OXALÁT VÁPENATÝ (CAC2O4): VLASTNOSTI, ŠTRUKTÚRA, POUŽITIE, RIZIKÁ - CHÉMIA - 2026

Oxalát vápenatý je organická zlúčenina skladajúci sa z prvkov uhlíka (C), kyslík (O) a vápnik (Ca). Jeho chemický vzorec je CaC ₂ O ₄ . Všeobecne sa vyskytuje v troch hydratovaných formách: mono-, di- a trihydrát. To znamená s jednou, dvoma alebo tromi molekulami vody v kryštalickej štruktúre.

Oxalát vápenatý sa vyskytuje v mineráloch, rastlinách, hubách a iných živých bytostiach, ako sú cicavce a dokonca aj u ľudí, v dôsledku metabolizmu niektorých proteínov. Nachádza sa v moči ľudí a niektorých zvierat.

Kryštály šťaveľan vápenatý CAC ₂ O ₄ vo vzorke moču pozorované pod mikroskopom. J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

Niektoré potraviny, ako napríklad špenát, rebarbora, sója a čokoláda, majú vysoký obsah oxalátov, a keď ich jedia citliví ľudia, môžu sa v obličkách tvoriť kamene oxalátu vápenatého.

Môžete sa zabránilo vzniku CaC ₂ O ₄ kamene v obličkách požitím veľa tekutín, najmä vody, aby sa zabránilo potravín s vysokým obsahom oxalátov a konzumovať tie bohaté na vápnik a horčík.

Oxalát vápenatý tvorí nežiaduce usadeniny v rúrkach a nádržiach v procesoch, ako je výroba celulózy a papiera a tiež v pivovaroch.

štruktúra

Oxalát vápenatý je tvorený vápenatých iónov Ca ²⁺ a oxalátu iónov C ₂ O ₄ ^2- . Oxalátový anión sa skladá z dvoch atómov uhlíka a štyroch atómov kyslíka. Záporné náboje oxalátového aniónu sa nachádzajú na atómoch kyslíka.

Chemická štruktúra šťaveľanu vápenatého. VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5). Zdroj: Wikimedia Commons.

názvoslovie

• Oxalát vápenatý
• Vápenatá soľ kyseliny šťaveľovej
• Vápenatá soľ kyseliny etándiovej

vlastnosti

Fyzický stav

Bezfarebná biela, žltá alebo hnedá kryštalická tuhá látka, ktorá môže byť v troch rôznych hydratovaných formách.

Molekulová hmotnosť

128,1 g / mol

Bod topenia

Monohydrát oxalátu vápenatého sa pri 200 ° C rozkladá.

Špecifická váha

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

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

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

rozpustnosť

Takmer nerozpustný vo vode: 0,00061 g / 100 g vody pri 20 ° C. Monohydrát sa rozpustí v zriedenej kyseline.

pH

Vodné roztoky oxalátu vápenatého sú slabo zásadité.

Chemické vlastnosti

Oxalát vápenatý je vápenatá soľ kyseliny šťaveľovej. Je to prírodný vedľajší produkt metabolizmu, takže je v ľudskom tele veľmi hojný a je súčasťou mnohých potravín.

Kyselina šťavelová a jej konjugovaná báza, oxalát, sú vysoko oxidované organické zlúčeniny so silnou chelatačnou aktivitou, to znamená, že sa môžu ľahko kombinovať s pozitívnymi iónmi s nábojmi +2 alebo +3.

Ich vodné roztoky sú slabo zásadité, pretože oxalátový ión má tendenciu brať H ⁺ protóny z vody, ktorá uvoľňuje OH ^- ióny . Po prijatí dvoch H ⁺ protóny oxalát ion stáva kyselina šťaveľová 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 ^-

Prítomnosť v prírode

V mineráloch

Oxalát vápenatý je najbežnejším oxalátom a je vo forme minerálov whewellite, weddellite a caoxite.

Whewellite je monohydrát CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O a je najstabilnejší z foriem tejto zlúčeniny.

Wheellite minerálna hornina. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

Weddellite je dihydrát CaC ₂ O _{4 •} 2H ₂ O a je menej stabilné ako monohydrát.

Weddelite minerálne kryštály. Leon Hupperichs / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0). Zdroj: Wikimedia Commons.

Caoxite je šťaveľan vápenatý trihydrát CaC ₂ O _{4 •} 3H ₂ O.

V rastlinách a hubách

Zistilo sa, že oxalát vápenatý je spojený so suchými pôdami a listami, tiež s patogénnymi hubami, bez symbiózy alebo s rastlinami. V tomto prípade sa kryštály tvoria zrážaním vápnika vo forme jeho oxalátu.

Tvorba CAC ₂ O ₄ hubami, má významný vplyv na biologické a geochemických procesov zemín, pretože predstavuje rezervu vápnika pre ekosystém.

Prítomnosť v ľudskom tele a cicavcoch

Oxalát pochádza z pečene, z červených krviniek alebo erytrocytov av menšej miere z obličiek. Tvorí sa z metabolizmu aminokyselín (ako je fenylalanín a tryptofán) a oxidáciou glyoxal dialdehydu.

Pri vykonávaní antioxidačnej funkcie sa môže vitamín C premieňať na oxalát.

Oxalát vápenatý sa nachádza v kameňoch, ktoré sa tvoria v obličkách ľudí alebo zvierat s ochorením obličiek.

Takzvané šťaveľan vápenatý kamene alebo kamene sú tvorené kryštalizácii alebo zoskupenia CAC ₂ O ₄ v moči presýtené s vápnikom a oxalátu. To znamená, že moč obsahuje toľko vápnika a oxalátu, že nie je možné, aby táto zlúčenina zostala rozpustená, ale aby skôr vyzrážala alebo sa stala tuhou formou kryštálov.

U ľudí

Tvorba štrku alebo kameňov v obličkách je ochorenie nazývané nefrolitiáza; napáda približne 10% populácie a 75% z týchto kameňov sú zložené z oxalátu vápenatého CAC ₂ O ₄ .

Oxalát vápenatý môže tvoriť obličkové kamene. Autor: VSRao. Zdroj: Pixabay.

K tvorbe a rastu kryštálov oxalátu vápenatého v obličkách dochádza, pretože u niektorých ľudí je moč presýtený touto soľou. Oxalát vápenatý sa vyvíja v kyslom moči pri pH nižšom ako 6,0.

K presýteniu dochádza, keď sa vylučovanie alebo vylučovanie tejto soli (ktorá je veľmi slabo rozpustná vo vode) v moči vyskytuje v malom objeme vody.

Faktory, ktoré ovplyvňujú vzhľad kameňov v obličkách

Medzi faktory, ktoré podporujú tvorbu drťnatej šťaveľanu vápenatého, patria nadbytok vápnika v moči alebo hyperkalciúrii, nadbytok oxalátu v moči alebo hyperoxalúria, prvky odvodené od stravy a neprítomnosť inhibítorov.

Nadbytočný oxalát sa môže vyskytnúť, keď sa medzi inými potravinami konzumuje veľké množstvo špenátu, rebarbory, sóje, orechov a čokolády.

Čokoláda môže byť zdrojom šťaveľanu vápenatého a podporuje vzhľad kameňov v obličkách. Autor: Alexander Stein. Zdroj: Pixabay.

Existujú však látky, ktoré inhibujú alebo bránia vzniku kameňa. Medzi zlúčeninami, ktoré bránia tvorbe kameňa, sú malé molekuly, ako je citrát a pyrofosfát, a veľké molekuly, ako sú glykoproteíny a proteoglykány.

Spôsoby, ako zabrániť tvorbe kameňov oxalátu vápenatého

Dobrá stratégia na zabránenie opätovného výskytu štrku alebo oxalátu vápenatého vápenatého zahŕňa zvýšenie príjmu tekutín, zvýšenie príjmu potravín bohatých na vápnik (napr. Mliečnych výrobkov) a obmedzenie jedlej soli (NaCl), živočíšnych bielkovín. a potraviny bohaté na oxalát.

U zvierat

Od začiatku roku 2000 sa v močovom systéme mačiek a psov pozorovalo zvýšenie hladín oxalátu vápenatého. Zdá sa, že to závisí od typu výživy, ktorú tieto zvieratá jedia, a súvisí s kyslosťou moču a nedostatku horčíka (Mg).

Kamene oxalátu vápenatého nájdené v močovom mechúre psa. Joel Mills / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Zdroj: Wikimedia Commons.

Reakcia tela na nadbytok oxalátu

Existujú dôkazy, že ľudia aj zvieratá reagujú na prebytok oxalátu zvýšením počtu baktérií, ktoré môžu degradovať oxalát.

Niektoré z týchto baktérií sú Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp. , Porphyromonas gingivalis a Bacillus sp. , okrem iného a sú prirodzene prítomné v čreve.

aplikácia

Podľa konzultovaných zdrojov sa oxalát vápenatý používa na poťahovanie keramiky.

Používa sa na poťahovanie vápencových sôch a iných umeleckých prvkov a zistilo sa, že zlepšuje tvrdosť materiálu, znižuje jeho pórovitosť a zvyšuje jeho odolnosť voči kyselinám a zásadám.

Taliansko experimentovalo s náterom vápencových predmetov múzea oxalátom vápenatým na ich ochranu. Autor: Zdroj: Moni Quayle. Pixabay.

Problémy v niektorých procesoch

V celulózovom a papierenskom priemysle môže oxalát vápenatý tvoriť vodný kameň, ktorý spôsobuje mnoho problémov v procese.

Aby sa zabránilo jeho tvorbe v potrubiach alebo potrubiach priemyselných procesov, bola navrhnutá enzymatická degradácia kyseliny šťaveľovej pomocou enzýmov, ako je oxalát oxidáza.

Tiež má tendenciu hromadiť sa ako kameň v nádobách, kde sa vyrába pivo, odkiaľ sa musí odstraňovať, aby sa zabránilo tvorbe mikroorganizmov, ktoré môžu nápoju prepožičať nepríjemnú chuť.

riziká

Vo vysokých koncentráciách môže oxalát spôsobiť u zvierat a príležitostne u ľudí smrť, hlavne kvôli svojim leptavým účinkom.

Nahromadenie oxalátu a jeho konjugovanej kyseliny, kyseliny šťaveľovej, môže spôsobiť poruchy, ako sú poruchy srdca, kamene oxalátu vápenatého, zlyhanie obličiek a dokonca smrť v dôsledku toxicity.

Referencie

1. Glasauer, SM a kol. (2013). Kovy a metaloidy, transformácia mikroorganizmami. Oxaláty. V referenčnom module v zemských systémoch a environmentálnych vedách. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
2. Baumann, JM a Casella, R. (2019). Prevencia nefrolitiázy vápenatej: Vplyv diurézy na kryštalizáciu oxalátu vápenatého v moči. Adv Prev Med, 2019; 2019: 3234867. Obnovené z ncbi.nlm.nih.gov.
3. Breshears, MA a Confer, AW (2017). Močový systém. Oxalát vápenatý. V patologickom základe veterinárnych chorôb (šieste vydanie). Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
4. Huang, Y. er a kol. (2019). Manipulácia s oxalátom v tele Tge a tge Pôvod oxalátu v kamencoch oxalátu vápenatého. Urol Int, 2019, december 5: 1-10. Získané z ncbi.nlm.nih.gov.
5. Nilvebrant, N.-O. a kol. (2002). Biotechnológia v celulózovom a papierenskom priemysle. Prebieha biotechnológia. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
6. Pahira, JJ a Pevzner, M. (2007). Nefrolitiáza. Vápnikové kamene. V Penn Clinical Urology Manual. Obnovené zo stránky sciusalirect.com.
7. Worcester, EM (1994). Inhibítory rastu kryštálov oxalátu vápenatého v moči. J Am Soc Nephrol 1994 Nov; 5 (5 dodatok 1): S46-53). Získané z jasn.asnjournals.org.
8. Finkielstein, VA a Goldfarb, DS (2006). Stratégie prevencie šťaveľanu vápenatého. Získané z ncbi.nlm.nih.gov.
9. Americká národná lekárska knižnica. (2019). Oxalát vápenatý. Získané z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Peck, AB a kol. (2015). Mikroorganizmy degradujúce oxalát alebo enzýmy degradujúce oxalát: Aká je budúca terapia enzymatického rozpúšťania urolitov oxalátu vápenatého pri opakovanom ochorení kameňa? Urolitiáza, 2016 február; 44 (1): 27-32. Získané z ncbi.nlm.nih.gov.
11. Holames, RP a kol. (2016). Zníženie vylučovania oxalátu močom na zníženie ochorenia kameňa oxalátu vápenatého. Urolitiáza. 2016 február; 44 (1); 27-32. Získané z ncbi.nlm.nih.gov.
12. Cezar, TM (1998). Oxalát vápenatý: povrchová úprava vápenca. Journal of Conservation and Museum Studies 4, s. 6-10. Obnovené z jcms-journal.com.
13. Wikimedia (2019). Oxalát vápenatý. Obnovené z en.wikipedia.org.