סידן אוקסלט (CAC2O4): תכונות, מבנה, שימושים, סיכונים - כִּימִיָה - 2025

אוקסלט הוא תרכובת אורגנית המורכבת של פחמן אלמנטים (C), חמצן (O) וסידן (Ca). הנוסחה הכימית שלה היא CaC ₂ O ₄ . בדרך כלל הוא נמצא בשלוש צורותיו הידרליות: מונו, די וטריהרט. כלומר, עם מולקולות מים אחת, שתיים או שלוש בהתאמה במבנה הגבישי שלה.

סידן אוקסלט נמצא במינרלים, צמחים, פטריות ויצורים חיים אחרים כמו יונקים ואפילו בבני אדם כתוצאה מהמטבוליזם של חלבונים מסוימים. ניתן למצוא אותו בשתן של בני אדם וכמה בעלי חיים.

גבישי סידן אוקסלט CaC ₂ O ₄ במדגם שתן שנצפו תחת מיקרוסקופ. J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). מקור: Wikimedia Commons.

ישנם מזונות כמו תרד, ריבס, סויה ושוקולד המכילים הרבה אוקסלטים, וכאשר אנשים רגישים אוכלים אותם, אבני סידן אוקסלט יכולות להיווצר בכליהן.

ניתן להימנע מהופעת אבני CaC ₂ O ₄ בכליות על ידי בליעת נוזלים רבים, במיוחד מים, הימנעות ממזונות עשירים באוקסלטים וצריכת אלו העשירים בסידן ומגנזיום.

סידן אוקסלט מהווה קנה מידה בלתי רצוי בצינורות ובמיכלים בתהליכים כמו ייצור עיסת נייר, וגם במבשלות בירה.

מִבְנֶה

סידן אוקסלט נוצר על ידי יון הסידן Ca ²⁺ והיון האוקסלט C ₂ O ₄ ^2- . אניון האוקסלט מורכב משני אטומי פחמן וארבעה אטומי חמצן. המטענים השליליים של אניון האוקסלט נמצאים על אטומי החמצן.

מבנה כימי של אוקסלט סידן. VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5). מקור: Wikimedia Commons.

מִנוּחַ

• סידן אוקסלט
• מלח סידן חומצה אוקסלית
• מלח סידן חומצה אתנדיואית

נכסים

מצב פיזי

מוצק גבישי חסר צבע, לבן, צהוב או חום שיכול להיות בשלוש צורות מיובשות שונות.

משקל מולקולרי

128.1 גרם / מול

נקודת המסה

סידן אוקסלט מונוהידראט מתפרק בחום של 200 מעלות צלזיוס.

משקל ספציפי

Monohydate CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O = 2.22 גרם / ס"מ ³

דיהידרט CaC ₂ O _{4 •} 2H ₂ O = 1.94 גרם / ס"מ ³

Trihydrate CaC ₂ O _{4 •} 3H ₂ O = 1.87 גרם / ס"מ ³

מְסִיסוּת

כמעט בלתי מסיס במים: 0.00061 גרם / 100 גרם מים בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס. המונוהידראט מתמוסס בחומצה מדוללת.

pH

תמיסות מימיות של סידן אוקסלט הן בסיסיות חלשות.

תכונות כימיות

סידן אוקסלט הוא מלח הסידן של חומצה אוקסלית. זהו תוצר לוואי טבעי של חילוף החומרים, ולכן הוא שופע מאוד בגוף האדם, והוא חלק ממזונות רבים.

חומצה אוקסלית ובסיסה המצומד, אוקסלט, הם תרכובות אורגניות מחמצנות ביותר, עם פעילות צ'לטציה עוצמתית, כלומר הן יכולות בקלות לשלב עם יונים חיוביים עם מטענים של +2 או +3.

בתמיסות מימיות שלהם הם בסיסיים בחולשה בגלל יון אוקסלט נוטה לקחת H ⁺ פרוטונים מן המים, אשר משחרר OH ^- יונים . לאחר נטילת שני פרוטונים H ⁺ , יון האוקסלט הופך לחומצה אוקסלית 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 ^-

נוכחות בטבע

במינרלים

סידן אוקסלט הוא האוקסלט הנפוץ ביותר ומגיע בצורה של המינרלים Whewellite, Weddellite ו- Caoxite.

Whewellite הוא המונוהידראט CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O והוא היציב ביותר מבין צורות של תרכובת זו.

סלע מינרלי Whewellite. רוב לווינסקי, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). מקור: Wikimedia Commons.

Weddellite הוא הדיאטה CaC ₂ O _{4 •} 2H ₂ O והוא פחות יציב מהמונוהידראט.

גבישי מינרלים של Weddelite. ליאון הופפריץ '/ CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0). מקור: Wikimedia Commons.

Caoxite הוא סידן אוקסלט trihydrate CaC ₂ O _{4 •} 3H ₂ O.

בצמחים ובפטריות

סידן אוקסלט נמצא קשור בקרקעות ועלים יבשים, גם עם פטריות פתוגניות, חופשיות, בסימביוזה או קשורות לצמחים. באחרון נוצרים גבישים על ידי משקעים של סידן בצורת האוקסלט שלו.

ליצירת CaC ₂ O _{4 על} ידי פטריות השפעה חשובה על התהליכים הביולוגיים והגיאוכימיים של קרקעות, מכיוון שהיא מהווה שמורת סידן למערכת האקולוגית.

נוכחות בגוף האדם ויונקים

מקורו של אוקסלט בכבד, בתאי דם אדומים או אריתרוציטים ובמידה פחותה בכליה. זה נוצר מטבוליזם של חומצות אמינו (כמו פנילאלנין וטריפטופן) ועל ידי חמצון של דיאלדהיד גליוקסלי.

כמו כן ניתן להמיר ויטמין C לאוקסלט כאשר מבצעים את תפקודו הנוגד חמצון.

סידן אוקסלט נמצא באבנים הנוצרות בכליות של אנשים או בעלי חיים עם מחלת כליות.

מה שמכונה אבני אוקסלט סידן או אבנים נוצרות על ידי התגבשות או צבירה של CaC ₂ O ₄ בשתן המורכב בסידן ואוקסלט. המשמעות היא שהשתן מכיל כל כך הרבה סידן ואוקסלט, עד שלא יתכן שתרכובת זו תימסס, אלא משקעים או יתעצבו בצורה של גבישים.

בבני אדם

היווצרות חצץ או אבנים בכליות היא מחלה הנקראת נפרוליתיאזיס; היא תוקפת כ 10% מהאוכלוסייה וכ 75% מאבנים אלה מורכבות מסידן אוקסלט CaC ₂ O ₄ .

סידן אוקסלט יכול ליצור אבנים בכליות. מחבר: VSRao. מקור: Pixabay.

היווצרותם וגדילתם של גבישים אוקסלטים בסידן בכליה מתרחשים מכיוון שבאנשים מסוימים השתן רב-יתר במלח זה. סידן אוקסלט מתפתח בשתן חומצי ב pH נמוך מ- 6.0.

רוויה רב-על מתרחשת כאשר הפרשת או סילוק של מלח זה (שהוא מסיס מאוד במים) בשתן מתרחש בנפח קטן של מים.

גורמים המשפיעים על הופעת אבנים בכליות

בין הגורמים המעדיפים היווצרות של חצץ סידן אוקסלט הם עודף סידן בשתן או היפר קלציוריה, עודף אוקסלט בשתן או היפר-אקסלוריה, אלמנטים הנגזרים מהתזונה והיעדר מעכבים.

עודף אוקסלט יכול להופיע כאשר אוכלים כמויות גבוהות של תרד, ריבס, סויה, אגוזים ושוקולד, בין שאר המזונות.

שוקולד יכול להוות מקור לסידן אוקסלט ולקדם את הופעתם של אבנים בכליות. מחבר: אלכסנדר שטיין. מקור: Pixabay.

עם זאת, ישנם חומרים המעכבים או מונעים היווצרות אבנים. בין התרכובות המונעות היווצרות אבן ניתן למצוא מולקולות קטנות כמו ציטראט ופירופוספט, ומולקולות גדולות כמו גליקופרוטאינים ופרוטוגליקנים.

דרכים להימנע מהיווצרות אבני סידן אוקסלט

אסטרטגיה טובה למניעת הישנות של אבני חצץ או סידן אוקסלט כוללת הגדלת צריכת הנוזלים שלך, הגדלת צריכת המזונות העשירים בסידן (כגון חלב) והגבלת מלח שולחן (NaCl), חלבון מן החי. ומזונות עשירים באוקסלט.

אצל בעלי חיים

מתחילת שנת 2000 נצפתה עלייה באבני סידן אוקסלט במערכת השתן של חתולים וכלבים. נראה שזה תלוי בסוג הדיאטה שבעלי חיים אלה אוכלים וקשור בחומציות של מחסור בשתן ובמגנזיום.

אבני סידן אוקסלט שנמצאות בשלפוחית ​​השתן של הכלב. ג'ואל מילס / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). מקור: Wikimedia Commons.

תגובת הגוף לעודף אוקסלט

ישנן עדויות לכך שגם בני אדם וגם בעלי חיים מגיבים לעודף אוקסלט על ידי הגדלת מספר החיידקים שיכולים להפר את האוקסלט.

חלק מחיידקים אלו הם פורמלגני Oxalobacter, Bifidobacterium sp. , Porphyromonas gingivalis ו- Bacillus sp. , בין היתר, ונמצאים באופן טבעי במעי.

יישומים

על פי מקורות שהתייעצו בהם, משתמשים בסידן אוקסלט בציפוי קרמיקה.

הוא שימש לציפוי פסלי אבן גיר ואלמנטים אמנותיים אחרים, ונמצא כי הוא משפר את קשיות החומר, מוריד את נקבוביותו, ומגביר את עמידותו בפני חומצות ואבקות.

איטליה ניסתה בציפוי חפצי אבן גיר במוזיאון בסידן אוקסלט כדי לשמרם. מחבר: מקור: מוני קווייל. Pixabay.

בעיות בתהליכים מסוימים

בתעשיית העיסה והנייר, סידן אוקסלט יכול ליצור קנה מידה הגורם לבעיות רבות בתהליך.

כדי למנוע היווצרותה בתעלות או בצינורות של תהליכים תעשייתיים, הוצע השפלה אנזימטית של חומצה אוקסלית, באמצעות אנזימים כמו אוקסלט אוקסידאז.

זה גם נוטה להצטבר כמו אבן במכלים שבהם מייצרת בירה, משם יש להסיר אותה כדי למנוע היווצרות מיקרואורגניזמים שיכולים לתת למשקה טעם לא נעים.

סיכונים

בריכוזים גבוהים אוקסלט יכול לגרום למוות אצל בעלי חיים ומדי פעם בבני אדם, בעיקר בגלל השפעותיו המאכלות.

הצטברות אוקסלט וחומצה מצומדת, חומצה אוקסלית, עלולה לגרום להפרעות כמו תקלה בלב, אבני סידן אוקסלט, אי ספיקת כליות ואף למוות כתוצאה מרעילות.

הפניות

1. Glasauer, SM et al. (2013). מתכות ומתכות, טרנספורמציה על ידי מיקרואורגניזמים. אוקסלטים. במודול הפניה במערכות כדור הארץ ומדעי הסביבה. התאושש מ- sciencedirect.com.
2. באומן, JM וקזלה, ר '(2019). מניעה של סידן נפרוליתיאזיס: השפעת Diuresis על התגבשות סידן אוקסלט בשתן. Adv Prev Med, 2019; 2019: 3234867. התאושש מ- ncbi.nlm.nih.gov.
3. Breshears, MA ו- Confer, AW (2017). מערכת השתן. חישובי סידן אוקסלט. בבסיס פתולוגי למחלות וטרינריות (המהדורה השישית). התאושש מ- sciencedirect.com.
4. הואנג, י. אל. (2019). טיפול Tge באוקסלט בגוף ובמוצא של אוקסלט באבני סידן אוקסלט. אורול אינט, 2019 5 בדצמבר: 1-10. התאושש ב- ncbi.nlm.nih.gov.
5. Nilvebrant, N.-O. ואח '. (2002). ביוטכנולוגיה בענף העיסה והנייר. מתקדמת בביוטכנולוגיה. התאושש מ- sciencedirect.com.
6. Pahira, JJ ו- Pevzner, M. (2007). נפרוליתיאזיס. אבני סידן. במדריך הקליני של פן לאורולוגיה. התאושש מ- sciencedirect.com.
7. Worcester, EM (1994). מעכבי צמיחת גביש סידן אוקסלט. J Am Soc Nephrol 1994 נובמבר; 5 (5 תוספת 1): S46-53). התאושש מ- jasn.asnjournals.org.
8. פינקילשטיין, ו.ג. וגולדפרב, ד.ס. (2006). אסטרטגיות למניעת אבני אוקסלט סידן. התאושש ב- ncbi.nlm.nih.gov.
9. הספרייה הלאומית לרפואה בארה"ב. (2019). סידן אוקסלט. התאושש מ- pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. פק, AB ואח '. (2015). מיקרואורגניזמים משפילי אוקסלט או אנזימים משפילי אוקסלט: האם הטיפול העתידי בפירוק אנזימטי של אורוליטים סידן אוקסלט במחלת אבן חוזרת? Urolithiasis, 2016 Feb; 44 (1): 27-32. התאושש ב- ncbi.nlm.nih.gov.
11. Holames, RP ואח '. (2016). הורדת הפרשת אוקסלט בשתן להפחתת מחלת אבן אוקסלט סידן. אורוליתיאזיס. 2016 פברואר; 44 (1); 27-32. התאושש ב- ncbi.nlm.nih.gov.
12. Cezar, TM (1998). סידן אוקסלט: טיפול פנים בפני אבן גיר. כתב העת לחקר השימור והמוזיאונים 4, עמ '6-10. התאושש מ- jcms-journal.com.
13. ויקימדיה (2019). סידן אוקסלט. התאושש מ- en.wikipedia.org.