KALCIUM-OXALÁT (CAC2O4): TULAJDONSÁGOK, SZERKEZET, FELHASZNÁLÁS, KOCKÁZATOK - KÉMIA - 2026

A kalcium-oxalát egy szerves vegyület, amely szén (C), oxigén (O) és kalcium (Ca) elemeiből áll. Kémiai képlete CaC ₂ O ₄. Általában három hidratált formájában található meg: mono-, di- és trihidrát. Vagyis kristályszerkezetében egy, két vagy három vízmolekulával rendelkezik.

A kalcium-oxalát ásványi anyagokban, növényekben, gombákban és más élőlényekben, például emlősökben, és még az emberekben is megtalálható egyes fehérjék metabolizmusának következményeként. Megtalálható az emberek és egyes állatok vizeletében.

Kalcium-oxalát-CaC ₂ O ₄ kristályok egy vizeletmintában, mikroszkóp alatt megfigyelve. J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Forrás: Wikimedia Commons.

Egyes ételek, például a spenót, a rebarbara, a szója és a csokoládé magas oxaláttartalommal rendelkezik, és amikor az érzékeny emberek megeszik őket, kalcium-oxalát kövek képezhetnek a vesékben.

A CaC ₂ O ₄ kövek megjelenését a vesékben elkerülheti, ha sok folyadékot vesz be, különösen vizet, elkerüli az oxalátokban gazdag ételeket, valamint a kalciumban és magnéziumban gazdag ételeket.

A kalcium-oxalát nem kívánt méretet képez a csövekben és a tartályokban olyan folyamatokban, mint például a cellulóz- és papírgyártás, valamint a sörgyárakban.

Szerkezet

A kalcium-oxalátot a Ca ²⁺ kalciumion és a C ₂ O ₄ ^2- oxalát ion képezi. Az oxalát-anion két szénatomból és négy oxigénatomból áll. Az oxalát-anion negatív töltése az oxigénatomokon található.

A kalcium-oxalát kémiai szerkezete. VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5). Forrás: Wikimedia Commons.

Elnevezéstan

• Kalcium-oxalát
• Oxálsav kalciumsó
• Etándisav kalciumsó

Tulajdonságok

Fizikai állapot

Színtelen, fehér, sárga vagy barna kristályos szilárd anyag, amely három különböző hidratált formában lehet.

Molekuláris tömeg

128,1 g / mol

Olvadáspont

A kalcium-oxalát-monohidrát 200 ° C-on bomlik.

Fajsúly

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

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

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

Oldhatóság

Szinte vízben oldhatatlan: 0,00061 g / 100 g víz 20 ° C-on. A monohidrát híg savban oldódik.

pH

A kalcium-oxalát vizes oldatai gyengén bázikusak.

Kémiai tulajdonságok

A kalcium-oxalát az oxálsav kalcium-sója. Ez az anyagcserének természetes mellékterméke, tehát az emberi testben nagyon bőséges, és számos élelmiszer részét képezi.

Az oxálsav és annak konjugált bázisa, az oxalát erősen oxidált szerves vegyületek, erőteljes kelátképző aktivitással, vagyis könnyen kombinálhatók pozitív ionokkal +2 vagy +3 töltéssel.

Ezek a vizes oldatok gyengén bázisos, mert az oxalát ion hajlamos, hogy H ⁺ protonok a vízből, ami felszabadítja OH ^- ionok. Két H ⁺ proton felvétele után az oxalát-ion oxálsavvá válik 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 ^-

Jelenlét a természetben

Ásványokban

A kalcium-oxalát a leggyakoribb oxalát, és a wewellit, a weddellit és a kaoxit ásványok formájában érkezik.

A Whewellite a monohidrát CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O, és ennek a vegyületnek a legstabilabb formája.

Whewellit ásványi kőzet. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Forrás: Wikimedia Commons.

A Weddellite a CaC ₂ O _{4 • 2} H ₂ O dihidrát, és kevésbé stabil, mint a monohidrát.

Weddelite ásványi kristályok. Leon Hupperichs / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0). Forrás: Wikimedia Commons.

A kaoxit kalcium-oxalát-trihidrát, CaC ₂ O _{4 • 3} H ₂ O.

Növényekben és gombákban

A kalcium-oxalátot száraz talajokkal és levelekkel, valamint kórokozó gombákkal is kapcsolatban lehetnek, szabadon, szimbiózisban vagy növényekkel társítva. Az utóbbiban a kristályokat a kalcium kicsapásával képezik oxalát formájában.

A CaC ₂ O ₄ gombák általi képződése fontos hatással van a talaj biológiai és geokémiai folyamataira, mivel kalcium tartalékot jelent az ökoszisztéma számára.

Jelenléte az emberi testben és az emlősökben

Az oxalát a májban, a vörösvértestekben vagy vörösvértestekben, kisebb mértékben a vesében származik. Az aminosavak (például fenilalanin és triptofán) anyagcseréjéből és a glioxál-dialdehid oxidációjával alakul ki.

A C-vitamin szintén oxaláttá alakulhat, ha antioxidáns funkcióját látja el.

A kalcium-oxalát olyan kövekben található, amelyek vesebetegségben szenvedő emberek vagy állatok vesében képződnek.

Az úgynevezett kalcium-oxalát kövek vagy kövek a CaC ₂ O ₄ kikristályosodásával vagy aggregálódásával képződnek a kalciummal és oxaláttal telített vizeletben. Ez azt jelenti, hogy a vizelet annyi kalciumot és oxalátot tartalmaz, hogy ez a vegyület nem maradhat feloldva, hanem kicsapódhat vagy kristályok formájában szilárd lehet.

Az emberekben

A szemben vagy kövekben a vesékben nephrolithiasisnak nevezett betegség alakul ki; a népesség kb. 10% -át támadja meg, és ezeknek a köveknek kb. 75% -a CaC ₂ O ₄ kalcium-oxalátból áll.

A kalcium-oxalát vesekőket képezhet. Szerző: VSRao. Forrás: Pixabay.

A vesében a kalcium-oxalát-kristályok képződése és növekedése azért fordul elő, mert néhány emberben a vizelet túltelített ezzel a sóval. A kalcium-oxalát savas vizeletben 6,0-nál alacsonyabb pH-n alakul ki.

Túltelítettség akkor jelentkezik, ha ez a só (amely vízben nagyon rosszul oldódik) kis mennyiségű vízben ürül vagy ürül a vizelettel.

A kövek megjelenését befolyásoló tényezők a vesében

A kalcium-oxalát-szemcsék képződését elősegítő tényezők között szerepel a kalciumfelesleg a vizeletben vagy a hiperkalciuria, a felesleges oxalát a vizeletben vagy a hiperoxaluria, az étrendből származó elemek és az inhibitorok hiánya.

A felesleges oxalát akkor fordulhat elő, ha más ételek között nagy mennyiségű spenótot, rebarbat, szóját, diót és csokoládét fogyasztanak.

A csokoládé kalcium-oxalát forrása lehet, és elősegítheti a kövek megjelenését a vesében. Szerző: Alexander Stein. Forrás: Pixabay.

Vannak olyan anyagok, amelyek gátolják vagy megakadályozzák a kőképződést. A kőképződést megakadályozó vegyületek között szerepelnek a kis molekulák, például a citrát és a pirofoszfát, valamint a nagy molekulák, például a glikoproteinek és a proteoglikánok.

A kalcium-oxalát kövek képződésének elkerülésének módjai

A szem és a kalcium-oxalát kövek megismétlődésének megakadályozására szolgáló jó stratégia magában foglalja a folyadékbevitel növelését, a kalciumban gazdag ételek (például tejtermékek) bevitelének növelését, valamint az étkezési só (NaCl), az állati fehérjék korlátozását. és oxalátban gazdag ételek.

Állatokban

2000 eleje óta megfigyelhető a kalcium-oxalát kövek növekedése a macskák és kutyák húgyúti rendszerében. Úgy tűnik, hogy ez az étkezés típusától függ, amelyet ezek az állatok esznek, és kapcsolódik a vizelet savasságához és a magnézium (Mg) hiányához.

Kalcium-oxalát kövek találhatók a kutya húgyhólyagjában. Joel Mills / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Forrás: Wikimedia Commons.

A test reakciója a felesleges oxalátra

Bizonyítékok vannak arra, hogy az emberek és az állatok egyaránt reagálnak a felesleges oxalátokra azáltal, hogy növelik az oxalátot lebontó baktériumok számát.

Ezek közül a baktériumok közül néhány az Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp., Porphyromonas gingivalis és Bacillus sp. többek között, és természetesen jelen vannak a bélben.

Alkalmazások

A megkérdezett források szerint a kerámia bevonásához kalcium-oxalátot használnak.

Mészkő szobrok és más művészeti elemek bevonására használták, és azt találták, hogy javítja az anyag keménységét, csökkenti porozitását, és növeli a savakkal és lúgokkal szembeni ellenálló képességét.

Olaszország kísérleteket végzett a múzeumi mészkőtárgyak kalcium-oxaláttal történő bevonásával, hogy megőrizzék őket. Szerző: Forrás: Moni Quayle. Pixabay.

Problémák egyes folyamatokban

A cellulóz- és papíriparban a kalcium-oxalát skálát képezhet, amely számos problémát okoz a folyamatban.

Az ipari folyamatok csöveiben vagy csöveiben történő képződésének megakadályozására az oxálsav enzimes lebontását javasolják enzimek, például oxalát-oxidáz segítségével.

A kő úgy is felhalmozódik az edényekben, ahol a sört készítik, ahonnan el kell távolítani annak elkerülése érdekében, hogy olyan mikroorganizmusok képződjenek, amelyek kellemetlen ízet adhatnak az italnak.

kockázatok

Nagy koncentrációban az oxalát állatokat és esetenként az embereket is okozhat, elsősorban korrozív hatásai miatt.

Az oxalát és annak konjugált savja, oxálsav felhalmozódása olyan rendellenességeket okozhat, mint például a szívelégtelenség, kalcium-oxalát kövek, veseelégtelenség, sőt akár a toxicitás halála is.

Irodalom

1. Glasauer, SM et al. (2013). Fémek és metalloidok, mikroorganizmusok általi átalakítás. Oxalátok. Referencia modul a Föld Rendszerek és Környezettudomány területén. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
2. Baumann, JM és Casella, R. (2019). A kalcium nephrolithiasis megelőzése: A diurezis hatása a kalcium-oxalát kristályosodásra a vizeletben. Adv Előző Med, 2019; 2019: 3234867. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov.
3. Breshears, MA és Confer, AW (2017). A húgyúti rendszer. Kalcium-oxalát-kalkulák. Az állatgyógyászati ​​betegség patológiájának alapjaiban (hatodik kiadás). Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
4. Huang, Y. er al. (2019). Az oxalát kezelése a testben és az oxalát eredete a kalcium-oxalát kövekben. Urol Int, 2019. december 5: 1-10. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
5. Nilvebrant, N.-O. et al. (2002). Biotechnológia a cellulóz- és papíriparban. A biotechnológia folyamatban van. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
6. Pahira, JJ és Pevzner, M. (2007). Nephrolithiasis. Kalcium kövek. A Penn urológiai klinikai kézikönyvében. Helyreállítva a sciencedirect.com webhelyről.
7. Worcester, EM (1994). Húgyúti kalcium-oxalát kristálynövekedés-gátlók. J Am Soc Nephrol 1994 november; 5 (5 készlet 1): S46-53). Helyreállítva a jasn.asnjournals.org webhelyről.
8. Finkielstein, VA és Goldfarb, DS (2006). Stratégiák a kalcium-oxalát kövek megelőzésére. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
9. Az Egyesült Államok Nemzeti Orvostudományi Könyvtára. (2019). Kalcium-oxalát. Helyreállítva a pubchem.ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
10. Peck, AB et al. (2015). Oxalátokat lebontó mikroorganizmusok vagy oxalátokat lebontó enzimek: melyik a jövőbeni kezelés a kalcium-oxalát urolitok enzimes oldódására visszatérő kőbetegségben? Urolithiasis, 2016. február; 44 (1): 27-32. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
11. Holames, RP et al. (2016). A vizelet-oxalátok kiválasztásának csökkentése a kalcium-oxalát kőbetegség csökkentése érdekében. Urolithiasisban. 2016. február; 44 (1); 27-32. Helyreállítva az ncbi.nlm.nih.gov webhelyről.
12. Cezar, TM (1998). Kalcium-oxalát: A mészkő felületkezelése. Journal of Conservation and Museum Studies 4, 6-10. Helyreállítva a jcms-journal.com webhelyről.
13. Wikimedia (2019). Kalcium-oxalát. Helyreállítva az en.wikipedia.org webhelyről.