Calciumphosphat

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Strukturformel
3 Calciumion 2 Phosphation
Allgemeines
Name Calciumphosphat
Andere Namen
  • Tricalciumphosphat
  • Tribasisches Calciumphosphat
  • Calciumorthophosphat
  • Tricalciummonophosphat
  • Tertiäres Calciumphosphat
Summenformel Ca3(PO4)2
CAS-Nummer 7758-87-4
PubChem 24456
ATC-Code

A12AA01

Kurzbeschreibung

weißer, geruchloser Feststoff[1]

Eigenschaften
Molare Masse 310,18 g·mol−1
Aggregatzustand

fest

Dichte

3,14 g·cm−3[1]

Schmelzpunkt

1670 °C[1]

Löslichkeit

praktisch unlöslich in Wasser (0,02 g·l−1 bei 20 °C)[1]

Sicherheitshinweise
Bitte die eingeschränkte Gültigkeit der Gefahrstoffkennzeichnung bei Arzneimitteln beachten
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung [1]
keine GHS-Piktogramme
H- und P-Sätze H: keine H-Sätze
P: keine P-Sätze [1]
Toxikologische Daten

>5000 mg·kg−1 (LD50Ratteoral)[2]

Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Calciumphosphat, Tricalciumorthophosphat oder Tricalciumphosphat (Ca3(PO4)2) ist ein Calciumsalz der ortho-Phosphorsäure und gehört zu den Phosphaten. Der Begriff Tricalciumphosphat wird gelegentlich für die sehr ähnliche Verbindung Pentacalciumhydroxytriphosphat (Ca5(PO4)3·OH) verwendet.

Vorkommen[Bearbeiten]

In der Natur kommt Calciumphosphat nicht in reiner Form vor. Calciumphosphatminerale wie Apatit oder Whitlockit enthalten stets weitere Kationen (z. B. Natrium, Magnesium oder Eisen) und Anionen (Hydroxid, Carbonat, Fluorid oder Chlorid).[3] Das mit Abstand häufigste und wirtschaftlich bedeutendste Calciumphosphatmineral ist Apatit.[4] Abiogener Apatit ist akzessorischer Bestandteil zahlreicher magmatischer Gesteine und Hauptbestandteil des marin gebildeten Gesteins Phosphorit. Mehr als 80 % der weltweiten Förderung von Apatit entstammen Phosphoritlagerstätten.[5]

Apatit wird aber auch von bzw. in Lebebewesen gebildet: Die mineralische Substanz der Knochen und Zähne der Wirbeltiere besteht daher überwiegend aus Calciumphosphat. In Elfenbein liegt der Gesamtanteil bei 55 bis 61 %. Außerdem enthält Guano, ein biogenes „Sediment“ aus Tierexkrementen, geringe Mengen an Apatit. Biogenes Calciumphosphat ist eine wichtige Phosphatquelle für die sogenannte Phosphogenese, einen Teilschritt bei der Entstehung von Phosphoriten.[6]

Eigenschaften[Bearbeiten]

Calciumphosphat ist ein weißer und geruchloser Feststoff, der bei 1670 °C schmilzt. Es ist praktisch unlöslich in Wasser.

Verwendung[Bearbeiten]

Das (wasserunlösliche) tertiäre Calciumphosphat wird zur Herstellung des (wasserlöslichen) primären Calciumphosphats Ca(H2PO4)2 verwendet, eines weit verbreiteten Düngemittels, besser bekannt als Superphosphat.[7]

Calciumphosphat dient auch zur Herstellung von Phosphorsäure, indem man es mit Schwefelsäure reagieren lässt:[8]

\mathrm{Ca_3(PO_4)_2\ +\ 3\ H_2SO_4\ \longrightarrow\ 3\ CaSO_4\ +\ 2\ H_3PO_4}

In der Lebensmitteltechnik wird Calciumphosphat als Säureregulator, Festigungsmittel oder Trennmittel eingesetzt; zum Beispiel für Fertigkuchenmischungen, bei denen es als Rieselhilfe ein Klumpen verhindern und die Rieselfähigkeit erhalten soll. Calciumphosphat ist zusammen mit Calciumdihydrogenphosphat und Calciumhydrogenphosphat in der EU als Lebensmittelzusatzstoff unter der gemeinsamen Nummer E 341 („Calciumphosphate“) für bestimmte Lebensmittel mit jeweils unterschiedlichen Höchstmengenbeschränkungen auch für Öko-Lebensmittel zugelassen. Nach der Zusatzstoff-Zulassungsverordnung sind dies – für die meisten zugelassenen Phosphate weitgehend einheitliche – einzelne Festlegungen für eine breite Palette mit zahlreichen unterschiedlichen Lebensmittelsorten. Die zugelassenen Höchstmengen variieren von 0,5 bis hin zu 50 Gramm pro Kilogramm (in Getränkeweißer für Automaten) oder auch dem Fehlen einer festen Beschränkung (quantum satis – nach Bedarf, bei Nahrungsergänzungsmitteln und teils bei Kaugummis). Phosphor steht im Verdacht Hyperaktivität, allergische Reaktionen und Osteoporose auszulösen. Es wurde eine erlaubte Tagesdosis von 70 Milligramm pro Kilogramm Körpergewicht für die Gesamtmenge aufgenommener Phosphorsäure und Phosphate festgelegt.

In der Knochenchirurgie und Implantologie wird Tricalciumphosphat als synthetisches Knochenersatzmaterial eingesetzt; es wird langsam resorbiert und durch Eigenknochen ersetzt.[9]

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b c d e f g Eintrag zu Calciumphosphat in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 10. Dezember 2012 (JavaScript erforderlich)
  2. Datenblatt Calciumphosphat (PDF) bei Merck, abgerufen am 19. Januar 2011.
  3. Holleman-Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 91.–100. Auflage, Walter de Gruyter, 1985, S. 655
  4. N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. VCH 1988, S. 611, 675.
  5. Steven J. Van Kauwenbergh: World Phosphate Rock Reserves and Resources. International Fertilizer Development Center Technical Bulletin. Nr. 75, S. 2 f. (PDF 2,6 MB)
  6. Gabriel M. Filippelli: Phosphate rock formation and marine phosphorus geochemistry: The deep time perspective. Chemosphere. Bd. 84, Nr. 6 (Sonderausgabe The Phosphorous Cycle), 2011, S. 759–766, doi:10.1016/j.chemosphere.2011.02.019
  7. N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. VCH 1988, S. 675.
  8. Holleman-Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 91.–100. Auflage, Walter de Gruyter, 1985, S. 652
  9. Kari Köster, Eberhard Karbe, Horst Kramer, Helmut Heide, Rainer König: Experimenteller Knochenersatz durch resorbierbare Calciumphosphat-Keramik. Langenbecks Archiv für Chirurgie. Bd. 341, Nr. 2, S. 77–86, doi:10.1007/BF01262779