碳酸镧八水合物
[CAS 6487-39-4]

基本信息

• 产品分类: 无机化工 >> 无机盐 >> 碳化物及碳酸盐
• 产品名称: 碳酸镧八水合物
• 英文名: Lanthanum carbonate octahydrate
• 分子式: La2(CO₃)₃.₈H₂O
• 分子量: 601.96
• CAS 登录号: 6487-39-4
• EC 号码: 691-114-5
• 分子行输入简码SMILES: C(=O)([O-])[O-].C(=O)([O-])[O-].C(=O)([O-])[O-].O.O.O.O.O.O.O.O.[La+3].[La+3]

物理化学性质

• 密度: 2.6 - 2.7 g/mL (实验值)

发现和应用

八水合碳酸镧是一种无机配位化合物，其化学式为 La₂(CO₃)₃·8H₂O。它由镧(III)阳离子（La³⁺）、碳酸根阴离子（CO₃²⁻）以及结晶水分子组成。该化合物属于稀土金属碳酸盐类，通常形成水合结晶固体，且在水中的溶解度较低。

其结构基于 La³⁺ 离子，这些离子通过碳酸根基团和水分子中的氧原子进行配位。碳酸根离子呈三角平面几何构型，其三个氧原子之间存在离域键合。在固态下，八水合碳酸镧形成一种延伸的离子晶格；该晶格通过大型三价镧离子与双电荷碳酸根离子之间的静电相互作用，以及涉及配位水分子的氢键作用而得以稳定。

碳酸镧化合物的研究始于19世纪末至20世纪初，当时正值人们从矿物来源中成功分离并鉴定出镧元素，相关研究作为稀土元素化学广泛探索的一部分而展开。对镧系元素碳酸盐进行的系统性研究，有助于确立整个稀土系列中离子半径、水合行为及配位化学方面的变化规律。

八水合碳酸镧通常通过在水溶液中使可溶性镧盐（如氯化镧或硝酸镧）与碳酸根离子源（如碳酸钠或碳酸铵）发生反应来制备。由于碳酸镧溶解度极低，反应会产生水合固体沉淀；在形成过程中，该固体能够将水分子结合进其晶体结构中。

在水性环境中，由于镧-碳酸根体系具有极强的晶格能，碳酸镧的溶解度非常低。当接触酸性环境时，它会发生反应并释放出镧离子和二氧化碳气体，这是金属碳酸盐所共有的典型化学行为。这种酸碱反应活性在其药物应用中具有重要意义。

八水合碳酸镧的一项关键应用是在医药领域，它被用作一种磷结合剂，用于治疗患有慢性肾病的患者所出现的磷酸盐升高症（高磷血症）。在胃肠道内，由碳酸盐释放出的镧离子会与膳食中的磷酸盐发生反应，生成不溶性的磷酸镧，随后该产物将随粪便排出体外。这有助于减少磷酸盐吸收入血，进而协助控制血清磷酸盐水平。

其作用机制基于 La³⁺ 离子对磷酸根离子（PO₄³⁻）所具有的强亲和力。磷酸镧是一种极难溶的物质，其形成过程能够有效地将磷酸盐截留在消化道内。鉴于该化合物主要在肠道局部发挥作用，且全身吸收量极低，因此非常适用于对磷酸盐平衡进行长期管理。

在药理学层面，八水碳酸镧通常以咀嚼片或普通片剂的形式经口给药。进入胃部的酸性环境后，该化合物会发生解离，释放出能够与磷酸盐结合的镧离子。该化合物的设计初衷即是使其在体内基本不被吸收，绝大部分的镧最终随粪便排出体外。

从材料化学的角度来看，八水碳酸镧展现了典型的镧系碳酸盐特性，包括低溶解度、强离子相互作用以及显著的水合作用。其晶体结构中包含的八个水分子，为其稳定性及物理特性赋予了重要影响。

综上所述，八水碳酸镧是一种水合稀土碳酸盐，作为一种磷酸盐结合剂，在慢性肾脏病的治疗中具有重要的医学应用价值。其化学性质主要受控于镧离子与碳酸根、磷酸根阴离子之间强亲和力的相互作用；而其低溶解度的特性，则是其固态稳定性及治疗功效得以实现的根本基础。

参考文献

2025. Control of phosphorus release from sediment by lanthanum carbonate-modified bentonite (LCBT) alone and in combination with Myriophyllum aquaticum: comparison of LCBT with lanthanum-modified bentonite and iron/aluminum co-modified calcite, and efficiency, mechanisms, and environmental safety of LCBT-Myriophyllum aquaticum combination. Journal of Soils and Sediments.
DOI: 10.1007/s11368-025-04137-0

2020. Suppression of phosphorus release from sediment using lanthanum carbonate as amendment. Environmental science and pollution research international.
DOI: 10.1007/s11356-020-10714-2