KALSIUMOKSALAT (CAC2O4): EGENSKAPER, STRUKTUR, BRUK, RISIKO - KJEMI - 2026

Den kalsiumoksalat er en organisk forbindelse bestående av elementene karbon (C), oksygen (O) og kalsium (Ca). Den kjemiske formelen er CaC ₂ O ₄ . Det finnes vanligvis i de tre hydratiserte formene: mono-, di- og trihydrat. Det vil si med henholdsvis ett, to eller tre vannmolekyler i sin krystallstruktur.

Kalsiumoksalat finnes i mineraler, planter, sopp og andre levende vesener som pattedyr og til og med hos mennesker som en konsekvens av metabolismen til noen proteiner. Det finnes i urinen til mennesker og noen dyr.

Krystaller av kalsiumoksalat CaCl ₂ O ₄ i en urinprøve ble observert under et mikroskop. J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Noen matvarer som spinat, rabarbra, soya og sjokolade inneholder mye oksalater, og når sensitive mennesker spiser dem, kan det dannes kalsiumoksalatstein i nyrene.

Du kan unngå utseendet på CaC ₂ O _4- steiner i nyrene ved å innta mye væske, spesielt vann, unngå mat som er rik på oksalater og konsumere de som er rike på kalsium og magnesium.

Kalsiumoksalat danner uønsket skala i rør og tanker i prosesser som masse- og papirproduksjon, og også i bryggerier.

Struktur

Kalsiumoksalat er dannet av kalsiumioner Ca ²⁺ og oksalatet ion C ₂ O ₄ ^-2- . Oksalatanionen består av to karbonatomer og fire oksygenatomer. De negative ladningene av oksalatanionen er funnet på oksygenatomene.

Kjemisk struktur av kalsiumoksalat. VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5). Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

• Kalsiumoksalat
• Oksalsyre kalsiumsalt
• Etandisyre kalsiumsalt

Egenskaper

Fysisk tilstand

Fargeløst, hvitt, gult eller brunt krystallinsk fast stoff som kan være i tre forskjellige hydratiserte former.

Molekylær vekt

128,1 g / mol

Smeltepunkt

Kalsiumoksalatmonohydrat spaltes ved 200 ° C.

Spesifikk vekt

Monohydrat CaCl ₂ O _{4 •} H ₂ O = 2,22 g / cm ³

Dihydrat, CaCl ₂ O _{4 •} 2 H ₂ O = 1,94 g / cm ³

Trihydrat CaCl ₂ O _{4 •} 3 H ₂ O = 1,87 g / cm ³

løselighet

Nesten uoppløselig i vann: 0,00061 g / 100 g vann ved 20 ° C. Monohydratet løses opp i fortynnet syre.

pH-

Vandige oppløsninger av kalsiumoksalat er svakt basiske.

Kjemiske egenskaper

Kalsiumoksalat er kalsiumsalt av oksalsyre. Dette er et naturlig biprodukt av stoffskifte, så det er veldig rikelig i menneskekroppen, og er en del av mange matvarer.

Oksalsyre og dens konjugatbase, oksalat, er sterkt oksyderte organiske forbindelser, med kraftig chelateringsaktivitet, det vil si at de lett kan kombineres med positive ioner med ladninger på +2 eller +3.

De vandige oppløsningene deres er svakt basale fordi oksalationet har en tendens til å ta H ⁺ protoner fra vannet, som frigjør OH ^- ioner . Etter å ha tatt to H ⁺ protoner, blir oksalationet oksalsyre H ₂ C ₂ O ₄ :

C ₂ O ₄ ^2- + H ₂ O → HC ₂ O ₄ ^- + OH ^-

HC ₂ O ₄ ^- + H ₂ O → H ₂ C ₂ O ₄ + OH ^-

Tilstedeværelse i naturen

I mineraler

Kalsiumoksalat er det vanligste oksalatet og kommer i form av mineralene whewellite, weddellite og caoxite.

Whewellite er monohydratet CaCl ₂ O _{4 •} H ₂ O og er den mest stabile av de former av denne forbindelsen.

Whellellitt mineralberg. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Weddellite er dihydratet CaC ₂ O _{4 •} 2H ₂ O og er mindre stabilt enn monohydratet.

Weddelite mineralkrystaller. Leon Hupperichs / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0). Kilde: Wikimedia Commons.

Caoxite er kalsiumoksalat trihydrat CaC ₂ O _{4 •} 3H ₂ O.

Hos planter og sopp

Kalsiumoksalat finnes assosiert med tørr jord og blader, også med sykdomsfremkallende sopp, fri, i symbiose eller assosiert med planter. I det siste dannes krystaller ved utfelling av kalsium i form av dets oksalat.

Dannelsen av CaCl ₂ O ₄ av sopp har en viktig innflytelse på de biologiske og geokjemiske prosesser av jord, siden den utgjør en reserve av kalsium for økosystemet.

Tilstedeværelse i menneskekroppen og pattedyr

Oksalat har sin opprinnelse i leveren, i røde blodlegemer eller erytrocytter, og i mindre grad i nyren. Det dannes fra metabolismen av aminosyrer (som fenylalanin og tryptofan) og ved oksydasjon av glyoksalt dialdehyd.

Også C-vitamin kan omdannes til oksalat når du utfører sin antioksidantfunksjon.

Kalsiumoksalat finnes i steiner som dannes i nyrene til mennesker eller dyr med nyresykdom.

De såkalte kalsium- oksalat stener eller steiner dannes ved krystallisering eller aggregering av CaCl ₂ O ₄ i urinen som er overmettet med kalsium og oksalat. Dette betyr at urinen inneholder så mye kalsium og oksalat at det ikke er mulig for denne forbindelsen å forbli oppløst, men heller å utfelle eller bli fast i form av krystaller.

Hos mennesker

Dannelse av korn eller steiner i nyrene er en sykdom som kalles nefrolithiasis; den angriper omtrent 10% av befolkningen og omtrent 75% av disse stener er sammensatt av kalsiumoksalat CaCl ₂ O ₄ .

Kalsiumoksalat kan danne nyrestein. Forfatter: VSRao. Kilde: Pixabay.

Dannelse og vekst av kalsiumoksalatkrystaller i nyren skjer fordi urinen er overmettet med dette saltet hos noen mennesker. Kalsiumoksalat utvikler seg i sur urin ved pH under 6,0.

Overaturning skjer når utskillelse eller eliminering av dette saltet (som er veldig dårlig oppløselig i vann) i urinen skjer i et lite volum vann.

Faktorer som påvirker utseendet på steiner i nyrene

Blant faktorene som favoriserer dannelse av kalsiumoksalatkorn er overflødig kalsium i urinen eller hypercalciuria, overflødig oksalat i urinen eller hyperoksaluri, elementer avledet fra kostholdet og fravær av hemmere.

Overskudd av oksalat kan forekomme når man spiser store mengder spinat, rabarbra, soya, nøtter og sjokolade.

Sjokolade kan være en kilde til kalsiumoksalat og fremme utseendet til steiner i nyrene. Forfatter: Alexander Stein. Kilde: Pixabay.

Imidlertid er det stoffer som hemmer eller forhindrer steindannelse. Blant forbindelsene som forhindrer steindannelse er små molekyler som citrat og pyrofosfat, og store molekyler som glykoproteiner og proteoglykaner.

Måter å unngå dannelse av kalsiumoksalatstein

En god strategi for å forhindre gjentakelse av korn- eller kalsiumoksalatstein inkluderer å øke væskeinntaket, øke inntaket av kalsiumrik mat (for eksempel meieri) og begrense bordsalt (NaCl), animalsk protein og mat rik på oksalat.

Hos dyr

Siden begynnelsen av år 2000 er det observert en økning i kalsiumoksalatstein i urinsystemet hos katter og hunder. Det ser ut til at dette avhenger av hvilken type kosthold disse dyrene spiser og har å gjøre med surheten i urinen og magnesium (Mg) -mangel.

Kalsiumoksalatstein funnet i hundens urinblære. Joel Mills / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Kilde: Wikimedia Commons.

Kroppsrespons på overflødig oksalat

Det er bevis på at både mennesker og dyr reagerer på overflødig oksalat ved å øke antallet bakterier som kan bryte ned oksalat.

Noen av disse bakteriene er Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp. , Porphyromonas gingivalis og Bacillus sp. , blant andre, og er naturlig tilstede i tarmen.

applikasjoner

I følge kilder som er konsultert, brukes kalsiumoksalat i belegg av keramikk.

Det har blitt brukt til å belegge kalksteinsskulpturer og andre kunstneriske elementer, og det har vist seg å forbedre hardheten på materialet, redusere dets porøsitet og øke motstanden mot syrer og baser.

Italia har eksperimentert med å belegge museumsgjenstander med kalsiumoksalat for å bevare dem. Forfatter: Kilde: Moni Quayle. Pixabay.

Problemer i noen prosesser

I masse- og papirindustrien kan kalsiumoksalat danne skala som forårsaker mange problemer i prosessen.

For å forhindre dannelse av det i kanalene eller rørene til industrielle prosesser, er den enzymatiske nedbrytningen av oksalsyre blitt foreslått ved hjelp av enzymer så som oksalatoksydase.

Det har også en tendens til å samle seg som stein i beholderne der øl lages, hvorfra det må fjernes for å unngå dannelse av mikroorganismer som kan gi drikken en ubehagelig smak.

risiko

I høye konsentrasjoner kan oksalat forårsake død hos dyr og noen ganger hos mennesker, hovedsakelig på grunn av dets etsende effekter.

Oppbygging av oksalat og dens konjugerte syre, oksalsyre, kan forårsake forstyrrelser som hjertefeil, kalsiumoksalatstein, nyresvikt og til og med død av toksisitet.

referanser

1. Glasauer, SM et al. (2013). Metaller og metalloider, transformasjon av mikroorganismer. Oksalater. I referansemodul i jordsystemer og miljøvitenskap. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
2. Baumann, JM og Casella, R. (2019). Forebygging av kalsiumnefroliasi: Påvirkning av diurese på kalsiumoksalatkrystallisering i urin. Adv Prev Med, 2019; 2019: 3234867. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
3. Breshears, MA og Confer, AW (2017). Urinsystemet. Kalsiumoksalatberegning. I patologisk basis av veterinær sykdom (sjette utgave). Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
4. Huang, Y. er al. (2019). Tge Håndtering av oksalat i tge Kropp og tge Opprinnelse av oksalat i kalsiumoksalatsteiner. Urol Int, 2019 5. desember: 1-10. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
5. Nilvebrant, N.-O. et al. (2002). Bioteknologi i masse- og papirindustrien. Pågår i bioteknologi. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
6. Pahira, JJ og Pevzner, M. (2007). Nyresten. Kalsiumsteiner. I Penn Clinical Manual of Urology. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.
7. Worcester, EM (1994). Urin kalsiumoksalat krystall veksthemmere. J Am Soc Nephrol 1994 nov; 5 (5 Suppl 1): S46-53). Gjenopprettet fra jasn.asnjournals.org.
8. Finkielstein, VA og Goldfarb, DS (2006). Strategier for å forhindre kalsiumoksalatstein. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
9. US National Library of Medicine. (2019). Kalsiumoksalat. Gjenopprettet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Peck, AB et al. (2015). Oksalat-nedbrytende mikroorganismer eller oksalat-nedbrytende enzymer: hvilken er fremtidig terapi for enzymatisk oppløsning av kalsiumoksalat urolitter ved tilbakevendende steinsykdom? Urolithiasis, 2016 Feb; 44 (1): 27-32. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
11. Holames, RP et al. (2016). Senke utskillelse av urinoksalat for å redusere kalsiumoksalat steinsykdom. Urolithiasis. 2016 februar; 44 (1); 27-32. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
12. Cezar, TM (1998). Kalsiumoksalat: En overflatebehandling for kalkstein. Journal of Conservation and Museum Studies 4, s. 6-10. Gjenopprettet fra jcms-journal.com.
13. Wikimedia (2019). Kalsiumoksalat. Gjenopprettet fra en.wikipedia.org.