Le phosphate tricalcique, plus communément appelé phosphate de calcium, est un sel de calcium de l'acide phosphorique dont la formule chimique est . 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 () associés à des orthophosphates (), des métaphosphates ou des pyrophosphates () et parfois d'ions oxyde et hydroxyde. En particulier, l'apatite, un minéral courant, a pour formule , 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 [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, [3],[4],[5]. Le phosphate tricalcique cristallin peut être obtenu par calcination du précipité. Le β- est généralement formé, des températures plus élevées sont nécessaires pour produire du α-.
Une alternative à la procédure humide consiste à chauffer un mélange de pyrophosphate de calcium et de carbonate de calcium[4] :
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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].
↑ 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, (ISBN978-3-527-30673-2, DOI10.1002/14356007.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, no 1, , p. 269–277 (ISSN0254-0584, DOI10.1016/S0254-0584(02)00466-2, lire en ligne, consulté le )
↑(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, no 12, , p. 1823 (ISSN2079-4991, DOI10.3390/nano13121823, lire en ligne, consulté le )
↑(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, (ISBN978-3-527-30673-2, DOI10.1002/14356007.a19_465.pub3, lire en ligne)