KALSIUMOKSALAATTI (CAC2O4): OMINAISUUDET, RAKENNE, KÄYTTÖ, RISKIT - KEMIA - 2026

Kalsiumoksalaattia on orgaaninen yhdiste, joka koostuu alkuaineista hiili (C), happi (O) ja kalsiumia (Ca). Sen kemiallinen kaava on SERTIn ₂ O ₄. Sitä on yleensä kolmena hydratoidussa muodossa: mono-, di- ja trihydraatti. Toisin sanoen siinä on yksi, kaksi tai kolme vesimolekyyliä sen kiderakenteessa.

Kalsiumoksalaattia löytyy mineraaleista, kasveista, sienistä ja muista elävistä olennoista, kuten nisäkkäistä, ja jopa ihmisissä joidenkin proteiinien metabolian seurauksena. Sitä voi löytää ihmisten ja joidenkin eläinten virtsasta.

Kalsiumoksalaatin CaC ₂ O ₄ -kiteet virtsanäytteessä, havaittu mikroskoopilla. J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Lähde: Wikimedia Commons.

Jotkut ruokia, kuten pinaatti, raparperi, soija ja suklaa, sisältävät paljon oksalaatteja, ja kun herkät ihmiset syövät niitä, munuaisiin voi muodostua kalsiumoksalaattikiviä.

Voit välttää CaC ₂ O ₄ -kivien esiintymisen munuaisissa nielemällä paljon nesteitä, etenkin vettä, välttämällä ruokia, jotka sisältävät paljon oksalaatteja ja kuluttamalla runsaasti kalsiumia ja magnesiumia.

Kalsiumoksalaatti muodostaa ei-toivotun mittakaavan putkissa ja säiliöissä sellun ja paperin valmistuksen kaltaisissa prosesseissa ja myös panimoissa.

Rakenne

Kalsiumoksalaatti muodostuu kalsiumionista Ca ²⁺ ja oksalaatti-ionista C ₂ O ₄ ². Oksalaattianioni koostuu kahdesta hiiliatomista ja neljästä happiatomista. Oksalaattianionin negatiiviset varaukset löytyvät happiatomeista.

Kalsiumoksalaatin kemiallinen rakenne. VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5). Lähde: Wikimedia Commons.

nimistö

• Kalsiumoksalaatti
• Oksaalihapon kalsiumsuola
• Etaanidihappokalsiumsuola

ominaisuudet

Fyysinen tila

Väritön, valkoinen, keltainen tai ruskea kiteinen kiinteä aine, joka voi olla kolmesta erilaisesta hydratoidusta muodosta.

Molekyylipaino

128,1 g / mol

Sulamispiste

Kalsiumoksalaattimonohydraatti hajoaa 200 ° C: n lämpötilassa.

Tietty paino

Monohydraatti SERTIn ₂ O- _{4 •} H ₂ O = 2,22 g / cm ³

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

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

Liukoisuus

Melkein liukenematon veteen: 0,00061 g / 100 g vettä 20 ° C: ssa. Monohydraatti liukenee laimeaan happoon.

pH

Kalsiumoksalaatin vesiliuokset ovat heikosti emäksisiä.

Kemiallisia ominaisuuksia

Kalsiumoksalaatti on oksaalihapon kalsiumsuola. Tämä on aineenvaihdunnan luonnollinen sivutuote, joten sitä on erittäin runsaasti ihmiskehossa ja se on osa monia ruokia.

Oksaalihappo ja sen konjugaattiemäs, oksalaatti, ovat voimakkaasti hapettuneita orgaanisia yhdisteitä, joilla on voimakas kelatoiva vaikutus, ts. Ne voivat helposti yhdistyä positiivisiin ioneihin, joiden varaus on +2 tai +3.

Niiden vesiliuokset ovat heikosti emäksinen, koska oksalaatti-ioni on taipumus ottaa H ⁺ protonit vedestä, joka vapauttaa OH ^- ioneja. Kahden H ⁺ protonin oton jälkeen oksalaatti-ionista tulee oksaalihappoa 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 ^-

Läsnäolo luonnossa

Mineraaleissa

Kalsiumoksalaatti on yleisin oksalaatti, ja se esiintyy mineraalien, kuten wheweliitin, weddelliitin ja kaoksiitin, muodossa.

Whewelliitti on monohydraatti CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O ja se on vakain tämän yhdisteen muodoista.

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

Weddelliitti on dihydraatti CaC ₂ O _{4 • 2} H ₂ O ja on vähemmän vakaa kuin monohydraatti.

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

Kaoksiitti on kalsiumoksalaattitrihydraatti CaC ₂ O _{4 •} 3 H ₂ O.

Kasveissa ja sienissä

Kalsiumoksalaattia havaitaan liittyvän kuivaan maaperään ja lehtiin, myös patogeenisiin sieniin, vapaina, symbioosissa tai liittyneenä kasveihin. Viimeksi mainitussa muodossa kiteet muodostuvat saostamalla kalsiumia sen oksalaatin muodossa.

Sienien muodostuneella CaC ₂ O ₄: llä on tärkeä vaikutus maaperän biologisiin ja geokemiallisiin prosesseihin, koska se muodostaa ekosysteemin kalsiumvarannon.

Läsnäolo ihmiskehossa ja nisäkkäissä

Oksalaatti on peräisin maksasta, punasoluista tai punasoluista ja vähemmässä määrin munuaisista. Se muodostuu aminohappojen (kuten fenyylialaniinin ja tryptofaanin) metaboliasta ja glyoksaalidialdehydin hapettumisesta.

Myös C-vitamiini voidaan muuttaa oksalaatiksi suorittaessaan sen antioksidanttitoimintaa.

Kalsiumoksalaattia löytyy kivistä, joka muodostuu munuaissairauksien ihmisten tai eläinten munuaisissa.

Ns kalsiumoksalaattia kiviä tai kivet muodostuvat kiteyttämällä tai yhdistäminen SERTIn ₂ O ₄ virtsassa ylikyllästetty kalsiumin ja oksalaatti. Tämä tarkoittaa, että virtsa sisältää niin paljon kalsiumia ja oksalaattia, että tämän yhdisteen ei ole mahdollista pysyä liuenneena, vaan sen sijaan saostua tai tulla kiinteäksi kiteiden muodossa.

Ihmisillä

Hiekan tai kivien muodostuminen munuaisiin on sairaus, jota kutsutaan munuaiskivitautiksi; se hyökkää noin 10% väestöstä ja noin 75% näistä kivistä koostuu kalsiumoksalaatista CaC ₂ O ₄.

Kalsiumoksalaatti voi muodostaa munuaiskiviä. Kirjoittaja: VSRao. Lähde: Pixabay.

Kalsiumoksalaattikiteiden muodostuminen ja kasvu munuaisissa tapahtuu, koska joillakin ihmisillä virtsa on kyllästynyt tällä suolalla. Kalsiumoksalaatti kehittyy happamassa virtsassa, jonka pH on alle 6,0.

Ylikyllästyminen tapahtuu, kun tämän suolan (joka veteen liukenee erittäin heikosti) erittyminen tai eliminaatio virtsassa tapahtuu pienessä määrässä vettä.

Kivien esiintymiseen munuaisissa vaikuttavat tekijät

Kalsiumoksalaattihiukkasten muodostumista edistäviä tekijöitä ovat ylimääräinen kalsium virtsassa tai hyperkalsiuria, ylimääräinen oksalaatti virtsassa tai hyperoxaluria, ruokavaliosta johdetut elementit ja estäjien puuttuminen.

Ylimääräistä oksalaattia voi tapahtua, kun muiden ruokien yhteydessä syödään suuria määriä pinaattia, raparperia, soijaa, pähkinöitä ja suklaata.

Suklaa voi olla kalsiumoksalaatin lähde ja edistää kivien muodostumista munuaisissa. Kirjoittaja: Alexander Stein. Lähde: Pixabay.

On kuitenkin aineita, jotka estävät tai estävät kivien muodostumista. Niiden yhdisteiden joukossa, jotka estävät kivien muodostumisen, ovat pienet molekyylit, kuten sitraatti ja pyrofosfaatti, ja suuret molekyylit, kuten glykoproteiinit ja proteoglykaanit.

Tavat kalsiumoksalaattikivien muodostumisen välttämiseksi

Hyvä strategia hiekka- tai kalsiumoksalaattikivien toistumisen estämiseksi sisältää nesteen saannin lisäämisen, kalsiumirikasten ruokien (kuten meijerituotteiden) lisäämisen ja ruokasuolan (NaCl), eläinproteiinien rajoittamisen. ja elintarvikkeet, joissa on paljon oksalaattia.

Eläimissä

Vuodesta 2000 lähtien on havaittu kalsiumoksalaattikivien määrän lisääntymistä kissojen ja koirien virtsajärjestelmässä. Näyttää siltä, ​​että tämä riippuu ruokavalion tyypistä, jota nämä eläimet syövät, ja sillä on yhteys virtsan happamuuteen ja magnesiumin (Mg) puutteeseen.

Kalsiumoksalaattikiviä löytyy koiran virtsarakosta. Joel Mills / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Lähde: Wikimedia Commons.

Kehon vaste ylimääräiselle oksalaatille

On näyttöä siitä, että sekä ihmiset että eläimet reagoivat ylimääräiseen oksalaattiin lisäämällä bakteereita, jotka voivat hajottaa oksalaatin.

Jotkut näistä bakteereista ovat Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp., Porphyromonas gingivalis ja Bacillus sp. muun muassa, ja niitä esiintyy luonnossa suolistossa.

Sovellukset

Kyselyn kohteena olevien lähteiden mukaan kalsiumoksalaattia käytetään keramiikan päällystämisessä.

Sitä on käytetty kalkkikiviveistosten ja muiden taiteellisten elementtien päällystämiseen, ja sen on havaittu parantavan materiaalin kovuutta, vähentävän sen huokoisuutta ja lisäävän sen vastustuskykyä hapoille ja emäksille.

Italia on kokeillut museoiden kalkkikiviesineiden päällystämistä kalsiumoksalaatilla niiden säilyttämiseksi. Kirjoittaja: Lähde: Moni Quayle. Pixabay.

Joidenkin prosessien ongelmat

Massa- ja paperiteollisuudessa kalsiumoksalaatti voi muodostaa skaalan, joka aiheuttaa prosessissa monia ongelmia.

Tämän muodostumisen estämiseksi teollisuusprosessien johdoissa tai putkissa on ehdotettu oksaalihapon entsymaattista hajoamista entsyymien, kuten oksalaattioksidaasin, avulla.

Sillä on taipumus kerääntyä kuin kivi astioihin, joissa olutta valmistetaan, mistä se on poistettava, jotta vältetään mikro-organismien muodostuminen, jotka voivat antaa juomalle epämiellyttävän maun.

riskit

Korkeissa pitoisuuksissa oksalaatti voi aiheuttaa kuoleman eläimissä ja toisinaan ihmisissä pääasiassa sen syövyttävien vaikutusten vuoksi.

Oksalaatin ja sen konjugoidun hapon, oksaalihapon, kertyminen voi aiheuttaa häiriöitä, kuten sydämen toimintahäiriöitä, kalsiumoksalaattikiviä, munuaisten vajaatoimintaa ja jopa myrkyllisyyden aiheuttamaa kuolemaa.

Viitteet

1. Glasauer, SM et ai. (2013). Metallit ja metalloidit, mikro-organismien muuntaminen. Oksalaatit. Maajärjestelmien ja ympäristötieteiden referenssimoduulissa. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
2. Baumann, JM ja Casella, R. (2019). Kalsiumnefrolitiaasin ehkäisy: Diureesin vaikutus kalsiumoksalaatin kiteytymiseen virtsaan. Adv Edellinen Med, 2019; 2019: 3234867. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
3. Breshears, MA ja Confer, AW (2017). Virtsajärjestelmä. Kalsiumoksalaattilaskut. Eläinlääketieteen patologisessa perustassa (kuudes painos). Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
4. Huang, Y. er al. (2019). Oksalaatin käsittely tge-rungossa ja oksalaatin alkuperä kalsiumoksalaattikivissä. Urol Int, 2019 5. joulukuuta: 1-10. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
5. Nilvebrant, N.-O. et ai. (2002). Biotekniikka sellu- ja paperiteollisuudessa. Biotekniikan kehityksessä. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
6. Pahira, JJ ja Pevzner, M. (2007). Nefrolitiaasi. Kalsiumkivet. Penn Clinical Manual of Urology -julkaisussa. Palautettu osoitteesta sciencedirect.com.
7. Worcester, EM (1994). Virtsan kalsiumoksalaattikristallien kasvun estäjät. J Am Soc Nephrol 1994 marraskuu; 5 (5 tarvike 1): S46-53). Palautettu osoitteesta jasn.asnjournals.org.
8. Finkielstein, VA ja Goldfarb, DS (2006). Strategiat kalsiumoksalaattikivien estämiseksi. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
9. Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto. (2019). Kalsiumoksalaatti. Palautettu pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Peck, AB et ai. (2015). Oksalaattia hajottavat mikro-organismit tai oksalaattia hajottavat entsyymit: mikä on tulevaisuuden terapia kalsium-oksalaatti-uroliittien entsymaattiselle liukenemiselle toistuvassa kivitaudissa? Urolitiaasi, 2016 helmikuu; 44 (1): 27 - 32. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
11. Holames, RP et ai. (2016). Laskemalla virtsaoksalaattien erittymistä vähentämään kalsiumoksalaattikivitautia. Urolithiasis. 2016 helmikuu; 44 (1); 27-32. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
12. Cezar, TM (1998). Kalsiumoksalaatti: Kalkkikiven pintakäsittely. Conservation and Museum Studies 4, s. 6-10. Palautettu osoitteesta jcms-journal.com.
13. Wikimedia (2019). Kalsiumoksalaatti. Palautettu osoitteesta en.wikipedia.org.