Phosphate tricalcique

Phosphate tricalcique
Identification
Nom UICPA	Phosphate de calcium
No CAS	7758-87-4
No ECHA	100.028.946
No CE	231-840-8
Code ATC	A12AA01
PubChem	516943
ChEBI	9679
FEMA	3081
Apparence	poudre blanche amorphe
Propriétés chimiques
Formule	Ca3O8P2Ca3(PO4)2
Masse molaire[1]	310,177 ± 0,014 g/mol Ca 38,76 %, O 41,27 %, P 19,97 %,
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le phosphate tricalcique, plus communément appelé phosphate de calcium, est un sel de calcium de l'acide phosphorique dont la formule chimique est ${\displaystyle {\ce {Ca3(PO4)2}}}$. Il est également connu sous le nom de phosphate de calcium tribasique et de phosphate de chaux osseuse. Il s'agit d'un solide blanc peu soluble. La plupart des échantillons commerciaux de « phosphate tricalcique » sont en fait de l'hydroxyapatite^[2].

Il existe sous la forme de trois polymorphes cristallins α, α′ et β. Les états α et α′ sont stables à haute température.

Nomenclature

Le phosphate de calcium désigne de nombreux matériaux constitués d'ions calcium (${\displaystyle {\ce {Ca^2+}}}$) associés à des orthophosphates (${\displaystyle {\ce {PO4^3-}}}$), des métaphosphates ou des pyrophosphates (${\displaystyle {\ce {P2O7^4-}}}$) et parfois d'ions oxyde et hydroxyde. En particulier, l'apatite, un minéral courant, a pour formule ${\displaystyle {\ce {Ca5(PO4)3{\it {X}}}}}$, où X est F, CI, OH, ou un mélange ; il s'agit d'hydroxyapatite si l'ion supplémentaire est principalement de l'hydroxyde. Une grande partie du « phosphate tricalcique » sur le marché est en fait de l'hydroxyapatite en poudre.

Préparation

Le phosphate tricalcique est produit commercialement en traitant l'hydroxyapatite avec l'acide phosphorique et de la chaux éteinte^[2]. Il ne peut être précipité directement à partir d'une solution aqueuse. En général, des réactions de double décomposition sont utilisées, impliquant un phosphate soluble et des sels de calcium, par exemple ${\displaystyle {\ce {(NH4)2HPO4 + Ca(NO3)2}}}$^[3] est réalisée dans des conditions de pH soigneusement contrôlées. Le précipité sera soit du « phosphate tricalcique amorphe », soit de l'hydroxyapatite déficiente en calcium, ${\displaystyle {\ce {Ca9(HPO4)(PO4)5(OH)}}}$^[3],[4],[5]. Le phosphate tricalcique cristallin peut être obtenu par calcination du précipité. Le β-${\displaystyle {\ce {Ca3(PO4)2}}}$ est généralement formé, des températures plus élevées sont nécessaires pour produire du α-${\displaystyle {\ce {Ca3(PO4)2}}}$.

Une alternative à la procédure humide consiste à chauffer un mélange de pyrophosphate de calcium et de carbonate de calcium^[4] :

${\displaystyle {\ce {CaCO3 + Ca2P2O7 -> Ca3(PO4)2 + CO2}}}$.

Structure des polymorphes β-, α- et α′- Ca₃(PO₄)₂

Le phosphate tricalcique présente trois polymorphes reconnus, la forme rhomboédrique β (illustrée ci-dessus) et deux formes à haute température, monoclinique α et hexagonale α'. Le phosphate β-tricalcique a une masse volumique cristallographique de 3,066 g/cm³, tandis que les formes à haute température sont moins denses : le phosphate α-tricalcique a une masse volumique de 2,866 g/cm³ et le phosphate α'-tricalcique a une masse volumique de 2,702 g/cm³.^{[réf. souhaitée]}

Additif alimentaire

L'additif alimentaire phosphate tricalcique, de code E341(iii), est composé d'hydroxyapatite^[6],[7].

Références

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