KALCIUMOXALAT (CAC2O4): EGENSKAPER, STRUKTUR, ANVÄNDNING, RISKER - KEMI - 2026

Den kalciumoxalat är en organisk förening som består av elementen kol (C), syre (O) och kalcium (Ca). Dess kemiska formel är CaC ₂ O ₄ . Det finns vanligtvis i dess tre hydratiserade former: mono-, di- och trihydrat. Det vill säga med en, två eller tre vattenmolekyler i sin kristallstruktur.

Kalciumoxalat finns i mineraler, växter, svampar och andra levande varelser såsom däggdjur och till och med hos människor som en följd av metabolism av vissa proteiner. Det finns i urinen hos människor och vissa djur.

Kristaller av kalciumoxalat CaC ₂ O ₄ i ett urinprov observeras under ett mikroskop. J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Källa: Wikimedia Commons.

Vissa livsmedel som spenat, rabarber, soja och choklad innehåller mycket oxalater, och när känsliga människor äter dem kan det bildas kalciumoxalatstenar i sina njurar.

Du kan undvika utseendet på CaC ₂ O _4- stenar i njurarna genom att äta in mycket vätskor, särskilt vatten, undvika livsmedel med mycket oxalater och konsumera de som är rika på kalcium och magnesium.

Kalciumoxalat bildar oönskad skala i rör och tankar i processer som massa- och papperstillverkning, och även i bryggerier.

Strukturera

Kalciumoxalat bildas av kalciumjon Ca ²⁺ och oxalatjonen C ₂ O ₄ ^2- . Oxalatanjonen består av två kolatomer och fyra syreatomer. De negativa laddningarna av oxalatanjonen finns på syreatomerna.

Kemisk struktur av kalciumoxalat. VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5). Källa: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

• Kalciumoxalat
• Oxalsyra kalciumsalt
• Etandisyra-kalciumsalt

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglöst, vitt, gult eller brunt kristallint fast ämne som kan vara i tre olika hydratiserade former.

Molekylvikt

128,1 g / mol

Smältpunkt

Kalciumoxalatmonohydrat sönderdelas vid 200 ° C.

Specifik vikt

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

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

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

löslighet

Nästan olösligt i vatten: 0,00061 g / 100 g vatten vid 20 ° C. Monohydratet upplöses i utspädd syra.

pH

Vattenlösningar av kalciumoxalat är svagt basiska.

Kemiska egenskaper

Kalciumoxalat är kalciumsaltet av oxalsyra. Detta är en naturlig biprodukt av metabolism, så den är mycket riklig i människokroppen och är en del av många livsmedel.

Oxalsyra och dess konjugatbas, oxalat, är starkt oxiderade organiska föreningar, med kraftfull kelaterande aktivitet, det vill säga de kan lätt kombineras med positiva joner med laddningar på +2 eller +3.

Deras vattenlösningar är svagt basiska eftersom oxalatjonen tenderar att ta H ⁺ protoner från vattnet, som frigör OH ^- joner . Efter att ha tagit två H ⁺ protoner oxalatjonen blir oxalsyra 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 ^-

Närvaro i naturen

I mineraler

Kalciumoxalat är det vanligaste oxalatet och kommer i form av mineralerna whewellite, weddellite och caoxite.

Whewellite är monohydratet CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O och är den mest stabila av de former av denna förening.

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

Weddellite är dihydratet CaC ₂ O _{4 •} 2H ₂ O och är mindre stabilt än monohydratet.

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

Caoxite är kalciumoxalattrihydrat CaC ₂ O _{4 •} 3H ₂ O.

I växter och svampar

Kalciumoxalat förekommer i samband med torr jord och löv, även med patogena svampar, fria, i symbios eller förknippade med växter. I det senare bildas kristaller genom utfällning av kalcium i form av dess oxalat.

Bildandet av CaC ₂ O ₄ av svampar har en viktig inverkan på de biologiska och geokemiska processer av jordar, eftersom den utgör en reserv av kalcium för ekosystemet.

Närvaro i människokroppen och däggdjur

Oxalat har sitt ursprung i levern, i röda blodkroppar eller erytrocyter och i mindre grad i njuren. Det bildas genom metabolismen av aminosyror (såsom fenylalanin och tryptofan) och genom oxidation av glyoxal dialdehyd.

Även vitamin C kan omvandlas till oxalat när den utför sin antioxidantfunktion.

Kalciumoxalat finns i stenar som bildas i njurarna hos människor eller djur med njursjukdom.

De så kallade kalciumoxalat stenar eller stenar bildas genom kristallisation eller aggregering av CaC ₂ O ₄ i urin mättad med kalcium och oxalat. Detta betyder att urinen innehåller så mycket kalcium och oxalat att det inte är möjligt för denna förening att förbli upplöst utan snarare utfällas eller bli fast i form av kristaller.

I människor

Bildandet av korn eller stenar i njurarna är en sjukdom som kallas nefrolithiasis; den angriper ungefär 10% av befolkningen och ca 75% av dessa stenar är sammansatta av kalciumoxalat CaC ₂ O ₄ .

Kalciumoxalat kan bilda njursten. Författare: VSRao. Källa: Pixabay.

Bildningen och tillväxten av kalciumoxalatkristaller i njurarna inträffar eftersom urinen är övermättad hos detta hos vissa människor. Kalciumoxalat utvecklas i surt urin vid pH mindre än 6,0.

Övermättnad inträffar när utsöndring eller eliminering av detta salt (som är mycket dåligt lösligt i vatten) i urinen sker i en liten volym vatten.

Faktorer som påverkar utseendet på stenar i njurarna

Bland de faktorer som gynnar bildningen av kalciumoxalatkorn är överskott av kalcium i urinen eller hypercalciuria, överskott av oxalat i urinen eller hyperoxaluri, element härledda från kosten och frånvaron av hämmare.

Överskott av oxalat kan uppstå när höga mängder spenat, rabarber, soja, nötter och choklad äts, bland andra livsmedel.

Choklad kan vara en källa till kalciumoxalat och främja uppkomsten av stenar i njurarna. Författare: Alexander Stein. Källa: Pixabay.

Det finns emellertid ämnen som hämmar eller förhindrar stenbildning från att uppstå. Bland föreningarna som förhindrar stenbildning är små molekyler såsom citrat och pyrofosfat och stora molekyler såsom glykoproteiner och proteoglykaner.

Sätt att undvika bildning av kalciumoxalatstenar

En bra strategi för att förhindra återfall av korn- eller kalciumoxalatstenar inkluderar att öka ditt vätskeintag, öka ditt intag av kalciumrika livsmedel (som mejeri) och begränsa bordsalt (NaCl), animaliskt protein och livsmedel som är rika på oxalat.

Hos djur

Sedan början av år 2000 har en ökning av kalciumoxalatstenar observerats i urinsystemet hos katter och hundar. Det verkar som om detta beror på vilken typ av diet dessa djur äter och har att göra med urin och magnesiumbrist.

Kalciumoxalatstenar som finns i hundens urinblåsa. Joel Mills / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Källa: Wikimedia Commons.

Kroppssvar på överskott av oxalat

Det finns bevis för att både människor och djur svarar på överskott av oxalat genom att öka antalet bakterier som kan bryta ned oxalat.

Några av dessa bakterier är Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp. , Porphyromonas gingivalis och Bacillus sp. bland andra och är naturligt närvarande i tarmen.

tillämpningar

Enligt konsulterade källor används kalciumoxalat i beläggningen av keramik.

Det har använts för att täcka kalkstenskulpturer och andra konstnärliga element och har visat sig förbättra materialets hårdhet, minska dess porositet och öka dess motståndskraft mot syror och alkalier.

Italien har experimenterat med att belägga museets kalkstenföremål med kalciumoxalat för att bevara dem. Författare: Källa: Moni Quayle. Pixabay.

Problem i vissa processer

Inom massa- och pappersindustrin kan kalciumoxalat bilda skala som orsakar många problem i processen.

För att förhindra dess bildning i kanaler eller rör i industriella processer har den enzymatiska nedbrytningen av oxalsyra föreslagits med hjälp av enzymer såsom oxalatoxidas.

Det tenderar också att samlas som sten i behållarna där öl tillverkas, varifrån det måste elimineras för att undvika bildandet av mikroorganismer som kan ge en obehaglig smak till drycken.

risker

I höga koncentrationer kan oxalat orsaka dödsfall hos djur och ibland hos människor, främst på grund av dess frätande effekter.

Uppbyggnaden av oxalat och dess konjugerade syra, oxalsyra, kan orsaka störningar såsom hjärtsvikt, kalciumoxalatstenar, njursvikt och till och med dödsfall från toxicitet.

referenser

1. Glasauer, SM et al. (2013). Metaller och metalloider, transformation med mikroorganismer. Oxalater. I referensmodul i jordsystem och miljövetenskap. Återställs från sciencedirect.com.
2. Baumann, JM och Casella, R. (2019). Förebyggande av kalciumnefrolithiasis: Påverkan av diures på kalciumoxalatkristallisation i urin. Adv Prev Med, 2019; 2019: 3234867. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
3. Breshears, MA and Confer, AW (2017). Urinsystemet. Kalciumoxalatberäkning. I patologisk grund av veterinärsjukdom (sjätte upplagan). Återställs från sciencedirect.com.
4. Huang, Y. er al. (2019). Tge-hantering av oxalat i tge Kropp och tge Oxalats ursprung i kalciumoxalatstenar. Urol Int, december 5: 1-10. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
5. Nilvebrant, N.-O. et al. (2002). Bioteknik inom massa- och pappersindustrin. Pågår inom bioteknik. Återställs från sciencedirect.com.
6. Pahira, JJ och Pevzner, M. (2007). Njursten. Kalciumstenar. I Penn Clinical Manual of Urology. Återställs från sciencedirect.com.
7. Worcester, EM (1994). Urinär kalciumoxalatkristalltillväxtinhibitorer. J Am Soc Nephrol 1994 nov; 5 (5 tillägg 1): S46-53). Återställs från jasn.asnjournals.org.
8. Finkielstein, VA och Goldfarb, DS (2006). Strategier för att förebygga kalciumoxalatstenar. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
9. US National Library of Medicine. (2019). Kalciumoxalat. Återställs från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Peck, AB et al. (2015). Oxalatnedbrytande mikroorganismer eller oxalatnedbrytande enzymer: vilken är den framtida terapin för enzymatisk upplösning av uroliter av kalciumoxalat vid återkommande stensjukdom? Urolithiasis, 2016 feb; 44 (1): 27-32. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
11. Holames, RP et al. (2016). Sänkning av urinoxalatutsöndring för att minska kalciumoxalatsteinsjukdom Urolitiasis. 2016 februari; 44 (1); 27-32. Återställs från ncbi.nlm.nih.gov.
12. Cezar, TM (1998). Kalciumoxalat: en ytbehandling för kalksten. Journal of Conservation and Museum Studies 4, s. 6-10. Återställs från jcms-journal.com.
13. Wikimedia (2019). Kalciumoxalat. Återställs från en.wikipedia.org.