Calciumphosphat

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

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).<ref>A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 91.–100., verbesserte und stark erweiterte Auflage. de Gruyter, Berlin 1985, ISBN 3-11-007511-3, S. 655.</ref> Das mit Abstand häufigste und wirtschaftlich bedeutendste Calciumphosphatmineral ist Apatit.<ref>N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. VCH 1988, S. 611, 675.</ref> 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.<ref>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)</ref>

Apatit wird aber auch von bzw. in Lebewesen 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.<ref>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</ref>

Eigenschaften

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

Verwendung

Das (wasserunlösliche) tertiäre Calciumphosphat wird zur Herstellung des (wasserlöslichen) primären Calciumphosphats Ca(H₂PO₄)₂ verwendet, eines weit verbreiteten Düngemittels, besser bekannt als Superphosphat.<ref>N. N. Greenwood, A. Earnshaw: Chemie der Elemente. VCH 1988, S. 675.</ref>

Calciumphosphat dient auch zur Herstellung von Phosphorsäure, indem man es mit Schwefelsäure reagieren lässt:<ref>A. F. Holleman, E. Wiberg, N. Wiberg: Lehrbuch der Anorganischen Chemie. 91.–100., verbesserte und stark erweiterte Auflage. de Gruyter, Berlin 1985, ISBN 3-11-007511-3, S. 652.</ref>

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

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.<ref>Kari Köster, Eberhard Karbe, Horst Kramer, Helmut Heide, Rainer König: Experimenteller Knochenersatz durch resorbierbare Calciumphosphat-Keramik. In: Langenbecks Archiv für Chirurgie. 1976, Bd. 341, Nr. 2, S. 77–86, doi:10.1007/BF01262779</ref>

Weblinks

• Calciumphosphat auf zusatzstoffe-online.de

Einzelnachweise

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