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	Ca3(PO4)2
Masse molaire	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 ${\ce {Ca3(PO4)2}}$ . 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 ( ${\ce {Ca^2+}}$ ) associés à des orthophosphates ( ${\ce {PO4^3-}}$ ), des métaphosphates ou des pyrophosphates ( ${\ce {P2O7^4-}}$ ) et parfois d'ions oxyde et hydroxyde. En particulier, l'apatite, un minéral courant, a pour formule ${\ce {Ca5(PO4)3{\it {X}}}}$ , 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 ${\ce {(NH4)2HPO4 + Ca(NO3)2}}$ ^[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, ${\ce {Ca9(HPO4)(PO4)5(OH)}}$ ^[3]^,^[4]^,^[5]. Le phosphate tricalcique cristallin peut être obtenu par calcination du précipité. Le β- ${\ce {Ca3(PO4)2}}$ est généralement formé, des températures plus élevées sont nécessaires pour produire du α- ${\ce {Ca3(PO4)2}}$ .

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

{\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

↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
↑ ^{a et b} (en) Klaus Schrödter, Gerhard Bettermann, Thomas Staffel et Friedrich Wahl, « Phosphoric Acid and Phosphates », dans Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag, 15 janvier 2008 (ISBN 978-3-527-30673-2, DOI 10.1002/14356007.a19_465.pub3, lire en ligne), a19_465.pub3.
↑ ^{a et b} (en) A. Destainville, E. Champion, D. Bernache-Assollant et E. Laborde, « Synthesis, characterization and thermal behavior of apatitic tricalcium phosphate », Materials Chemistry and Physics, vol. 80, n^o 1,‎ 29 avril 2003, p. 269–277 (ISSN 0254-0584, DOI 10.1016/S0254-0584(02)00466-2, lire en ligne, consulté le 28 avril 2023)
↑ ^{a et b} (en) C. Rey, C. Combes, C. Drouet et D. Grossin, « 1.111 - Bioactive Ceramics: Physical Chemistry », dans Comprehensive Biomaterials, Elsevier, 1^er janvier 2011 (ISBN 978-0-08-055294-1, DOI 10.1016/b978-0-08-055294-1.00178-1, lire en ligne), p. 187–221
↑ (en) Sergey V. Dorozhkin, « Amorphous calcium (ortho)phosphates », Acta Biomaterialia, vol. 6, n^o 12,‎ 1^er décembre 2010, p. 4457–4475 (ISSN 1742-7061, DOI 10.1016/j.actbio.2010.06.031, lire en ligne, consulté le 28 avril 2023)
↑ (en) Youssef El Moussaoui, Hélène Terrisse, Sophie Quillard et Marie-Hélène Ropers, « The True Nature of Tricalcium Phosphate Used as Food Additive (E341(iii)) », Nanomaterials, vol. 13, n^o 12,‎ janvier 2023, p. 1823 (ISSN 2079-4991, DOI 10.3390/nano13121823, lire en ligne, consulté le 6 juillet 2023)
↑ (en) Klaus Schrödter, Gerhard Bettermann, Thomas Staffel et Friedrich Wahl, « Phosphoric Acid and Phosphates », dans Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 15 janvier 2008 (ISBN 978-3-527-30673-2, DOI 10.1002/14356007.a19_465.pub3, lire en ligne)

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[1] Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.

[:0-2] {a et b} (en) Klaus Schrödter, Gerhard Bettermann, Thomas Staffel et Friedrich Wahl, « Phosphoric Acid and Phosphates », dans Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag, 15 janvier 2008 (ISBN 978-3-527-30673-2, DOI 10.1002/14356007.a19_465.pub3, lire en ligne), a19_465.pub3.

[:1-3] {a et b} (en) A. Destainville, E. Champion, D. Bernache-Assollant et E. Laborde, « Synthesis, characterization and thermal behavior of apatitic tricalcium phosphate », Materials Chemistry and Physics, vol. 80, n^o 1,‎ 29 avril 2003, p. 269–277 (ISSN 0254-0584, DOI 10.1016/S0254-0584(02)00466-2, lire en ligne, consulté le 28 avril 2023)

[:2-4] {a et b} (en) C. Rey, C. Combes, C. Drouet et D. Grossin, « 1.111 - Bioactive Ceramics: Physical Chemistry », dans Comprehensive Biomaterials, Elsevier, 1^er janvier 2011 (ISBN 978-0-08-055294-1, DOI 10.1016/b978-0-08-055294-1.00178-1, lire en ligne), p. 187–221

[5] (en) Sergey V. Dorozhkin, « Amorphous calcium (ortho)phosphates », Acta Biomaterialia, vol. 6, n^o 12,‎ 1^er décembre 2010, p. 4457–4475 (ISSN 1742-7061, DOI 10.1016/j.actbio.2010.06.031, lire en ligne, consulté le 28 avril 2023)

[6] (en) Youssef El Moussaoui, Hélène Terrisse, Sophie Quillard et Marie-Hélène Ropers, « The True Nature of Tricalcium Phosphate Used as Food Additive (E341(iii)) », Nanomaterials, vol. 13, n^o 12,‎ janvier 2023, p. 1823 (ISSN 2079-4991, DOI 10.3390/nano13121823, lire en ligne, consulté le 6 juillet 2023)

[7] (en) Klaus Schrödter, Gerhard Bettermann, Thomas Staffel et Friedrich Wahl, « Phosphoric Acid and Phosphates », dans Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 15 janvier 2008 (ISBN 978-3-527-30673-2, DOI 10.1002/14356007.a19_465.pub3, lire en ligne)

[2]