OXALAT DE CALCIU (CAC2O4): PROPRIETĂȚI, STRUCTURĂ, UTILIZĂRI, RISCURI - CHIMIE - 2025

Oxalat de calciu este un compus organic care constă din elementele carbon (C), oxigen (O) și calciu (Ca). Formula sa chimică este cac ₂ O ₄ . Se găsește, în general, în cele trei forme hidratate: mono-, di- și trihidrat. Adică cu una, două sau trei molecule de apă, respectiv în structura sa cristalină.

Oxalatul de calciu se găsește în minerale, plante, ciuperci și alte ființe vii, cum ar fi mamiferele și chiar la oameni, ca urmare a metabolismului unor proteine. Poate fi găsit în urina oamenilor și a unor animale.

Cristale de oxalat de calciu CaC ₂ O ₄ într-o probă de urină observată la microscop. J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Sursa: Wikimedia Commons.

Unele alimente precum spanacul, rubarba, soia și ciocolata conțin o mulțime de oxalați, iar atunci când oamenii sensibili le mănâncă, în rinichii lor se pot forma pietre de oxalat de calciu.

Puteți evita apariția cac ₂ O ₄ pietre în rinichi , prin ingerarea o mulțime de lichide, in special apa, evitarea alimentelor bogate in oxalati si consuma cele bogate in calciu si magneziu.

Oxalatul de calciu formează o scară nedorită în conducte și rezervoare în procese precum producția de celuloză și hârtie, precum și în fabricile de bere.

Structura

Oxalat de calciu se formează prin ionul de calciu Ca ²⁺ și oxalatul ion C ₂ O ₄ ^2- . Anionul oxalat este format din doi atomi de carbon și patru atomi de oxigen. Sarcinile negative ale anionului oxalat se găsesc pe atomii de oxigen.

Structura chimică a oxalatului de calciu. VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5). Sursa: Wikimedia Commons.

Nomenclatură

• Oxalat de calciu
• Sarea calciului cu acid oxalic
• Sare de calciu acid etanedioic

Proprietăți

Stare fizică

Solid cristalin incolor, alb, galben sau maro care poate fi în trei forme diferite hidratate.

Greutate moleculară

128,1 g / mol

Punct de topire

Monohidratul de oxalat de calciu se descompune la 200 ° C.

Greutate specifică

Monohidrat cac ₂ O _{4 •} H ₂ O = 2,22 g / cm ³

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

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

Solubilitate

Aproape insolubil în apă: 0,00061 g / 100 g apă la 20 ° C. Monohidratul se dizolvă în acid diluat.

pH

Soluțiile apoase de oxalat de calciu sunt slab bazice.

Proprietăți chimice

Oxalatul de calciu este sarea de calciu a acidului oxalic. Acesta este un produs secundar natural al metabolismului, deci este foarte abundent în corpul uman și face parte din multe alimente.

Acidul oxalic și baza sa conjugată, oxalatul, sunt compuși organici puternic oxidati, cu activitate de chelare puternică, adică se pot combina ușor cu ioni pozitivi cu sarcini de +2 sau +3.

Soluțiile lor apoase sunt slab bazică , deoarece ionul oxalat tinde să ia H ⁺ protoni din apa, care elibereaza OH ^- ioni . După preluarea a doi protoni H ⁺ , ionul oxalat devine acid oxalic 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 ^-

Prezența în natură

În minerale

Oxalatul de calciu este cel mai obișnuit oxalat și vine sub formă de minereuri, sateliți și caoxit.

Monohidratul este CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O și este cea mai stabilă formă a acestui compus.

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

Weddellite este dihidrat cac ₂ O _{4 •} 2H ₂ O și este mai puțin stabilă decât monohidratul.

Cristale minerale de Weddelite. Leon Hupperichs / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0). Sursa: Wikimedia Commons.

Caoxite este oxalat de calciu trihidrat de cac ₂ O _{4 •} 3H ₂ O.

La plante și ciuperci

Oxalatul de calciu se găsește asociat cu soluri și frunze uscate, de asemenea cu ciuperci patogene, libere, în simbioză sau asociate cu plante. În acesta din urmă, cristalele sunt formate prin precipitarea calciului sub forma oxalatului său.

Formarea cac ₂ O ₄ de fungi are o influență importantă asupra proceselor biologice și geochimice ale solurilor, întrucât constituie o rezervă de calciu pentru ecosistem.

Prezența în corpul uman și mamifere

Oxalatul își are originea în ficat, în globule roșii sau în eritrocite și într-o măsură mai mică în rinichi. Se formează din metabolismul aminoacizilor (cum ar fi fenilalanina și triptofanul) și prin oxidarea dialdehidei glioxale.

De asemenea, vitamina C poate fi transformată în oxalat la îndeplinirea funcției sale antioxidante.

Oxalatul de calciu se găsește în pietrele care se formează în rinichii oamenilor sau animalelor cu afecțiuni renale.

Așa-numitele pietre de oxalat de calciu sau pietre sunt formate prin cristalizare sau agregarea cac ₂ O ₄ în urină suprasaturată cu calciu și oxalat. Aceasta înseamnă că urina conține atât de mult calciu și oxalat încât nu este posibil ca respectivul compus să rămână dizolvat, ci mai degrabă să precipite sau să devină solid sub formă de cristale.

În oameni

Formarea gresiei sau a pietrelor în rinichi este o boală numită nefrolitiază; atacă aproximativ 10% din populație și aproximativ 75% din aceste pietre sunt compuse din oxalat de calciu cac ₂ O ₄ .

Oxalatul de calciu poate forma pietre la rinichi. Autor: VSRao. Sursa: Pixabay.

Formarea și creșterea cristalelor de oxalat de calciu apar la rinichi, deoarece la unii oameni urina este suprasaturată cu această sare. Oxalatul de calciu se dezvoltă în urină acidă la pH sub 6,0.

Supersaturarea apare atunci când excreția sau eliminarea acestei sări (care este foarte slab solubilă în apă) în urină apare într-un volum mic de apă.

Factorii care afectează apariția pietrelor la rinichi

Printre factorii care favorizează formarea granulei oxalatului de calciu se numără excesul de calciu în urină sau hipercalciurie, excesul de oxalat în urină sau hiperoxaluria, elemente derivate din dietă și absența inhibitorilor.

Oxalatul în exces poate apărea atunci când se consumă cantități mari de spanac, rubarb, soia, nuci și ciocolată, printre alte alimente.

Ciocolata poate fi o sursă de oxalat de calciu și promovează apariția pietrelor la rinichi. Autor: Alexander Stein. Sursa: Pixabay.

Cu toate acestea, există substanțe care inhibă sau împiedică formarea pietrei. Printre compușii care împiedică formarea pietrei se numără molecule mici, cum ar fi citratul și pirofosfatul, și molecule mari, cum ar fi glicoproteine ​​și proteoglicani.

Moduri de a evita formarea pietrelor cu oxalat de calciu

O strategie bună pentru a preveni reapariția pietrelor de grâu sau oxalat de calciu include creșterea aportului de lichide, creșterea aportului de alimente bogate în calciu (cum ar fi lactatele) și restricționarea sării de masă (NaCl), proteine ​​animale și alimente bogate în oxalat.

La animale

De la începutul anului 2000, a fost observată o creștere a pietrelor cu oxalat de calciu în sistemul urinar al pisicilor și câinilor. Se pare că acest lucru depinde de tipul de dietă pe care îl consumă aceste animale și are legătură cu aciditatea deficienței de urină și magneziu (Mg).

Pietre de oxalat de calciu găsite în vezica urinară a unui câine. Joel Mills / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Sursa: Wikimedia Commons.

Răspunsul corpului la excesul de oxalat

Există dovezi că atât oamenii, cât și animalele răspund la excesul de oxalat prin creșterea numărului de bacterii care pot degrada oxalatul.

Unele dintre aceste bacterii sunt Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp. , Porphyromonas gingivalis și Bacillus sp. , printre altele, și sunt prezente în mod natural în intestin.

Aplicații

Conform surselor consultate, oxalatul de calciu este utilizat în acoperirea ceramicii.

S-a folosit pentru acoperirea sculpturilor de calcar și a altor elemente artistice și s-a descoperit că îmbunătățește duritatea materialului, îi scade porozitatea și își mărește rezistența la acizi și alcaline.

Italia a experimentat cu acoperirea obiectelor de calcar ale muzeului cu oxalat de calciu pentru a le păstra. Autor: Sursa: Moni Quayle. Pixabay.

Probleme în unele procese

În industria celulozei și a hârtiei, oxalatul de calciu poate forma scara care cauzează multe probleme în proces.

Pentru a preveni formarea acestuia în conductele sau conductele proceselor industriale, s-a propus degradarea enzimatică a acidului oxalic, cu ajutorul enzimelor cum ar fi oxalatul oxidazei.

De asemenea, tinde să se acumuleze ca piatra în recipientele în care se face bere, de unde trebuie eliminată pentru a evita formarea de microorganisme care pot da un gust neplăcut băuturii.

riscuri

În concentrații mari, oxalatul poate provoca moartea la animale și ocazional la oameni, în principal datorită efectelor corozive ale acestuia.

Acumularea oxalatului și a acidului său conjugat, acidul oxalic, pot provoca tulburări precum disfuncționalități cardiace, pietre de oxalat de calciu, insuficiență renală și chiar moartea din cauza toxicității.

Referințe

1. Glasauer, SM și colab. (2013). Metale și metalloide, transformarea prin microorganisme. Oxalați. În modulul de referință în sistemele terestre și științele mediului Recuperat de la sciencedirect.com.
2. Baumann, JM și Casella, R. (2019). Prevenirea nefrolitiasisului de calciu: influența diozei în cristalizarea oxalatului de calciu în urină. Adv Prev Med, 2019; 2019: 3234867. Recuperat de la ncbi.nlm.nih.gov.
3. Breshears, MA și Confer, AW (2017). Sistemul urinar. Calculi cu oxalat de calciu În bazele patologice ale bolilor veterinare (ediția a șasea). Recuperat de la sciencedirect.com.
4. Huang, Y. er al. (2019). Manipularea Tge a oxalatului în corp Corpul și tge Originea oxalatului în pietrele de oxalat de calciu. Urol Int, 2019 5 decembrie: 1-10. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
5. Nilvebrant, N.-O. și colab. (2002). Biotehnologia în industria celulozei și a hârtiei. În progres în biotehnologie. Recuperat de la sciencedirect.com.
6. Pahira, JJ și Pevzner, M. (2007). Nefrolitiază. Pietre de calciu. În Penn Clinical Manual of Urology. Recuperat de la sciencedirect.com.
7. Worcester, EM (1994). Inhibitori ai creșterii cristalelor cu oxalat de calciu. J Am Soc Nephrol 1994 nov; 5 (5 Supliment 1): S46-53). Recuperat de jasn.asnjournals.org.
8. Finkielstein, VA și Goldfarb, DS (2006). Strategii pentru prevenirea pietrelor cu oxalat de calciu. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
9. Biblioteca Națională de Medicină din SUA. (2019). Oxalat de calciu. Recuperat din pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Peck, AB și colab. (2015). Microorganisme care degradează oxalatul sau enzime care degradează oxalatul: care este terapia viitoare pentru dizolvarea enzimatică a urolitilor de calciu-oxalat în boala de piatră recurentă? Urolitiaza, 2016 feb; 44 (1): 27-32. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
11. Holames, RP și colab. (2016). Scăderea excreției urinare de oxalat pentru a reduce boala de piatră oxalat de calciu. Urolitiază. 2016 februarie; 44 (1); 27-32. Recuperat din ncbi.nlm.nih.gov.
12. Cezar, TM (1998). Oxalat de calciu: un tratament de suprafață pentru calcar. Journal of Conservation and Museum Studies 4, p. 6-10. Recuperat din jcms-journal.com.
13. Wikimedia (2019). Oxalat de calciu. Recuperat de pe en.wikipedia.org.