KALCIO OKSALATAS (CAC2O4): SAVYBĖS, STRUKTŪRA, PANAUDOJIMAS, RIZIKA - CHEMIJA - 2025

Kalcio oksalato yra organinis junginys, susidedantis iš anglies elementai (C), deguonis (O) ir kalcio (Ca). Jo cheminė formulė yra CaC ₂ O ₄ . Paprastai jis būna trijų hidratuotų formų: mono-, di- ir trihidrato. Tai yra, atitinkamai su viena, dviem ar trimis vandens molekulėmis savo kristalinėje struktūroje.

Kalcio oksalatas randamas mineraluose, augaluose, grybuose ir kitose gyvose būtybėse, tokiose kaip žinduoliai ir net žmonėms, kaip kai kurių baltymų metabolizmo pasekmė. Jo galima rasti žmonių ir kai kurių gyvūnų šlapime.

Kalcio oksalato CaC ₂ O ₄ kristalai šlapimo mėginyje, stebimi mikroskopu. J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Kai kuriuose maisto produktuose, pavyzdžiui, špinatuose, rabarbaruose, sojoje ir šokolade yra daug oksalatų, o jautriems žmonėms juos valgant, inkstuose gali susidaryti kalcio oksalato akmenys.

CaC ₂ O ₄ akmenų atsiradimo inkstuose galima išvengti nurijus daug skysčių, ypač vandens, vengiant maisto, kuriame yra daug oksalatų, ir vartojant daug kalcio ir magnio turinčius maisto produktus.

Kalcio oksalatas sudaro nepageidaujamą mastelį vamzdžiuose ir rezervuaruose tokiuose procesuose kaip plaušienos ir popieriaus gamyba, taip pat alaus daryklose.

Struktūra

Kalcio oksalatą sudaro kalcio jonas Ca ²⁺ ir oksalato jonas C ₂ O ₄ ^2- . Oksalato anijoną sudaro du anglies atomai ir keturi deguonies atomai. Neigiami oksalato anijono krūviai yra deguonies atomuose.

Cheminė kalcio oksalato struktūra. VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Nomenklatūra

• Kalcio oksalatas
• Oksalo rūgšties kalcio druska
• Etandio rūgšties kalcio druska

Savybės

Fizinė būklė

Bespalvė, balta, geltona arba ruda kristalinė kieta medžiaga, kuri gali būti trijų skirtingų hidratuotų formų.

Molekulinė masė

128,1 g / mol

Lydymosi temperatūra

Kalcio oksalato monohidratas suyra 200 ° C temperatūroje.

Savitasis svoris

Monohidratas CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O = 2,22 g / cm ³

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

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

Tirpumas

Beveik netirpsta vandenyje: 0,00061 g / 100 g vandens 20 ° C temperatūroje. Monohidratas ištirpsta praskiestoje rūgštyje.

pH

Kalcio oksalato vandeniniai tirpalai yra silpnai šarminiai.

Cheminės savybės

Kalcio oksalatas yra oksalo rūgšties kalcio druska. Tai natūralus šalutinis metabolizmo produktas, todėl jo labai gausu žmogaus organizme ir yra daugelio maisto produktų dalis.

Oksalo rūgštis ir jos konjuguota bazė, oksalatas, yra stipriai oksiduoti organiniai junginiai, pasižymintys galingu kompleksatų aktyvumu, tai yra, jie lengvai sujungiami su teigiamais jonais, kurių krūvis yra +2 arba +3.

Jų vandeniniai tirpalai yra silpnai pagrindinis, nes oksalato joną linkęs imtis H ⁺ protonus iš vandens, kuris išskiria OH ^- jonai . Paėmęs du H ⁺ protonus , oksalato jonas tampa oksalo rūgštimi 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 ^-

Buvimas gamtoje

Mineraluose

Kalcio oksalatas yra labiausiai paplitęs oksalatas, gaunamas iš mineralų: Whewellite, Weddellite ir Caoxite.

Whewellite yra monohidratas CAC ₂ O _{4 •} H ₂ O ir yra labiausiai stabili iš šio junginio formų.

Whewellite mineralinė uoliena. Robas Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Weddellitas yra dihidratas CaC ₂ O _{4 •} 2H ₂ O ir yra mažiau stabilus nei monohidratas.

Weddelite mineraliniai kristalai. Leonas Hupperichas / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Kaoksitas yra kalcio oksalato trihidratas CaC ₂ O _{4 •} 3H ₂ O.

Augaluose ir grybuose

Kalcio oksalatas yra susijęs su sausu dirvožemiu ir lapais, taip pat su patogeniniais grybeliais, laisvas, simbiozėje arba susijęs su augalais. Pastarojoje kristalai susidaro nusodinant kalcį jo oksalato pavidalu.

Grybų formuojamas CaC ₂ O ₄ turi didelę įtaką biologiniams ir geocheminiams dirvožemio procesams, nes tai sudaro kalcio atsargas ekosistemai.

Buvimas žmogaus kūne ir žinduoliuose

Oksalatas atsiranda kepenyse, eritrocituose ar eritrocituose ir mažesniu mastu inkstuose. Jis susidaro metabolizuojant aminorūgštis (tokias kaip fenilalaninas ir triptofanas) ir oksiduojant glikoksalio dialdehidą.

Taip pat vitaminas C gali būti paverstas oksalatu, kai atlieka savo antioksidacinę funkciją.

Kalcio oksalatas randamas akmenyse, kurie susidaro žmonių ar gyvūnų, sergančių inkstų ligomis, inkstuose.

Vadinamieji kalcio oksalato akmenys arba akmenys susidaro kristalizuojant arba agreguojant CaC ₂ O ₄ šlapime , prisotintame kalcio ir oksalato. Tai reiškia, kad šlapime yra tiek daug kalcio ir oksalatų, kad šis junginys negali likti ištirpęs, o greičiau nusėsti ar tapti kietas kristalų pavidalu.

Žmonėse

Smėlio ar akmenų susidarymas inkstuose yra liga, vadinama nefrolitiaze; jis puola maždaug 10% gyventojų, o apie 75% šių akmenų sudaro kalcio oksalatas CaC ₂ O ₄ .

Kalcio oksalatas gali sudaryti inkstų akmenis. Autorius: VSRao. Šaltinis: „Pixabay“.

Inkstuose susidaro ir daugėja kalcio oksalato kristalai, nes kai kuriems žmonėms šlapimas yra perpildytas šia druska. Kalcio oksalatas išsiskiria rūgščiame šlapime, kai pH yra mažesnis nei 6,0.

Supersotumas įvyksta, kai šios druskos (kuri labai blogai tirpsta vandenyje) pašalinimas ar pašalinimas su šlapimu įvyksta nedideliame vandens kiekyje.

Veiksniai, turintys įtakos akmenų atsiradimui inkstuose

Tarp kalcio oksalato smėlio formavimąsi skatinančių veiksnių yra kalcio perteklius šlapime ar hiperkalciurija, oksalato perteklius šlapime ar hiperoksalurija, elementai, gaunami iš dietos, ir inhibitorių nebuvimas.

Perteklinis oksalatas gali atsirasti, kai, be kitų maisto produktų, valgoma daug špinatų, rabarbarų, sojos, riešutų ir šokolado.

Šokoladas gali būti kalcio oksalato šaltinis ir skatinti akmenų atsiradimą inkstuose. Autorius: Aleksandras Steinas. Šaltinis: „Pixabay“.

Tačiau yra medžiagų, kurios slopina arba užkerta kelią akmens susidarymui. Tarp junginių, kurie užkerta kelią akmens formavimui, yra mažos molekulės, tokios kaip citratas ir pirofosfatas, ir didelės molekulės, tokios kaip glikoproteinai ir proteoglikanai.

Būdai, kaip išvengti kalcio oksalato akmenų susidarymo

Gera strategija siekiant užkirsti kelią smėlio ar kalcio oksalato akmenų pasikartojimui apima skysčių suvartojimo padidinimą, kalcio turinčio maisto (pvz., Pieno) suvartojimo padidėjimą ir valgomosios druskos (NaCl), gyvūninių baltymų ribojimą. ir maistas, kuriame gausu oksalatų.

Gyvūnuose

Nuo 2000 m. Pradžios kačių ir šunų šlapimo sistemoje stebimas kalcio oksalato akmenų padidėjimas. Atrodo, kad tai priklauso nuo dietos, kurią valgo šie gyvūnai, ir su šlapimo rūgštingumu bei magnio (Mg) trūkumu.

Kalcio oksalato akmenys, rasti šuns šlapimo pūslėje. Joelis Millsas / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Kūno reakcija į oksalato perteklių

Yra įrodymų, kad tiek žmonės, tiek gyvūnai reaguoja į oksalato perteklių padidindami bakterijų, kurios gali skaidyti oksalatą, skaičių.

Kai kurios iš šių bakterijų yra Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp. , Porphyromonas gingivalis ir Bacillus sp. , be kitų, ir natūraliai yra žarnyne.

Programos

Remiantis šaltiniais, su kuriais buvo konsultuojamasi, kalcio oksalatas naudojamas dengiant keramiką.

Jis buvo naudojamas kalkakmenio skulptūroms ir kitiems meniniams elementams dengti ir buvo nustatyta, kad jis pagerina medžiagos kietumą, sumažina jos poringumą ir padidina atsparumą rūgštims ir šarmams.

Italija bandė muziejinius kalkakmenio daiktus padengti kalcio oksalatu, kad juos išsaugotų. Autorius: Šaltinis: Moni Quayle. „Pixabay“.

Kai kurių procesų problemos

Plaušienos ir popieriaus pramonėje kalcio oksalatas gali sudaryti skalę, kuri sukelia daug problemų šiame procese.

Siekiant užkirsti kelią jo susidarymui pramoninių procesų ortakiuose ar vamzdeliuose, buvo siūloma fermentinį oksalo rūgšties skaidymą naudojant fermentus, tokius kaip oksalato oksidazė.

Jis taip pat linkęs kauptis kaip akmuo induose, kur gaminamas alus, iš kur jis turi būti pašalintas, kad nesusidarytų mikroorganizmai, galintys suteikti nemalonų skonį gėrimui.

Pavojai

Didelės koncentracijos oksalatai gali sukelti mirtį gyvūnams, o kartais ir žmonėms, daugiausia dėl ėsdinančio poveikio.

Oksalato ir jo konjuguotos rūgšties, oksalo rūgšties, kaupimasis gali sukelti tokius sutrikimus kaip širdies nepakankamumas, kalcio oksalato akmenys, inkstų nepakankamumas ir net mirtis dėl toksiškumo.

Nuorodos

1. Glasaueris, SM ir kt. (2013). Metalai ir metaloidai, mikroorganizmų transformacija. Oksalatai. Žemės sistemų ir aplinkos mokslų etaloninis modulis. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
2. Baumann, J. M. ir Casella, R. (2019). Kalcio nefrolitiazės prevencija: diurezės įtaka kalcio oksalato kristalizacijai šlapime. Adv Prev Med, 2019; 2019: 3234867. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
3. „Breshears“, „MA and Confer“, AW (2017). Šlapimo sistema. Kalcio oksalato kalkuliai. Patologiniame veterinarinės ligos pagrindu (šeštasis leidimas). Atgauta iš „sciencedirect.com“.
4. Huangas, Y. er al. (2019 m.). Oksalato tvarkymas kūne ir oksalato kilmė kalcio oksalato akmenyse. „Urol Int“, 2019 m. Gruodžio 5 d.: 1–10. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
5. Nilvebrantas, N.-O. et al. (2002). Biotechnologijos celiuliozės ir popieriaus pramonėje. Vykdoma biotechnologijų plėtra. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
6. Pahira, JJ ir Pevzner, M. (2007). Nefrolitiazė. Kalcio akmenys. Penn klinikiniame urologijos vadove. Atgauta iš „sciencedirect.com“.
7. Worcesteris, EM (1994). Šlapimo kalcio oksalato kristalų augimo inhibitoriai. J Am Soc Nephrol 1994 lapkritis; 5 (5 Suppl 1): S46-53). Atkurta iš jasn.asnjournals.org.
8. Finkielšteinas, VA ir „Goldfarb“, DS (2006). Kalcio oksalato akmenų prevencijos strategijos. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
9. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Kalcio oksalatas. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Peck, AB ir kt. (2015). Oksalatus ardantys mikroorganizmai arba oksalatus ardantys fermentai: kokia ateityje bus fermentinio kalcio oksalato urolitų tirpimo terapija pasikartojančių akmens ligų atvejais? Urolitiazė, 2016 vasaris; 44 (1): 27–32. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
11. Holames, RP ir kt. (2016). Sumažėjęs oksalato išsiskyrimas su šlapimu, siekiant sumažinti kalcio oksalato akmens ligą. Urolitiazė. 2016 vasario mėn .; 44 (1); 27-32. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
12. Cezar, TM (1998). Kalcio oksalatas: paviršiaus apdorojimas kalkakmeniui. „Conservation and Museum Studies Journal 4“, 6–10 psl. Atkurta iš jcms-journal.com.
13. „Wikimedia“ (2019 m.). Kalcio oksalatas. Atkurta iš en.wikipedia.org.