Трехосновная фосфорная кислота образует с кальцием три типа солей. Это гидрофосфат кальция CaHPO4, дигидрофосфат кальция Ca(H2PO4)2 и ортофосфат или фосфат кальция, формула которого имеет вид: Ca3(PO4)2. Эта соль является неорганическим веществом, при стандартных условиях находится в твердом состоянии, а в жидкое переходит (плавится) при температуре более 1200 С. Плотность равняется 2,81 г/см³, молярная масса — 310,2 г/моль. Фосфат кальция плохо растворяется в воде: при 20 С массовая доля его не превышает 0,0025 %. В отличие от большинства других соединений, уровень растворимости его снижается с ростом температуры. Таким образом, в системах отопления эта соль способна образовывать отложения.
Фосфат кальция представляет собой белое кристаллическое вещество, которое входит в состав минералов апатита (относится к классу фосфатов, содержащих до 56 % СаО и, примерно, 41 % Р2O5), фосфорита (волокнистый или плотный агрегат апатита, содержащий свыше 18 % Р2O5) и гидроксилапатитов (основной компонент костной ткани человека и животных). Доказано происхождение некоторых месторождений из экскрементов или трупов животных. Другие месторождения (например, в древних морях) образовались в результате жизнедеятельности «фосфоробактерий». Но в некоторых местах залежи этого полезного ископаемого имеют чисто минеральное происхождение. Все они широко распространены в природе и используются в народном хозяйстве.
Апатит служит сырьем для получения фосфора, фосфорных удобрений и фосфорной кислоты, а также применяется в цветной и черной металлургии, в производстве стекла и керамики. Природные минералы фосфориты являются породами различного происхождения, но чаще осадочными, их используют для дальнейшего обогащения и в производстве фосфатных удобрений. Запасы фосфоритов и апатитов имеют большое значение для сельского хозяйства, так как используются не только для получения удобрений, но и в качестве источника кальция для подкормки птиц или скота: кормовой фосфат кальция выпускают по ГОСТ 23999-80.
Минерал неорганического происхождения — апатит — находит применение более чем в двадцати производственных процессах. Его используют в производстве абразивов, стекла и керамики, а также для получения фосфорной кислоты и свободного фосфора. Процесс протекает по схеме: 3SiO2 + Ca3(PO4)2 + 5C → 3CaSiO3 + 5CO + 2P. Это вещество востребовано также в пищевой промышленности: выпускается в виде пищевых добавок Е341 по ГОСТ Р 53945-2010, куда, наряду с 1- и 2-замещенными солями ортофосфорной кислоты, входит фосфат кальция. Получение этого продукта подразумевает жесткие требования к исходному сырью. В производстве пищевых добавок используют кислоту ортофосфорную марки А по ГОСТ 10678-76, гидроокись кальция по ГОСТ 9262-77 и химически осажденный мел по ГОСТ 8253-79.
Минерал, содержащий фосфат кальция, играет важную роль в человеческом организме. Гидроксилапатит может быть представлен формулой 3Са3(РО4)3•Ca(OH)2. Он является основной составляющей и строительным материалом костей человека. Этот минерал входит в состав эмали зубов в виде фторапатита. Суточная потребность в фосфоре велика и лежит в пределах от 800 до 1500 мг. За метаболизм фосфорных соединений в организме человека отвечает печень, а регулируют этот процесс гормоны и витамин D. Различные заболевания костей и зубов развиваются при недостатке в организме фосфора. Фосфат кальция поступает с продуктами питания, укрепляет зубы и кости, а в сочетании с другими минералами поддерживает работу сердечно-сосудистой системы, предотвращает возникновение рака толстой кишки, регулирует функции нервов, участвует в строительстве коллагена, способствует снижению холестерина. Фосфаты выводятся с калом, а с мочой ежедневно выделяется около 4 г солей фосфорной кислоты.
Основные источники кальция фосфата для человека — коровье молоко и молочные продукты, крупы, обогащенные соки, сыр, козье молоко, лосось, сардины и анчоусы. Будучи плохо растворимым в воде, фосфат кальция находится в высокой концентрации в молоке, поскольку существует в коллоидной системе в виде мицелл — частиц, состоящих из очень маленького нерастворимого ядра, которое окружено молекулами растворителя и адсорбированными ионами. Входит в состав казеина молока, точнее, казеината кальция, который относится к фосфопротеинам, так как содержит фосфатную группу. Однако специалисты рекомендуют избегать избытка фосфата кальция, особенно в виде обогащенных продуктов и добавок, если человек имеет одно из следующих заболеваний: паращитовидных желез, наличие камней в почках или во время постоянного лечения, включающего антибиотики тетрациклинового ряда.
