- estructura
- Nomenclatura
- propietats
- estat físic
- pes molecular
- Punt de fusió
- pes específic
- solubilitat
- pH
- propietats químiques
- Presència a la natura
- en minerals
- En plantes i fongs
- Presència en el cos humà i en mamífers
- en humans
- Factors que incideixen en l'aparició de càlculs en els ronyons
- Formes d'evitar la formació de pedres d'oxalat de calci
- en animals
- Resposta de l'organisme a l'excés d'oxalat
- usos
- Problemes en alguns processos
- Riscos
- referències
El oxalat de calci és un compost orgànic format pels elements carboni (C), oxigen (O) i calci (Ca). La seva fórmula química és CaC 2 O 4. Es troba generalment en les seves tres formes hidratades: mono-, di- i trihidrat. És a dir, amb una, dues o tres molècules d'aigua respectivament en la seva estructura cristal·lina.
El oxalat de calci es troba en minerals, plantes, fongs i altres éssers vius com mamífers i fins i tot en els éssers humans com a conseqüència de l'metabolisme d'algunes proteïnes. Es pot trobar en l'orina d'humans i d'alguns animals.
Cristalls d'oxalat de calci CaC 2 O 4 en una mostra d'orina observada amb un microscopi. J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Font: Wikimedia Commons.
Alguns aliments com els espinacs, els ruibarbos, la soja i la xocolata contenen molts oxalats i quan les persones sensibles els ingereixen es poden formar pedres d'oxalat de calci en els seus ronyons.
Es pot evitar l'aparició de pedres de CaC 2 O 4 en els ronyons si s'ingereixen molts líquids, especialment aigua, evitant aliments amb alt contingut d'oxalats i consumint aquells rics en calci i magnesi.
El oxalat de calci forma incrustacions indesitjables en canonades i tancs de processos com els de fabricació de polpa i paper, i també en les fàbriques de cervesa.
estructura
El oxalat de calci està format per l'ió calci Ca 2+ i el ió oxalat C 2 O 4 2-. L'anió oxalat està format per dos àtoms de carboni i quatre àtoms d'oxigen. Les càrregues negatives de l'anió oxalat es troben en els àtoms d'oxigen.
Estructura química de l'oxalat de calci. VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5). Font: Wikimedia Commons.
Nomenclatura
- Oxalat de calci
- Sal de calci de l'àcid oxàlic
- Sal de calci de l'àcid etanodioico
propietats
estat físic
Sòlid cristal·lí incolor, blanc, groc o marró que pot estar en tres formes hidratades diferents.
pes molecular
128,1 g / mol
Punt de fusió
El monohidrat de l'oxalat de calci es descompon a 200 ° C.
pes específic
Monohidrat CaC 2 O 4 • H 2 O = 2,22 g / cm 3
Dihidrat 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
solubilitat
Gairebé insoluble en aigua: 0,00061 g / 100 g d'aigua a 20 ° C. El monohidrat es dissol en àcid diluït.
pH
Les solucions aquoses d'oxalat de calci són feblement bàsiques.
propietats químiques
El oxalat de calci és la sal càlcica de l'àcid oxàlic. Aquest és un producte secundari natural de l'metabolisme, per la qual cosa és molt abundant en el cos humà, i forma part de molts aliments.
L'àcid oxàlic i la seva base conjugada, l'oxalat, són compostos orgànics molt oxidats, amb una poderosa activitat quelant, és a dir, que poden combinar-se fàcilment amb ions positius amb càrregues de +2 o +3.
Les seves solucions aquoses són dèbilment bàsiques pel fet que el ió oxalat tendeix a prendre protons H + de l'aigua, la qual cosa allibera ions OH -. Després de prendre dos protons H + l'ió oxalat es converteix en àcid oxàlic 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 -
Presència a la natura
en minerals
El oxalat de calci és l'oxalat més comú i es presenta en forma dels minerals anomenats whewellita, weddellita i caoxita.
La whewellita és el monohidrat CaC 2 O 4 • H 2 O i és el més estable de les formes d'aquest compost.
Roca de mineral whewellita. Rob Lavinsky, iRocks.com - CC-BY-SA-3.0 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0). Font: Wikimedia Commons.
La weddellita és el dihidrat CaC 2 O 4 • 2H 2 O i és menys estable que el monohidrat.
Cristalls de mineral Weddelita. Leon Hupperichs / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0). Font: Wikimedia Commons.
La caoxita és l'oxalat de calci trihidratado CaC 2 O 4 • 3H 2 O.
En plantes i fongs
El oxalat de calci es troba associat amb sòls i fulles seques, també amb fongs patògens, lliures, en simbiosi o associats amb plantes. En aquests últims es formen cristalls per la precipitació de l'calci en forma del seu oxalat.
La formació de CaC 2 O 4 pels fongs té influència important en els processos biològics i geoquímics dels sòls, ja que constitueix una reserva de calci per a l'ecosistema.
Presència en el cos humà i en mamífers
El oxalat s'origina al fetge, en els glòbuls vermells o eritròcits i en menor quantitat en el ronyó. Es forma a partir d'el metabolisme dels aminoàcids (com la fenilalanina i el triptòfan) i per oxidació de l'dialdehído glioxal,.
També la vitamina C pot convertir-se en oxalat a l'realitzar la seva funció antioxidant.
El oxalat de calci es troba en les pedres que es formen en els ronyons de persones o animals amb malaltia renal.
Els anomenats càlculs o pedres d'oxalat de calci es formen per la cristal·lització o agregació de l'CaC 2 O 4 en orina sobresaturada amb calci i oxalat. Això vol dir que l'orina conté tant calci i oxalat que no és possible que aquest compost romangui dissolt, sinó que precipita o passa a l'estat sòlid en forma de cristalls.
en humans
La formació de sorra o pedres als ronyons és una malaltia que s'anomena nefrolitiasis; ataca aproximadament el 10% de la població i prop de l'75% d'aquestes pedres està compost d'oxalat de calci CaC 2 O 4.
El oxalat de calci pot formar pedres als ronyons. Autor: VSRao. Font: Pixabay.
La formació i creixement dels cristalls d'oxalat de calci en el ronyó ocorren a causa de que en algunes persones l'orina està sobresaturada d'aquesta sal. El oxalat de calci es desenvolupa en orina àcida en pH menor que 6,0.
La sobresaturació es presenta quan l'excreció o eliminació d'aquesta sal (que és molt poc soluble en aigua) per l'orina passa en un petit volum d'aigua.
Factors que incideixen en l'aparició de càlculs en els ronyons
Entre els factors que afavoreixen la formació de sorra d'oxalat de calci es troben l'excés de calci en l'orina o hipercalciúria, l'excés d'oxalat en l'orina o hiperoxalúria, elements derivats de l'alimentació i l'absència d'inhibidors.
L'excés d'oxalat pot presentar-se quan s'ingereixen altes quantitats d'espinacs, ruibarbre, soja, nous i xocolata, entre d'altres aliments.
La xocolata pot ser font d'oxalat de calci i afavorir l'aparició de pedres en els ronyons. Autor: Alexander Stein. Font: Pixabay.
No obstant això, hi ha substàncies que inhibeixen o eviten que passi la formació de pedres. Entre els compostos que eviten la formació de càlculs estan petites molècules com el citrat i el pirofosfat, i grans molècules com les glicoproteïnes i els proteoglicans.
Formes d'evitar la formació de pedres d'oxalat de calci
Una bona estratègia per prevenir la recurrència de sorra o càlculs d'oxalat de calci inclou l'augment en la ingestió de líquids, augment en la ingestió d'aliments rics en calci (com els lactis) i restringir la sal de taula (NaCl), proteïna animal i menjars rics en oxalat.
en animals
Des de principis de l'any 2000 s'ha observat augment de les pedres d'oxalat de calci en el sistema urinari de gats i gossos. Sembla ser que això depèn de el tipus d'alimentació que ingereixen aquests animals i té a veure amb l'acidesa de l'orina i la deficiència de magnesi (Mg).
Pedres d'oxalat de calci trobades a la bufeta urinària d'un gos. Joel Mills / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/). Font: Wikimedia Commons.
Resposta de l'organisme a l'excés d'oxalat
Existeix evidència que tant els humans com els animals responen a l'excés d'oxalat mitjançant l'augment en el nombre de bacteris que poden degradar l'oxalat.
Algunes d'aquests bacteris són Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp., Porphyromonas gingivalis i Bacillus sp., Entre d'altres, i estan presents de forma natural a l'intestí.
usos
Segons fonts consultades el oxalat de calci s'empra en el recobriment de ceràmiques.
S'ha utilitzat per recobrir escultures i altres elements artístics de pedra calcària, i s'ha trobat que millora la duresa de l'material, disminueix la seva porositat i augmenta la seva resistència a àcids i àlcalis.
A Itàlia s'ha experimentat en recobrir objectes pedra calcària de museus amb oxalat de calci per preservar-les. Autor: Font: Moni Quayle. Pixabay.
Problemes en alguns processos
En la indústria de polpa i paper l'oxalat de calci pot formar incrustacions que causen molts problemes en el procés.
Per evitar la seva formació en els conductes o canonades de processos industrials s'ha proposat la degradació enzimàtica de l'àcid oxàlic, mitjançant enzims com la oxalat oxidasa.
També tendeix a acumular-com pedra en els recipients on es fabrica cervesa, d'on ha de ser eliminat per evitar la formació de microorganismes que poden donar un gust desagradable a la beguda.
Riscos
En altes concentracions l'oxalat pot causar la mort en animals i ocasionalment en humans degut principalment als seus efectes corrosius.
L'acumulació d'oxalat i el seu àcid conjugat, l'àcid oxàlic, pot causar desordres com a mal funcionament de cor, pedres d'oxalat de calci, falla renal i fins i tot mort per toxicitat.
referències
- Glasauer, SM et al. (2013). Metals and Metalloids, Transformation by Microorganisms. Oxalates. In Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences. Recuperat de sciencedirect.com.
- Baumann, JM and Casella, R. (2019). Prevention of Calcium Nephrolithiasis: The Influence of Diüresi on Calcium Oxalate Crystallization in Urine. Adv Anterior Med, 2019; 2019: 3234867. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.
- Breshears, MA and Confer, AW (2017). The Urinary System. Calcium Oxalate calculi. In Pathologic Basis of Veterinary Disease (Sixth Edition). Recuperat de sciencedirect.com.
- Huang, Y. er al. (2019). TGE Handling of Oxalate in TGE Body and TGE Origin of Oxalate in Calcium Oxalate Stones. Urol Int, 2019 Dec 5: 1-10. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.
- Nilvebrant, N.-O. et al. (2002). Biotechnology in the Pulp and Paper Industry. In Progress in Biotechnology. Recuperat de sciencedirect.com.
- Pahira, JJ and Pevzner, M. (2007). Nephrolithiasis. Calcium Stones. In Penn Clinical Manual of Urology. Recuperat de sciencedirect.com.
- Worcester, EM (1994). Urinary Calcium Oxalate Crystal Growth inhibitors. J Am Soc Nephrol 1994 novembre; 5 (5 Suppl 1): S46-53). Recuperat de jasn.asnjournals.org.
- Finkielstein, VA and Goldfarb, DS (2006). Strategies for preventing calcium oxalate stones. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.
- US National Library of Medicine. (2019). Calcium oxalate. Recuperat de pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
- Peck, AB et al. (2015). Oxalate-degrading Microorganisms or oxalate-degrading enzymes: wich is the future therapy for Enzymatic Dissolution of calcium-oxalate uroliths in recurrent stone disease? Urolithiasis, 2016 febrer; 44 (1): 27-32. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.
- Holames, RP et al. (2016). Lowering Urinary oxalate excretion to decrease calcium oxalate stone disease. Urolithiasis. 2016 February; 44 (1); 27-32. Recuperat de ncbi.nlm.nih.gov.
- Cezar, TM (1998). Calcium Oxalate: A Surface Treatment for Limestone. Journal of Conservation and Museum Studies 4, pp.6-10. Recuperat de jcms-journal.com.
- Wikimedia (2019). Calcium Oxalate. Recuperat de en.wikipedia.org.