Ver el código de «Fosfato»

{{Ficha de compuesto químico|CAS=14265-44-2|nombre=Fosfato|imagen=Phosphat-Ion.svg|pie de imagen=Anión fosfato|fórmula3={{fquim|PO|4|3-}}|masa=94.9714|otros nombres=Ortofosfato; Tetraoxofosfato(V); anión fosfato|StdInChIKey=InChIKey=NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K|PubChem=1061|ChemSpiderID=1032}}
En química, un '''fosfato''' es un [[anión]], una sal, un [[grupo funcional]] o un [[éster]] derivado del [[ácido fosfórico]]. Tienen en común un [[átomo]] de [[fósforo (elemento)|fósforo]] rodeado por cuatro átomos de [[oxígeno]] en forma [[tetraedro|tetraédrica]]. También reciben el nombre de '''ortofosfatos''', por derivar de la forma más hidratada de los oxiácidos de fosforo(V), el '''ácido ortofosfórico''', H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>. La denominación '''fosfato''' también incluye a las sales procedentes de la neutralización parcial del ácido fosfórico; es decir los fosfatos monoácido (HPO<sub>4</sub><sup>2-</sup>) y los fosfato diácido (H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>-</sup>).<ref name=":0">{{Cita libro|apellidos=Morcillo|nombre=J.|título=Temas básicos de Química|año=1980|editorial=Alhambra|isbn=84-205-0382-7|ubicación=Madrid|capítulo=Cap.  22.4  Ácidos del fósforo; ácido fosfórico y fosfatos}}</ref>
{{Galería de imágenes|2-dihydrogenphosphate-3D-balls.png|Fosfato diácido; {{fquim|H|2|PO|4|-}}|1-hydrogenphosphate-3D-balls.png|Fosfato monoácido; {{fquim|H|PO|4|2-}}|0-phosphate-3D-balls.png|Fosfato; {{fquim|PO|4|3-}}
}}

Las sales que forman estos tres aniones reciben el nombre de primarias o monometálicas, secundarias o bimetálicas y terciarias o trimetálicas, respectivamente,<ref name=":1">{{Cita libro|apellidos=Burriel Martí, F.; Lucena Conde, F.; Arribas Jimeno, S.; Hernádez Mendez, J.|título=Química Analítica Cualitativa|año=1999|editorial=Paraninfo|isbn=84-283-1253-2|ubicación=Madrid|páginas=|página=860}}</ref> siempre con respecto al metal monovalente.

Los ortofosfatos son especialmente importantes entre los diversos fosfatos debido a sus funciones clave en la [[bioquímica]], la [[biogeoquímica]] y la [[ecología]], y a su importancia económica para la [[agricultura]] y la [[industria]].<ref>{{Cita web|url=https://web.archive.org/web/20170829055956/http://www.fipr.state.fl.us/about-us/phosphate-primer/|título=PHOSPHATE PRIMER|fechaacceso=2024-08-08|autor=Florida Industrial and Phosphate Researh Institute}}</ref>  La adición y eliminación de grupos fosfato ([[fosforilación]] y [[desfosforilación]]) son pasos clave en el metabolismo celular. Los aniones fosfato tienen la propiedad de condensarse formando cadenas llamadas [[polifosfatos]] y que constituyen una reserva energética celular de los seres vivos, ya que pueden liberarse y proporcionar la energía necesaria para llevar a cabo muchas reacciones bioquímicas que se producen en el interior de las células.<ref name=":0" />

== Propiedades químicas ==
El ion fosfato tiene una masa molar de 94,97 g/mol y está formado por un átomo central de fósforo rodeado de cuatro átomos de oxígeno en una disposición tetraédrica. Al tratarse el ácido ortofosfórico de un ácido triprótico, puede ser neutralizado por las bases de forma parcial o total, por lo que los fosfatos pueden ser de tres tipos; fosfatos monoácidos o hidrógeno fosfatos, HPO<sub>4</sub><sup>2-</sup>, fosfatos diácidos o dihidrógeno fosfatos, H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>-</sup> y fosfatos neutros o simplemente ortofosfatos. Al provenir de un ácido moderadamente débil en su primera ionización (pK<sub>a1</sub> = 2,21), los fosfatos diácidos se comportan frente al agua como un ácido débil, por lo que la disolución de sus sales dan lugar a pH ácido (aprox. de 4). Por el contrario, los fosfatos monoácidos y los ortofosfatos, al ser el ácido fosfórico un ácido débil o muy débil en la segunda y tercera ionización (pK<sub>a2</sub> = 7,21 y  pK<sub>a3</sub> = 12,66, respectivamente), las disoluciones de estos últimos presentan reacción básica por [[hidrólisis]] con el agua.

Los fosfatos de metales alcalinos, excepto el de litio y los de amonio son solubles en agua a temperatura y presión estándar. Entre los fosfatos de los metales alcalinotérreos, solo son solubles los fosfatos ácidos que tienen dos hidrógenos sin sustituir, los demás son insolubles o muy poco solubles. Es resto de los fosfatos metálicos, independientemente del grado de sustitución, son prácticamente insolubles, aunque sí lo son en ácidos inorgánicos fuertes no muy diluidos, con la excepción de los de circonio y titanio.<ref name=":1" /> Por regla general, los fosfatos de hidrógeno y dihidrógeno son ligeramente más solubles que los fosfatos correspondientes.

El fosfato puede formar muchos iones poliméricos, como el [[pirofosfato]], (P<sub>2</sub>O<sub>7</sub>)<sup>4−</sup>, y el [[Ácido trifosfórico|trifosfato]], (P<sub>3</sub>O<sub>10</sub>)<sup>5−</sup>. Los diversos iones metafosfato (que suelen ser polímeros lineales largos) tienen una fórmula empírica de (PO3)−y se encuentran en muchos compuestos.

== Presencia natural ==
[[Archivo:PhosphateRockUSGOV.jpg|250px|right|thumb|Rocas de fosfato junto a una moneda para comparar su tamaño.]]
Los ortofosfatos,  PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>,se encuentran ampliamente distribuidos en la naturaleza, sobre todo en forma de [[apatita]]  y en depósitos de [[fosforita]], una [[roca sedimentaria]] no [[Detrito|detrítica]] que contiene altas cantidades de minerales fosfatados diversos que pueden incluir tanto productos de alteración de diversos minerales fosfóricos como restos de animales o de excrementos de aves ([[guano]]). <ref>{{Cita libro|apellidos=Medenbach|nombre=Olaf|título=Minerales|año=1983|editorial=Blume|isbn=84-7031-506-4|página=174|apellidos2=Sussieck-Formefeld|nombre2=Cornelia}}</ref> En general, los aniones fosfato y diversos compuestos organofosforados forma parte de los organismos vivos, tanto a nivel estructural, como huesos y dientes, como a nivel celular, donde están involucrados en numerosa reacciones bioquímicas, constituyendo una reserva energética necesaria para llevar a cabo numerosas reacciones celulares. Es por ello que los fosfatos son constituyentes esenciales en todos los seres vivos.<ref name=":0" />  En consecuencia, también son compuestos indispensables en la formulación de los [[fertilizante|abonos minerales]], pues su ausencia limita el crecimiento de las plantas. Sin embargo, el fosfato mineral que se encuentra en la naturaleza, básicamente [[fosfato tricálcico]], al ser muy poco soluble en agua es de difícil asimilación por las plantas. En consecuencia, en la formulación de fertilizantes, los fosfatos naturales obtenidos de los depósitos geológicos, son convertidos en otras formas de fosfato de mayor solubilidad, como el dihidrógeno fosfato de calcio, proceso en el que se utiliza ácidos minerales fuertes, como  ácido sulfúrico:
: <chem>Ca3(PO4)2  + 2H2SO4  ->  Ca(H2PO4)2  + 2CaSO4</chem>

La mezcla resultante recibe el nombre de [[Superfosfato|superfosfato de cal]]. Como el [[sulfato de calcio]] que le acompaña no tiene efectos fertilizantes, actuando como materia inerte, en los procesos modernos de producción de fertilizantes fosforados, el ácido sulfúrico se sustituye por [[ácido fosfórico]]:

: <chem>Ca3(PO4)2  + 4H3PO4  ->  3Ca(H2PO4)2 </chem>

obteniéndose el fertilizante denominado superfosfato triple.

Los fosfatos forman una parte importante de la carga en las [[agua residual|aguas residuales]]. Pueden ser eliminados, en parte, por métodos fisicoquímicos precipitándolos con [[cloruro férrico]], FeCl<sub>3</sub> o son retenidos en los [[fango activo|fangos activos]] que se separan y luego pueden ser reconvertidos en [[compost]] para abonos orgánicos.

== Fosfatos en la materia viva ==
[[Archivo:Phosphate Group.svg|right|thumb|150px|Estructura del [[grupo fosfato]].]]
[[Archivo:inorganic_phosphate.png|right|thumb|150px|Fosfato inorgánico <br /> H<sub></sub>PO<sub>4</sub><sup>2−</sup>; elementos: P (púrpura); O (rojo); H (blanco).]]

En sistemas biológicos, se encuentra fosfato como ion libre en solución, llamado '''fosfato inorgánico''', en distinción del fosfato enlazado en varios ésteres de fosfato. El fosfato inorgánico generalmente se denota '''P<sub>i</sub>''' y a [[pH]] fisiológico (neutral) consiste principalmente en una mezcla de iones HPO<sub>4</sub><sup>2−</sup> y H<sub>2</sub>PO<sub>4</sub><sup>−</sup>.

El fosfato inorgánico puede obtenerse por [[hidrólisis]] del [[pirofosfato]] (PP<sub>i</sub>):

: <chem>P2O7^4-  + H2O  <=> 2HPO4^2-</chem>  

Sin embargo, los fosfatos se encuentran más comúnmente en formas de adenosín fosfato ([[AMP]], [[ADP]] y [[Adenosín trifosfato|ATP]]) y pueden ser liberados por la hidrólisis del ATP o ADP. Existen reacciones similares para los otros [[nucleótido]]s. El [[enlace fosfoanhidrido]] del ADP y ATP u otros nucleótidos difosfatos o trifosfatos, contiene una gran cantidad de energía que les confiere su papel vital en todos los organismos vivos. Son llamados [[fosfatos de alta energía]], como el sistema [[fosfágeno]] del tejido muscular. Adicionalmente, a su uso de "moneda" energética, la adición o remoción de grupos fosfatos en proteínas es una estrategia esencial en la regulación [[metabolismo|metabólica]] de todas las células.

El fosfato forma parte de los [[nucleótido]]s, los [[monómero]]s en que se basa la composición del [[ADN]] y demás [[ácido nucleico|ácidos nucleicos]]. También hay fosfato en la composición de algunos [[lípido]]s formadores de membranas, como los [[fosfoglicéridos]], donde su elevada constante de ionización contribuye a la [[carga eléctrica]] de la «cabeza hidrófila».

== Los fosfatos orgánicos ==
Los fosfatos orgánicos son ésteres del ácido fosfórico, y por ello se caracterizan por ser moléculas más complejas que otros fosfatos. Se sintetizan convenientemente por reacción de O=PCl<sub>3</sub> con los alcoholes correspondientes en presencia de una base. Muchos de estos ésteres son [[neurotóxico]]s y guardan una estrecha relación con los gases nerviosos y algunos insecticidas. Sin embargo algunos se han empleado para ablandar [[plástico]]s como el [[Policloruro de vinilo|PVC]].

== Los trifosfatos ==

Los trifosfatos <sup>2-</sup>O<sub>3</sub>P-O-PO<sub>2</sub><sup>-</sup>-O-PO<sub>3</sub><sup>2-</sup> (sales del [[anhidruro]] formado por tres grupos de fosfato) se utilizan en los detergentes para ablandar el agua, ya que enmascaran el [[calcio]] formando un complejo y evitan así su precipitación. Con el tiempo [[hidrólisis|hidrolizan]] para dar ortofosfatos que contribuyen a la [[eutrofización]] de las aguas superficiales. Por esto se intenta sustituir los trifosfatos por [[resina]]s orgánicas o [[zeolita]]s que igualmente atrapan el calcio y no tienen este efecto perjudicial.

== Producción mundial ==

{| class="wikitable"
|+ Producción mundial en 2019, en miles de toneladas por año
| align="right" | 1. || {{CHN}} || align="right" | 95,0
|-
| align="right" | 2. || {{MAR}} || align="right" | 35,5
|-
| align="right" | 3. || {{USA}}  || align="right" | 23,0
|-
| align="right" | 4. || {{RUS}} || align="right" | 13,1
|-
| align="right" | 5. || {{JOR}} || align="right" | 9,2
|-
| align="right" | 6. || {{SAU}} || align="right" | 6,5
|-
| align="right" | 7. || {{EGY}} || align="right" | 5,0
|-
| align="right" | 8. || {{BRA}} || align="right" | 4,7
|-
| align="right" | 9. || {{VIE}} || align="right" | 4,6
|-
| align="right" | 10. || {{TUN}} || align="right" | 4,1
|}

Fuente: [https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2021/mcs2021-phosphate.pdf USGS].

== Véase también ==
* [[Eutrofización]]
* [[Nitrato]]

== Referencias ==
{{listref}}

== Enlaces externos ==
{{wikcionario|fosfato}}

{{Control de autoridades}}
[[Categoría:Aniones]]
[[Categoría:Fosfatos]]
[[Categoría:Oxianiones de fósforo]]