Struvite kategorie VIII : fosfáty, arzeničnany, vanadáty | |
Struvit z továrny na chemickou přípravu v Hannoveru (Německo). Šířka obrázku: 7,5 mm. | |
Všeobecné | |
---|---|
Název IUPAC | azan; hořčík; kyselina fosforečná; hexahydrát |
Číslo CAS | |
Třída Strunz |
8. CH.40
8 FOSFÁTY, ARZENÁTY, VANADÁTY |
Danova třída |
40.01.01.01
Fosfáty, arzeničnany a vanadáty 40.1.1.1 struvit Mg (NH 4 ) (PO 4 ) 6 H 2 O |
Chemický vzorec | NH 4 MgPO 4 • 6 H 2 O |
Identifikace | |
Formujte hmotu | 245,4065 ± 0,0049 amu H 6,57%, Mg 9,9%, N 5,71%, O 65,2%, P 12,62%, |
Barva | Bezbarvá, bílá, nažloutlá bílá, hnědavě bílá, žlutá až hnědá nebo světle šedá; bílé nebo matné po dehydrataci |
Křišťálová třída a vesmírná skupina | ortorombická pyramidová skupina bodů mm2, prostorová skupina P mn21 |
Krystalový systém | Ortorombický |
Síť Bravais |
a = 6,945 Å b = 11,208 Å c = 6,135 Å Z = 2 objem ok = 477,58 Å 3 |
Výstřih | Perfektní {100}, dobré {001} |
Přestávka | Nepravidelné, subchonoidní |
Habitus | krásné, dobře tvarované tabulkové nebo hranolové krystaly, idiomorfní až lamelární formy, někdy ve formě rakví nebo tlusté desky, povrchový nános v suchém nebo chráněném prostředí |
Twinning | dne {001}. |
Mohsova stupnice | 1,5 až 2 (tvrdost mezi mastkem a sádrou) |
Čára | Bílý |
Jiskra | skelný, matný |
Optické vlastnosti | |
Index lomu | n α = 1,495; n β = 1,496; n γ = 1,504 |
Dvojlom | Biaxiální (+) δ = 0,009 |
Rozptyl | 2 v z ~ 2 V měřeno = 37,367 ° (2V vypočteno 40 °) |
Průhlednost | Průhledné až průsvitné |
Chemické vlastnosti | |
Hustota | 1,705 až 1,711 (někdy 1,7) |
Rozpustnost | dobrá rozpustnost v kyselinách, rozpustný v horké vodě, špatně rozpustný ve studené vodě |
Jednotky SI & STP, pokud není uvedeno jinak. | |
Struvit , pojmenovaný ve cti mineralog a ruský diplomat německého původu Heinrich von Struve (de) v roce 1845, je minerál ze skupiny fosforečnanů hydratovaná, duální fosforečnan amonný a hořečnatý hexahydrát ze vzorce chemické NH 4 MgPO 4 • 6 H 2 O.. Krystalizuje v ortorombické soustavě a její krystaly, bezbarvé, bílé až nažloutlé nebo světle hnědé, mají tvar pyramid nebo lamel.
Struvite tvoří kameny v moči lidí a zvířat infikovaných organismy produkujícími amoniak . Jejich produkci usnadňuje vysoká bazicita moči a silné vylučování hořčíku (rostlinná strava bohatá na hořčík). U domácích koček to také usnadňuje specifický protein v moči.
Rozšířením významu struvite označuje litiázu, kde se tento minerál objevuje.
Jedná se o měkký minerál ( tvrdost : 1,5 až 2) a nízkou hustotu (1,7). Dobře tvarované krystaly jsou často čerstvé a neporušené. Dehydratace je činí matnými a bělavými. Krystaly jsou piezoelektrické a pyroelektrické .
Struvite je stabilní pouze do asi 55 ° C , částečně se rozkládá na dittmarit NH 4 ) Mg (PO 4 ) • H 2 O mezi 100 ° C a 200 ° C , poté tvoří amorfní fázi kolem 250 ° C - 300 ° C .
Struvite se snadno rozpouští v kyselinách, ale je obtížné v zásaditých až neutrálních kapalinách . Je velmi špatně rozpustný ve studené vodě. Je rozpustný v horké vodě.
Z krystallochemického hlediska dává struvite svůj název isostrukturní skupině. Struvitová skupina zahrnuje kromě této skupiny také struvit draselný nebo struvit K (KMgPO 4 • 6 H 2 O) a hazenit (KNa Mg 2 (PO 4 ) 2 • 14 H 2 O) což je také sodík-draslík. Amonné, draselné a v menší míře sodné kationty jsou v této hydratované struktuře zaměnitelné a umožňují kontinuální obsah pevných roztoků.
Struvite poprvé popsal hamburský lékárník a chemik George Ludwig Ulex (1811-1883) v roce 1845 ve středověké kanalizaci kostela sv. Mikuláše v Hamburku ( Německo ). Název dostal die Struveit na počest hamburského konzula Heinricha Christopha Gottfrieda Struveho (1772-1851), který patří do ruské diplomatické služby, sběratel minerálů, který se staral o obnovu budovy.
Je tvořen z organických materiálů, jako jsou rašelinová lůžka nebo velmi často shnilý trus, starý suchý hnůj na bázi hnoje nebo hnoje, nebo dokonce v potravinách zkažených nežádoucím bakteriálním prostředím, například v krabičkách s trvanlivostí. Naleznete jej v přírodních ložiscích guana, například na Réunionu, v Ballaratu ve státě Victoria v Austrálii, v Kapském Městě v Jižní Africe, v jeskyni v jeskyni Gcwihaba v severozápadní Botswaně ... Proto se dodnes nazývá guanit .
Vyskytuje se také v některých okresech Amsterdamu v Holandsku, Aalborgu v Dánsku, Venezuele, Malajsii, Québecu, Antarktidě ...
Minerály spojené se struvitem:
Struvite se někdy nachází v konzervovaných mořských plodech, kde vypadá jako malé střepy skla (jeho přítomnost je pro spotřebitele nepřijatelná z estetických důvodů, ale bez následků na jejich zdraví).
Struvite se podílí na tvorbě kamenů srážením z alkalické moči . Struvite je nejběžnějším minerálem v kamenech močových cest u psů, ale vyskytuje se také u koček a lidí. Tvorba struvitu je zvýhodněný bakteriálních infekcí , které hydrolyzují na močovinu do amonné a zvýšit p H moči neutrálních nebo alkalických hodnotách. Mezi organismy schopné hydrolyzovat močovinu patří zejména Proteus , Pseudomonas , Klebsiella , Staphylococcus a Mycoplasma .
I při absenci infekce je hromadění krystalů struvitů v močovém měchýři u domácích koček opakujícím se problémem, jehož příznaky jsou potíže s močením (které lze mylně považovat za zácpu ) nebo přítomnost krve v moči ( hematurie ). Cauxine , protein vylučován ve velkém množství v moči koček a který se podílí na produkci feromonů kočkovité, příčiny nukleační struvitových krystalů v modelovém-systému, který obsahuje ionty zakládající struvitu. To může částečně vysvětlovat nadměrnou produkci struvitů u domácích koček. V minulosti byla nutná operace k odstranění kamenů z močového měchýře kočkám; dnes okyselující diety s nízkým obsahem hořčíku rozpouští struvitové kameny neinfekčního původu.
Kameny horních močových cest, které zahrnují ledvinnou pánev a zasahují do dvou nebo více kalichů, se nazývají korálové kameny . Přestože se ze všech typů močových kamenů mohou vyvinout korálové kameny, asi 75% z nich je tvořeno struvit- karbonát - apatitovou matricí .
Struvitové kameny ze psího měchýře
Struvitové krystaly v lidské moči o pH 9. Existuje také mnoho xenomorfních krystalů , několik epiteliálních buněk ( dlaždicových a nedlaždicových) a některé leukocyty.
Další obrázek vzorku naproti.
Struvite je běžný minerál v enterolitech ( střevních konkrementech) koně .
Struvite může být problémem při čištění odpadních vod , zvláště když se při anaerobní digesci odpadu uvolňují amonné a fosfátové ionty . Může vytvářet vodní kámen v potrubích, dopravních pásech, odstředivkách a čerpadlech a ucpávat potrubí a další zařízení, včetně samotného digestoru . Struvit vzniká, když odpadní voda obsahuje amoniak, hořčík a fosfáty v molárních poměrech kolem 1: 1: 1. Hořčík lze nalézt v půdě, mořské vodě a pitné vodě; amoniak je výsledkem rozkladu močoviny v odpadních vodách ; a fosfáty pocházejí z potravin a z mýdel a detergentů. S těmito prvky v místě, struvit je více pravděpodobné, že vytvoří v prostředí s vysokou p H , vysokou vodivost , nízké teplotě a vysoké amoniaku, hořčíku a fosfátů.
Usazeniny struvitu v systému čištění odpadních vod mohou způsobit vysokou provozní neúčinnost v důsledku ucpání potrubí, čerpadel a dalších zařízení. Aby se tento problém vyřešil, mohou být trubky vyměněny nebo ucpány pomocí tlakové myčky nebo mechanické brusky , ale mnoho trubek může být pod zemí a je třeba vzít v úvahu náklady na práci a náklady. Místo toho se dnes používá chemické čištění s vývojem účinných čisticích prostředků k odstranění struvitu nebo prevenci jeho tvorby.
Struvit se po 36 hodinách recirkulace úplně rozpustí v roztoku kyseliny sulfamové (2 až 4% hmotn./obj.).
Použití struvitů jako pomalé asimilace zemědělských hnojiv bylo poprvé dokumentováno v roce 1857. Nyní se používá ve formě prášku o velikosti 1 až 2 mm, mírně načervenalé barvy nebo zhutněného granulátu. Minimální zaručený obsah je 4% v N, 30% min v P 2 O 5 , 8% min v Mg s vlhkostí kolem 2 až 3% hmot., Nevyhnutelný obsah železa řádově 0,03 až 0,05 % hmot. vysvětlení barvy. Nečistoty a různé nečistoty jsou o to nevýznamnější, že je hnojivo rafinováno a čištěno. Minerál je také často popisován anglickou zkratkou MAP pro fosforečnan hořečnato-amonný (hexahydrát).
Obnova fosforu z odpadních vod ve formě struvitů a jejich recyklace jako hnojiva v zemědělství je slibná, zejména pro čistírny odpadních vod postižené množstvím hnoje . Sloučeniny hořčíku lze také přidat do digestátu získaného po anaerobní digesci živočišného odpadu za účelem vysrážení struvitu.