite - P (ODER) R
• Phosphite - P (ODER)
• Phosphinate - OP (ODER) R
• Phosphonate - OP (ODER) R
• Phosphat — OP (ODER), wie Triphenyl-Phosphat
• Polyphosphat - PO
• Phosphorylation
• Pyrophosphate - PO
• Phosphor oxoacids
• Phosphat homeostasis
• Phosphogypsum
• Dünger

Links

• US-Minerale Databrowser stellen Datengrafik Bedeckung des Verbrauchs, der Produktion, der Importe, der Exporte und des Preises für Phosphat und 86 andere Minerale zur Verfügung
• Sich über Phosphor und Bio-Treibstöffe, globales Phosphatbergwerk, Gebrauch und Knappheit klar werdend.