Solfato di magnesio

Solfato di magnesio
	Aspetto del solfato di magnesio anidro
	Aspetto del solfato di magnesio eptaidrato
	Formula chimica
Nome IUPAC
	solfato di magnesio
Nomi alternativi
	magnesio solfato; sale di Epsom; sale inglese; sale amaro; tetraossosolfato(VI) di magnesio
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	MgSO4
Massa molecolare (u)	120,37 g/mol
Aspetto	solido bianco
Numero CAS	7487-88-9
Numero EINECS	231-298-2
PubChem	24083 e 522565
DrugBank	DBDB00653
SMILES	[O-]S(=O)(=O)[O-].[Mg+2]
Proprietà chimico-fisiche
Densità (g/cm3, in c.s.)	2,66 g/ml
Indice di rifrazione	1,56
Costante di dissociazione acida (pKa) a {{{Ka_temperatura}}} K	-3
Solubilità in acqua	710 mg/ml
Coefficiente di ripartizione 1-ottanolo/acqua	-0,91
Costante di solubilità (pKs) a {{{Ks_temperatura}}} K	738 (502 g/L)
Temperatura di fusione	1124°C.
Dati farmacocinetici
Legame proteico	25 - 30%
Proprietà tossicologiche
DL50 (mg/kg)	LD50 sottocutaneo (topo) = 645 mg/kg; LD50 sottocutaneo (ratto) = 1.200 mg/kg
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
Frasi H	302 - 312 - 332
Consigli P	261 - 264 - 270 - 271 - 280 - 301+317 - 302+352 - 304+340 - 317 - 321 - 330 - 362+364 - 501
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Il solfato di magnesio è un composto chimico di formula MgSO₄ che in condizioni normali si presenta come una polvere bianca, inodore, dal sapore salino amaro.

Storia

Il composto venne approvato per la prima volta per uso clinico negli Stati Uniti, nel 1981. Storicamente, in agricoltura è stato usato come trattamento per l'avvelenamento da piombo negli animali da reddito prima dello sviluppo delle terapie chelanti, specialmente tra l'inizio e la metà del XX sec.

Caratteristiche strutturali e fisiche

Si tratta di un sale composto per il 20,19% da cationi del magnesio (Mg⁺²) e il restante da anioni solfato (SO₄⁻²) disposti a formare cristalli del sistema monoclino. Il composto è inserito nella categoria dei solfati di metalli alcalino terrosi e presenta le seguenti caratteristiche:

carica fisiologica = -2
4 accettori di legami a idrogeno
massa monoisotopica = 119,93677 g/mol
superficie polare = 80,26 Å²
polarizzabilità = 5,81 Å³

Quando viene riscaldato produce fumi tossici e corrosivi inclusi gli ossidi di zolfo. Il rilassamento del solfato di magnesio è il principale meccanismo alla base dell'assorbimento acustico dell'acqua a frequenze >10 kHz.

Abbondanza e disponibilità

Essendo gli ioni Mg²⁺ e SO₄² i secondi più abbondanti nell'acqua di mare dopo Na⁺ e Cl^-, i solfati di magnesio sono minerali comuni. Sono prevalentemente collegati e processi supergenici e alcuni sono importanti costituenti dei depositi salini di potassio-magnesio da evaporazione (K-Mg). Le macchie brillanti, osservate dalla sonda Dawn nel cratere Occator del pianeta nano Cerere, sono consistenti con la luce riflessa dal solfato di magnesio esaidrato.

Sintesi del composto

Il solfato di magnesio è comunemente ottenuto da fonti naturali, ma può anche essere preparato dalla reazione tra magnesite o periclasio con acido solforico:

$H_{2} S O_{4} + M g C O_{3} ⟶ M g S O_{4} + H_{2} O + C O_{2}$

Il sale di Epsom viene preparato per neutralizzazione dell'ossido di magnesio, dell'idrossido di magnesio o col carbonato di magnesio con acido solforico e successiva evaporazione della soluzione fino a cristallizzazione.

Reattività e caratteristiche chimiche

Si tratta di un composto igroscopico solubile in acqua, etanolo ed etere, ma insolubile in acetone. Si trova generalmente come sale idrato (MgSO4·nH2O), dove n assume valori compresi tra 1 e 11. Il più comune è MgSO4·7H2O noto come sale di Epsom. Risultano tutti stabili fino ad una temperatura di 320 °C, sopra la quale solo la forma anidra risulta stabile decomponendosi in ossido di magnesio (MgO) e anidride solforica (SO₃).

Sali idrati
Nome	Fomula	Presenza in natura	Sistema cristallino
Solfato di magnesio anidro	MgSO4	instabile	-
Solfato di magnesio monoidrato	MgSO4·H₂O	kieserite	monoclino
Solfato di magnesio monoidrato	MgSO4·H₂O	-	triclino
Solfato di magnesio diidrato	MgSO4·2H₂O	-	ortorombico
Solfato di magnesio triidrato	MgSO4·3H₂O	-	-
Solfato di magnesio tetraidrato	MgSO4·4H₂O	starkeyite	monoclino
Solfato di magnesio pentaidrato	MgSO4·5H₂O	pentahydrite	triclino
Solfato di magnesio esaidrato	MgSO4·6H₂O	esaidrite	monoclino
Solfato di magnesio eptaidrato)	MgSO4·7H₂O	epsomite	ortorombico
Solfato di magnesio enneaidrato	MgSO4·9H₂O	-	monoclino
Solfato di magnesio decaidrato	MgSO4·10H₂O	-	-
Solfato di magnesio undecaidrato	MgSO4·11H₂O	meridianite	triclino

Biochimica

Il magnesio è un importante cofattore per le reazioni enzimatiche e gioca un ruolo importante nella trasmissione neurochimica e nella eccitabilità muscolare, in particolare blocca i canali del calcio che permettono il passaggio di questo attraverso la membrana cellulare e il suo accumulo nel citoplasma. Riduce le contrazioni della muscolatura liscia e blocca la trasmissione neuromuscolare periferica riducendo il rilascio dell'acetilcolina a livello della giunzione neuromuscolare. Interviene inoltre nella mineralizzazione ossea.

Farmacologia e tossicologia

Farmacocinetica

Il profilo farmacocinetico del composto dopo fleboclisi può essere descritto da un modello bicompartimentale con una prima fase di rapida distribuzione seguita da una fase β di eliminazione. Nei neonati ha un'emivita pari a 43,2 ore. Viene escreto attraverso i reni in misura pari alla concentrazione sierica e alla filtrazione glomerulare, in generale il 90% della dose somministrata viene secreta nelle prime 24 ore.

Farmacodinamica

Causa l'inibizione diretta dei potenziali d'azione nelle cellule muscolari del miometrio con conseguente disaccoppiamento di eccitazione e contrazione e riduzione della frequenza e della forza delle contrazioni.

Effetto del composto ed usi clinici

In campo medico, il composto viene utilizzato come:

Spesso utilizzato per:

la prevenzione e il controllo delle convulsioni in caso di grave tossiemia gravidica nelle donne in gravidanza (preeclampsia e eclampsia)
il trattamento della nefrite nei bambini
come terapia sostitutiva in carenza di magnesio, particolarmente in caso di ipomagnesiemia acuta accompagnata da segni di tetania
la prevenzione e il trattamento della ipomagnesiemia in pazienti che ricevono nutrizione parenterale totale
il trattamento della tetania uterina
il trattamento della torsione di punta
il trattamento dell'avvelenamento da bario
il trattamento del deficit di acido folico
il trattamento sintomatico della stitichezza
come terapia adiuvante nei casi di esacerbazione dell'asma
la preparazione della vescica prima d'interventi al colon e al retto
aiuto in caso di distorsioni ed ematomi lievi

Tossicologia

La sostanza può essere assorbita dall'organismo per inalazione dei suoi aerosol e per ingestione. La sostanza è blandamente irritante per gli occhi e il tratto respiratorio. Può essere raggiunta molto rapidamente una concentrazione dannosa di particelle aerodisperse, specialmente se in polvere. Il primo sintomo di intossicazione da solfato di magnesio è la perdita del riflesso patellare ad una concentrazione plasmatica tra 3,5 e 5 mmol/l. La paralisi respiratoria si verifica a concentrazioni tra 5 e 6,5 mmol/l. La conduzione cardiaca è alterata a concentrazioni superiori a 7,5 mmol mentre l'arresto cardiaco si verifica a concentrazioni superiori a 12,5 mmol/l.

Non è carcinogenico.

Controindicazioni ed effetti collaterali

Il composto non deve essere somministrato a pazienti con aritmie cardiache o danno del miocardio, nonché con compromissione renale grave. Le reazioni avverse al composto comprendono:

ipotensione
cambiamenti nell'ECG
diarrea
ritenzione urinaria
depressione del sistema nervoso centrale
ipovetilazione

Tra gli effetti collaterali del composto troviamo:

patologie gastrointestinali: ileo paralitico e transito intestinale ritardato
patologie sistemiche e condizioni relative alla sede di somministrazione: reazioni di ipersensibilità e orticaria
disturbi del metabolismo e della nutrizione: acidosi metabolica e ipocalcemia

Interazioni

Il magnesio solfato può interagire con i seguenti medicinali:

farmaci che deprimono il sistema nervoso centrale
glicosidi cardiaci
bloccanti della placca neuromuscolare competitivi e depolarizzanti
antibiotici aminoglicosidici
eltrombopag
rocuronio
labetololo
calcio-antagonisti (isradipina, felodipina, nicardipina e nifedipina)

Applicazioni

Il composto trova inoltre applicazione come:

fertilizzante
integratore alimentare
additivo alimentare
additivo chimico nella preparazione di cementi particolari
sali da bagno
sale nella birrificazione
coagulante nella preparazione del tofu
additivo per la cura di acquari marini ricchi di coralli

Note

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1 2 3 4 RIASSUNTO DELLE CARATTERISTICHE DEL PRODOTTO - MAGNESIO SOLFATO - CONCENTRATO PER SOLUZIONE PER INFUSIONE, su farmaci.agenziafarmaco.gov.it.
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Collegamenti esterni

(EN) magnesium sulfate, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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[:1-2] 1 2 Compound Report Card, su ebi.ac.uk. URL consultato il 22 giugno 2024.

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[4] James Herriot, All creatures great and small, 20th anniversary ed, St. Martin's Press, 1992, ISBN 978-0-312-08498-1.

[:7-5] 1 2 3 Connor, Nick, "Magnesium Sulfate | Formula, Properties & Application". Material Properties., 24 luglio 2023.

[:2-6] 1 2 Magnesium sulfate | MgO4S | ChemSpider, su chemspider.com. URL consultato il 22 giugno 2024.

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[10] Ernest Yeager e Fred Fisher, Mechanisms for Anomalous Low-Frequency Absorption of Sound in Seawater, in The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 50, 1A_Supplement, 1º luglio 1971, pp. 123–123, DOI:10.1121/1.1977552. URL consultato il 22 giugno 2024.

[11] (EN) M. C. De Sanctis, E. Ammannito e A. Raponi, Ammoniated phyllosilicates with a likely outer Solar System origin on (1) Ceres, in Nature, vol. 528, n. 7581, 2015-12, pp. 241–244, DOI:10.1038/nature16172. URL consultato il 22 giugno 2024.

[12] Listing of Specific Substances Affirmed as GRAS [Code of Federal Regulations] [Title 21, Volume 3], su accessdata.fda.gov.

[:8-13] 1 2 3 (EN) Lucia Odochian, Study of the nature of the crystallization water in some magnesium hydrates by thermal methods, in Journal of Thermal Analysis, vol. 45, n. 6, 1995-12, pp. 1437–1448, DOI:10.1007/BF02547437. URL consultato il 22 giugno 2024.

[14] (EN) Johannes M. Meusburger, Martin Ende e Philipp Matzinger, Polymorphism of Mg-monohydrate sulfate kieserite under pressure and its occurrence on giant icy jovian satellites, in Icarus, vol. 336, 2020-01, p. 113459, DOI:10.1016/j.icarus.2019.113459. URL consultato il 22 giugno 2024.

[:9-15] 1 2 (EN) A. Dominic Fortes, Frank Browning e Ian G. Wood, Cation substitution in synthetic meridianiite (MgSO4·11H2O) I: X-ray powder diffraction analysis of quenched polycrystalline aggregates, in Physics and Chemistry of Minerals, vol. 39, n. 5, 2012-05, pp. 419–441, DOI:10.1007/s00269-012-0497-9. URL consultato il 22 giugno 2024.

[:10-16] 1 2 3 (EN) R.C. Peterson, W. Nelson e B. Madu, Meridianiite: A new mineral species observed on Earth and predicted to exist on Mars, in American Mineralogist, vol. 92, n. 10, 1º ottobre 2007, pp. 1756–1759, DOI:10.2138/am.2007.2668. URL consultato il 22 giugno 2024.

[17] A. Dominic Fortes, Kevin S. Knight e Ian G. Wood, Structure, thermal expansion and incompressibility of MgSO 4 ·9H 2 O, its relationship to meridianiite (MgSO 4 ·11H 2 O) and possible natural occurrences, in Acta Crystallographica Section B Structural Science, Crystal Engineering and Materials, vol. 73, n. 1, 1º febbraio 2017, pp. 47–64, DOI:10.1107/S2052520616018266. URL consultato il 22 giugno 2024.

[:11-18] 1 2 3 4 RIASSUNTO DELLE CARATTERISTICHE DEL PRODOTTO - MAGNESIO SOLFATO - CONCENTRATO PER SOLUZIONE PER INFUSIONE, su farmaci.agenziafarmaco.gov.it.

[19] NCI Thesaurus, su ncithesaurus.nci.nih.gov. URL consultato il 22 giugno 2024.

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[21] Naruo Sasaki Naruo Sasaki e Masaru Tsukada Masaru Tsukada, Effect of Microscopic Nonconservative Process on Noncontact Atomic Force Microscopy, in Japanese Journal of Applied Physics, vol. 39, 12B, 1º dicembre 2000, pp. L1334, DOI:10.1143/jjap.39.l1334. URL consultato il 22 giugno 2024.