A chemical study of apatites prepared by hydrolysis of amorphous calcium phosphates in carbonate-containing aqueous solutions

Abstract

The Ca/P molar ratio, % CO ²⁻₃ , and % HPO ²⁻₄ was determined for a number of apatites prepared by the hydrolysis of amorphous calcium phosphate in the presence of solution carbonate. The Ca/P molar ratio for each apatite was significantly higher than for the corresponding amorphous precursor. The change in carbonate content was slight but the HPO ²⁻₄ level in these apatites, as determined by the standard pyrolytic technique, was greatly reduced, sometimes to a near zero value. Infrared analysis, on the other hand, clearly showed an appreciable level of HPO ²⁻₄ . Evidence obtained indicated that the carbonate interferes with the pyrolytic assay for HPO ²⁻₄ by either blocking condensation to P₂O ⁴⁻₇ or by breaking down already formed P₂O ⁴⁻₇ . It is suggested that the pyrolytic method be used with great caution in assaying for HPO ²⁻₄ in calcified tissue.

Résumé

Le rapport molaire Ca/P, % CO ²⁻₃ et % HPO ²⁻₄ sont déterminés pour un certain nombre d'apatites préparés par hydrolyse de phosphate de calcium amorphe en présence de solution de carbonate. Le rapport molaire Ca/P pour chaque apatite est significativement plus élevé que celui du précurseur amorphe correspondant. Le changement en contenu de carbonate est faible, mais la concentration en HPO ²⁻₄ de ces apatites, déterminée selon la technique pyrolytique habituelle, est nettement réduite, et atteint souvent une valeur nulle. L'analyse infra-rouge montre, d'autre part, une concentration appréciable de HPO ²⁻₄ . Il semble que le carbonate réagit au cours de la pyrolyse avec HPO ²⁻₄ soit en bloquant une condensation de P₂O ⁴⁻₇ ou en dégradant du P₂O ⁴⁻₇ déjà formé. Il apparait qu'il faut utiliser la méthode de pyrolyse avec prudence pour déterminer la présence de HPO ²⁻₄ dans les tissus calcifiés.

Zusammenfassung

Das molare Ca/P-Verhältnis sowie die prozentualen Anteile von CO ²⁻₃ und HPO ²⁻₄ wurden bei einer Anzahl von Apatiten bestimmt, welche durch Hydrolyse von amorphem Calciumphosphat, bei Anwesenheit von Karbonat in der Lösung, erhalten wurden. Das molare Ca/P-Verhältnis war bei jedem Apatit bedeutend höher als bei der entsprechenden amorphen Vorstufe. Das Karbonat veränderte sich wenig, jedoch war der HPO ²⁻₄ -Gehalt dieser Apatite, mittels der pyrolytischen Standard-Technik bestimmt, stark reduziert und lag manchmal nahe beim Nullwert. Andererseits zeigte die Infrarot-Analyse eindeutig einen beträchtlichen HPO ²⁻₄ -Gehalt. Somit wird bewiesen, daß Karbonat die pyrolytische Bestimmung von HPO ²⁻₄ stört, entweder indem es die Kondensation zu P₂O ⁴⁻₇ blockiert oder schon gebildetes P₂O ⁴⁻₇ abbaut. Es wird vorgeschlagen, daß die pyrolytische Methode zur Bestimmung von HPO ²⁻₄ in verkalktem Gewebe nur mit großer Vorsicht anzuwenden ist.