Vlastnosti, struktura, použití, rizika oxalátu vápenatého (CaC2O4)

The oxalát vápenatý Je to organická sloučenina tvořená prvky uhlíkem (C), kyslíkem (O) a vápníkem (Ca). Jeho chemický vzorec je CaC_dvaNEBO₄. Obvykle se vyskytuje ve třech hydratovaných formách: mono-, di- a trihydrát. To znamená, že v krystalické struktuře je jedna, dvě nebo tři molekuly vody..

Šťavelan vápenatý se nachází v minerálech, rostlinách, houbách a jiných živých bytostech, jako jsou savci, a dokonce i u lidí v důsledku metabolismu některých bílkovin. Lze jej nalézt v moči lidí a některých zvířat.

Některá jídla, jako je špenát, rebarbora, sója a čokoláda, obsahují hodně oxalátů, a když je konzumují citliví lidé, mohou se v ledvinách tvořit kameny oxalátu vápenatého..

Kamenům CaC lze zabránit_dvaNEBO₄ v ledvinách, pokud přijímají velké množství tekutin, zejména vody, vyhýbají se jídlům s vysokým obsahem oxalátů a konzumují potraviny bohaté na vápník a hořčík.

Oxalát vápenatý tvoří nežádoucí vodní kámen v potrubích a nádržích v procesech, jako je výroba buničiny a papíru, a také v pivovarech.

Rejstřík článků

• 1 Struktura
• 2 Názvosloví
• 3 Vlastnosti
  • 3.1 Fyzický stav
  • 3,2 Molekulová hmotnost
  • 3.3 Teplota tání
  • 3.4 Specifická hmotnost
  • 3.5 Rozpustnost
  • 3,6 pH
  • 3.7 Chemické vlastnosti
• 4 Přítomnost v přírodě
  • 4.1 V minerálech
  • 4.2 U rostlin a hub
• 5 Přítomnost v lidském těle a savcích
  • 5.1 U lidí
  • 5.2 Faktory, které ovlivňují vzhled kamenů v ledvinách
  • 5.3 Způsoby, jak zabránit tvorbě kamenů šťavelanu vápenatého
  • 5.4 U zvířat
  • 5.5 Reakce těla na přebytek oxalátu
• 6 použití
  • 6.1 Problémy v některých procesech
• 7 Rizika
• 8 Reference

Struktura

Šťavelan vápenatý je tvořen iontem vápníku Ca^dva+ a oxalátový iont C_dvaNEBO₄^dva-. Oxalátový anion se skládá ze dvou atomů uhlíku a čtyř atomů kyslíku. Negativní náboje oxalátového aniontu se nacházejí na atomech kyslíku.

Nomenklatura

• Šťavelan vápenatý
• Vápenatá sůl kyseliny šťavelové
• Vápenatá sůl kyseliny ethandiové

Vlastnosti

Fyzický stav

Bezbarvá, bílá, žlutá nebo hnědá krystalická pevná látka, která může být ve třech různých hydratovaných formách.

Molekulární váha

128,1 g / mol

Bod tání

Monohydrát oxalátu vápenatého se rozkládá při 200 ° C.

Specifická hmotnost

Monohydrát CaC_dvaNEBO_{4 •}H_dvaO = 2,22 g / cm³

Dihydrát CaC_dvaNEBO_{4 •}2H_dvaO = 1,94 g / cm³

Trihydrát CaC_dvaNEBO_{4 •}3H_dvaO = 1,87 g / cm³

Rozpustnost

Téměř nerozpustný ve vodě: 0,00061 g / 100 g vody při 20 ° C. Monohydrát se rozpouští ve zředěné kyselině.

pH

Vodné roztoky oxalátu vápenatého jsou slabě bazické.

Chemické vlastnosti

Šťavelan vápenatý je vápenatá sůl kyseliny šťavelové. Jedná se o přirozený vedlejší produkt metabolismu, takže je v lidském těle velmi hojný a je součástí mnoha potravin.

Kyselina šťavelová a její konjugovaná báze, oxalát, jsou vysoce oxidované organické sloučeniny s vysokou chelatační aktivitou, to znamená, že se mohou snadno kombinovat s kladnými ionty s náboji +2 nebo +3.

Jeho vodné roztoky jsou slabě bazické, protože oxalátový iont má tendenci přijímat H protony.⁺ z vody, která uvolňuje ionty OH^-. Po požití dvou protonů H⁺ z oxalátového iontu se stane kyselina šťavelová H_dvaC_dvaNEBO₄:

C_dvaNEBO₄^dva- + H_dvaO → HC_dvaNEBO₄^- + Ach^-

HC_dvaNEBO₄^- + H_dvaO → H_dvaC_dvaNEBO₄ + Ach^-

Přítomnost v přírodě

V minerálech

Šťavelan vápenatý je nejběžnějším oxalátem a je dodáván ve formě minerálů, jako je watelit, weddellit a caoxit..

Whewellit je monohydrát CaC_dvaNEBO_{4 •}H_dvaNebo a je nejstabilnější z forem této sloučeniny.

Weddellit je dihydrát CaC_dvaNEBO_{4 •}2H_dvaO a je méně stabilní než monohydrát.

Caoxit je trihydrát oxalátu vápenatého CaC_dvaNEBO_{4 •}3H_dvaNEBO.

V rostlinách a houbách

Šťavelan vápenatý se nalézá spojený se suchými půdami a listy, také s patogenními houbami, volný, v symbióze nebo spojený s rostlinami. V druhém případě se krystaly tvoří vysrážením vápníku ve formě jeho oxalátu..

Tvorba CaC_dvaNEBO₄ plísněmi má významný vliv na biologické a geochemické procesy půd, protože představuje rezervu vápníku pro ekosystém.

Přítomnost v lidském těle a savcích

Oxalát pochází z jater, červených krvinek nebo erytrocytů a v menší míře z ledvin. Je tvořen metabolismem aminokyselin (jako je fenylalanin a tryptofan) a oxidací glyoxal dialdehydu,.

Při výkonu své antioxidační funkce může být také vitamin C přeměněn na oxalát.

Šťavelan vápenatý se nachází v kamenech, které se tvoří v ledvinách lidí nebo zvířat s onemocněním ledvin..

Takzvané kameny oxalátu vápenatého nebo kameny jsou tvořeny krystalizací nebo agregací CaC_dvaNEBO₄ v moči přesyceném vápníkem a oxalátem. To znamená, že moč obsahuje tolik vápníku a oxalátu, že není možné, aby tato sloučenina zůstala rozpuštěna, ale aby se vysrážela nebo přešla do pevného stavu ve formě krystalů..

U lidí

Tvorba písku nebo kamenů v ledvinách je onemocnění zvané nefrolitiáza; napadá přibližně 10% populace a přibližně 75% těchto kamenů je složeno z oxalátu vápenatého CaC_dvaNEBO₄.

K tvorbě a růstu krystalů šťavelanu vápenatého v ledvinách dochází, protože u některých lidí je moč přesycený touto solí. Šťavelan vápenatý se vyvíjí v kyselé moči při pH nižším než 6,0.

K přesycení dochází, když k vylučování nebo vylučování této soli (která je velmi špatně rozpustná ve vodě) močí dochází v malém množství vody..

Faktory, které ovlivňují vzhled kamenů v ledvinách

Mezi faktory, které podporují tvorbu štěrku šťavelanu vápenatého, patří přebytek vápníku v moči nebo hyperkalciurie, přebytek šťavelanu v moči nebo hyperoxalurie, prvky odvozené ze stravy a absence inhibitorů.

Přebytek oxalátu může nastat, když se konzumuje mimo jiné velké množství špenátu, rebarbory, sóji, ořechů a čokolády..

Existují však látky, které inhibují nebo zabraňují tvorbě kamenů. Mezi sloučeniny, které zabraňují tvorbě kamenů, patří malé molekuly, jako je citrát a pyrofosfát, a velké molekuly, jako jsou glykoproteiny a proteoglykany..

Způsoby, jak zabránit tvorbě kamenů šťavelanu vápenatého

Dobrá strategie, jak zabránit opakování kamínků nebo kamenů šťavelanu vápenatého, zahrnuje zvýšení příjmu tekutin, zvýšení příjmu potravin bohatých na vápník (jako jsou mléčné výrobky) a omezení stolní soli (NaCl), živočišných bílkovin a potravin bohatých na šťavelan..

U zvířat

Od začátku roku 2000 byl v močovém systému koček a psů pozorován nárůst kamenů šťavelanu vápenatého. Zdá se, že to závisí na typu stravy, kterou tato zvířata konzumují, a má co do činění s kyselostí nedostatku moči a hořčíku (Mg).

Reakce těla na přebytek oxalátu

Existují důkazy, že jak lidé, tak zvířata reagují na přebytek oxalátu zvýšením počtu bakterií, které mohou oxalát rozkládat..

Některé z těchto bakterií jsou Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp., Porphyromonas gingivalis Y Bacillus sp., mimo jiné a jsou přirozeně přítomny ve střevě.

Aplikace

Podle konzultovaných zdrojů se v keramickém povlaku používá oxalát vápenatý.

Používá se k potahování vápencových soch a dalších uměleckých prvků a bylo zjištěno, že zlepšuje tvrdost materiálu, snižuje jeho pórovitost a zvyšuje odolnost vůči kyselinám a zásadám..

Problémy v některých procesech

V celulózo-papírenském průmyslu může oxalát vápenatý tvořit vodní kámen, který v tomto procesu způsobuje mnoho problémů..

Aby se zabránilo jeho tvorbě v potrubích nebo potrubích průmyslových procesů, byla navržena enzymatická degradace kyseliny šťavelové pomocí enzymů, jako je oxalát oxidáza..

Rovněž má tendenci se hromadit jako kámen v nádobách, kde se vyrábí pivo, odkud musí být vyloučeno, aby se zabránilo tvorbě mikroorganismů, které mohou nápoju nepříjemně chutnat..

Rizika

Ve vysokých koncentracích může oxalát způsobit smrt u zvířat a příležitostně u lidí, zejména kvůli jeho korozivním účinkům..

Nahromadění oxalátu a jeho konjugované kyseliny, kyseliny šťavelové, může způsobit poruchy, jako je srdeční selhání, kameny oxalátu vápenatého, selhání ledvin a dokonce i smrt v důsledku toxicity.

Reference

1. Glasauer, S.M. et al. (2013). Kovy a metaloidy, transformace mikroorganismy. Oxaláty. In Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. Obnoveno ze sciencedirect.com.
2. Baumann, J. M. a Casella, R. (2019). Prevence nefrolitiázy vápníku: Vliv diurézy na krystalizaci oxalátu vápenatého v moči. Adv Prev Med, 2019; 2019: 3234867. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
3. Breshears, M.A. a Confer, A.W. (2017). Močový systém. Kalkal oxalátu vápenatého. In Pathologic Basis of Veterinary Disease (šesté vydání). Obnoveno ze sciencedirect.com.
4. Huang, Y. er al. (2019). Tge Manipulace s oxalátem v těle a těle Původ oxalátu v kalcium oxalátových kamenech. Urol Int, 2019 5. prosince: 1–10. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
5. Nilvebrant, N.-O. et al. (2002). Biotechnologie v průmyslu papíru a celulózy. Probíhá biotechnologie. Obnoveno ze sciencedirect.com.
6. Pahira, J.J. a Pevzner, M. (2007). Nefrolitiáza. Vápníkové kameny. In Penn Clinical Manual of Urology. Obnoveno ze sciencedirect.com.
7. Worcester, E. M. (1994). Inhibitory růstu krystalů oxalátu vápenatého v moči. J Am Soc Nephrol 1994 listopad; 5 (5 Suppl 1): S46-53). Obnoveno z jasn.asnjournals.org.
8. Finkielstein, V.A. a Goldfarb, D.S. (2006). Strategie prevence kamenů oxalátu vápenatého. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
9. NÁS. Národní lékařská knihovna. (2019). Šťavelan vápenatý. Obnoveno z pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Peck, A.B. et al. (2015). Mikroorganismy degradující oxalát nebo enzymy degradující oxalát: Jaká je budoucí terapie pro enzymatické rozpouštění urolitů oxalátu vápenatého při recidivující kamenné nemoci? Urolitiáza, 2016 únor; 44 (1): 27-32. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
11. Holames, R.P. et al. (2016). Snížení vylučování šťavelanu močí ke snížení onemocnění kamenů šťavelanu vápenatého. Urolitiáza. 2016 únor; 44 odst. 1; 27-32. Obnoveno z ncbi.nlm.nih.gov.
12. Cezar, T.M. (1998). Oxalát vápenatý: povrchová úprava vápence. Journal of Conservation and Museum Studies 4, s. 6-10. Obnoveno z jcms-journal.com.
13. Wikimedia (2019). Oxalát vápenatý. Obnoveno z en.wikipedia.org.