แคลเซียมออกซาเลต (CAC2O4): คุณสมบัติโครงสร้างการใช้ความเสี่ยง - เคมี - 2026

แคลเซียมออกซาเลตเป็นสารอินทรีย์ที่ประกอบด้วยองค์ประกอบคาร์บอน (C), ออกซิเจน (O) และแคลเซียม (Ca) สูตรทางเคมีของมันคือ CAC ₂ O 4 โดยทั่วไปมักพบในรูปแบบไฮเดรตสามรูปแบบ: โมโน - ได - และไตรไฮเดรต นั่นคือมีโมเลกุลของน้ำหนึ่งสองหรือสามโมเลกุลตามลำดับในโครงสร้างผลึก

แคลเซียมออกซาเลตพบได้ในแร่ธาตุพืชเชื้อราและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ เช่นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและแม้กระทั่งในมนุษย์อันเป็นผลมาจากการเผาผลาญโปรตีนบางชนิด สามารถพบได้ในปัสสาวะของคนและสัตว์บางชนิด

ผลึกของแคลเซียมออกซาเลต CaC ₂ O ₄ในตัวอย่างปัสสาวะที่สังเกตได้ด้วยกล้องจุลทรรศน์ J3D3 / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) ที่มา: Wikimedia Commons

อาหารบางชนิดเช่นผักโขมรูบาร์บถั่วเหลืองและช็อคโกแลตมีสารออกซาเลตจำนวนมากและเมื่อคนแพ้ง่ายกินนิ่วแคลเซียมออกซาเลตสามารถก่อตัวในไตได้

คุณสามารถหลีกเลี่ยงการปรากฏตัวของนิ่ว CaC ₂ O ₄ในไตได้โดยการกินของเหลวจำนวนมากโดยเฉพาะน้ำหลีกเลี่ยงอาหารที่มีออกซาเลตสูงและบริโภคอาหารที่มีแคลเซียมและแมกนีเซียมสูง

แคลเซียมออกซาเลตก่อตัวเป็นสเกลที่ไม่พึงปรารถนาในท่อและถังในกระบวนการต่างๆเช่นการผลิตเยื่อและกระดาษและในโรงเบียร์

โครงสร้าง

แคลเซียมออกซาเลตจะเกิดขึ้นโดยแคลเซียมไอออน Ca ²⁺และออกซาเลตไอออน C ₂ O ₄ 2- แอนไอออนของออกซาเลตประกอบด้วยคาร์บอนสองอะตอมและออกซิเจนสี่อะตอม ประจุลบของแอนไอออนออกซาเลตพบในอะตอมของออกซิเจน

โครงสร้างทางเคมีของแคลเซียมออกซาเลต VSimonian / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.5) ที่มา: Wikimedia Commons

ศัพท์เฉพาะ

• แคลเซียมออกซาเลต
• เกลือแคลเซียมของกรดออกซาลิก
• เกลือแคลเซียมของกรด Ethanedioic

คุณสมบัติ

สภาพร่างกาย

ของแข็งผลึกไม่มีสีขาวเหลืองหรือน้ำตาลซึ่งสามารถอยู่ในรูปแบบไฮเดรตที่แตกต่างกันสามรูปแบบ

น้ำหนักโมเลกุล

128.1 ก. / โมล

จุดหลอมเหลว

แคลเซียมออกซาเลตโมโนไฮเดรตสลายตัวที่ 200 ° C

น้ำหนักที่เฉพาะเจาะจง

โมโนไฮเดรต CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O = 2.22 g / cm ³

ไดไฮเดรต CaC ₂ O _{4 •} 2H ₂ O = 1.94 g / cm ³

ไตรไฮเดรต CaC ₂ O _{4 •} 3H ₂ O = 1.87 g / cm ³

การละลาย

เกือบไม่ละลายในน้ำ: 0.00061 g / 100 g ของน้ำที่ 20 ° C โมโนไฮเดรตละลายในกรดเจือจาง

พีเอช

สารละลายแคลเซียมออกซาเลตที่เป็นน้ำเป็นพื้นฐานที่อ่อนแอ

คุณสมบัติทางเคมี

แคลเซียมออกซาเลตเป็นเกลือแคลเซียมของกรดออกซาลิก นี่เป็นผลพลอยได้จากการเผาผลาญตามธรรมชาติดังนั้นจึงมีมากในร่างกายมนุษย์และเป็นส่วนหนึ่งของอาหารหลายชนิด

กรดออกซาลิกและเบสคอนจูเกตออกซาเลตเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ถูกออกซิไดซ์สูงโดยมีฤทธิ์เป็นคีเลตที่ทรงพลังกล่าวคือสามารถรวมกับไอออนบวกที่มีประจุ +2 หรือ +3 ได้อย่างง่ายดาย

สารละลายของพวกเขามีพื้นฐานนิดหน่อยเพราะไอออนออกซาเลตมีแนวโน้มที่จะใช้ H ⁺โปรตอนจากน้ำซึ่งเผยแพร่ OH ^-ไอออน หลังจากรับโปรตอน H ⁺สองตัวไอออนออกซาเลตจะกลายเป็นกรดออกซาลิก 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 ^-

มีอยู่ในธรรมชาติ

ในแร่ธาตุ

แคลเซียมออกซาเลตเป็นออกซาเลตที่พบมากที่สุดและอยู่ในรูปของแร่ธาตุเวสเทลไลต์เวดเดเทลและคาโอไซท์

Whewellite เป็นโมโนไฮเดรต CaC ₂ O _{4 •} H ₂ O และมีเสถียรภาพมากที่สุดในรูปแบบของสารประกอบนี้

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

Weddellite คือไดไฮเดรต CaC ₂ O _{4 •} 2H ₂ O และมีความเสถียรน้อยกว่าโมโนไฮเดรต

ผลึกแร่ Weddelite Leon Hupperichs / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) ที่มา: Wikimedia Commons

Caoxite คือแคลเซียมออกซาเลตไตรไฮเดรต CaC ₂ O _{4 •} 3H ₂ O.

ในพืชและเชื้อรา

แคลเซียมออกซาเลตพบได้ในดินและใบไม้แห้งรวมถึงเชื้อราที่ทำให้เกิดโรคได้ฟรีใน symbiosis หรือเกี่ยวข้องกับพืช ในช่วงหลังผลึกเกิดจากการตกตะกอนของแคลเซียมในรูปของออกซาเลต

การก่อตัวของ CaC ₂ O ₄โดยเชื้อรามีอิทธิพลสำคัญต่อกระบวนการทางชีววิทยาและธรณีเคมีของดินเนื่องจากเป็นแหล่งแคลเซียมสำรองสำหรับระบบนิเวศ

มีอยู่ในร่างกายมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ออกซาเลตมีต้นกำเนิดในตับในเม็ดเลือดแดงหรือเม็ดเลือดแดงและในไตน้อยกว่า เกิดขึ้นจากเมแทบอลิซึมของกรดอะมิโน (เช่นฟีนิลอะลานีนและทริปโตเฟน) และโดยการออกซิเดชั่นของไกลออกซาลไดไฮด์

นอกจากนี้วิตามินซียังสามารถเปลี่ยนเป็นออกซาเลตได้เมื่อทำหน้าที่ต้านอนุมูลอิสระ

แคลเซียมออกซาเลตพบในนิ่วที่ก่อตัวในไตของคนหรือสัตว์ที่เป็นโรคไต

หินหรือหินแคลเซียมออกซาเลตที่เรียกว่าเกิดจากการตกผลึกหรือการรวมตัวของ CaC ₂ O ₄ในปัสสาวะโดยแทนที่ด้วยแคลเซียมและออกซาเลต ซึ่งหมายความว่าในปัสสาวะมีแคลเซียมและออกซาเลตมากจนเป็นไปไม่ได้ที่สารประกอบนี้จะยังคงละลายอยู่ แต่จะตกตะกอนหรือกลายเป็นของแข็งในรูปของผลึก

ในมนุษย์

การก่อตัวของกรวดหรือนิ่วในไตเป็นโรคที่เรียกว่า nephrolithiasis มันโจมตีประมาณ 10% ของประชากรประมาณ 75% ของหินเหล่านี้จะประกอบด้วยแคลเซียมออกซาเลต CAC ₂ O 4

แคลเซียมออกซาเลตสามารถสร้างนิ่วในไตได้ ผู้แต่ง: VSRao. ที่มา: Pixabay

การสร้างและการเติบโตของผลึกแคลเซียมออกซาเลตในไตเกิดขึ้นเนื่องจากในบางคนปัสสาวะมีเกลืออิ่มตัวมากเกินไป แคลเซียมออกซาเลตพัฒนาในปัสสาวะที่เป็นกรดที่ pH น้อยกว่า 6.0

Supersaturation เกิดขึ้นเมื่อการขับออกหรือกำจัดเกลือนี้ (ซึ่งละลายน้ำได้ไม่ดีมาก) ในปัสสาวะเกิดขึ้นในน้ำปริมาณเล็กน้อย

ปัจจัยที่มีผลต่อลักษณะของนิ่วในไต

ปัจจัยที่สนับสนุนการก่อตัวของแคลเซียมออกซาเลต ได้แก่ แคลเซียมส่วนเกินในปัสสาวะหรือภาวะน้ำตาลในเลือดสูงออกซาเลตส่วนเกินในปัสสาวะหรือภาวะไขมันในเลือดสูงองค์ประกอบที่ได้จากอาหารและการไม่มีสารยับยั้ง

ออกซาเลตมากเกินไปอาจเกิดขึ้นได้เมื่อรับประทานผักโขมรูบาร์บถั่วเหลืองถั่วและช็อกโกแลตในปริมาณสูงรวมถึงอาหารอื่น ๆ

ช็อกโกแลตสามารถเป็นแหล่งของแคลเซียมออกซาเลตและส่งเสริมการปรากฏตัวของนิ่วในไต ผู้แต่ง: Alexander Stein ที่มา: Pixabay

อย่างไรก็ตามมีสารที่ยับยั้งหรือป้องกันการก่อตัวของหินเกิดขึ้น ในบรรดาสารประกอบที่ป้องกันการก่อตัวของหิน ได้แก่ โมเลกุลขนาดเล็กเช่นซิเตรตและไพโรฟอสเฟตและโมเลกุลขนาดใหญ่เช่นไกลโคโปรตีนและโปรตีโอไกลแคน

วิธีหลีกเลี่ยงการก่อตัวของหินแคลเซียมออกซาเลต

กลยุทธ์ที่ดีในการป้องกันการกลับเป็นซ้ำของหินกรวดหรือแคลเซียมออกซาเลต ได้แก่ การเพิ่มปริมาณของเหลวเพิ่มการรับประทานอาหารที่อุดมด้วยแคลเซียม (เช่นนม) และการ จำกัด เกลือแกง (NaCl) โปรตีนจากสัตว์ และอาหารที่อุดมไปด้วยออกซาเลต

ในสัตว์

ตั้งแต่ต้นปี พ.ศ. 2543 พบว่ามีนิ่วแคลเซียมออกซาเลตเพิ่มขึ้นในระบบทางเดินปัสสาวะของแมวและสุนัข ดูเหมือนว่าสิ่งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของอาหารที่สัตว์เหล่านี้กินและเกี่ยวข้องกับความเป็นกรดของปัสสาวะและการขาดแมกนีเซียม (Mg)

นิ่วแคลเซียมออกซาเลตที่พบในกระเพาะปัสสาวะของสุนัข Joel Mills / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) ที่มา: Wikimedia Commons

การตอบสนองของร่างกายต่อออกซาเลตส่วนเกิน

มีหลักฐานว่าทั้งมนุษย์และสัตว์ตอบสนองต่อออกซาเลตมากเกินไปโดยการเพิ่มจำนวนของแบคทีเรียที่สามารถย่อยสลายออกซาเลต

แบคทีเรียเหล่านี้บางชนิด ได้แก่ Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp , Porphyromonas gingivalis และ Bacillus sp. และอื่น ๆ และมีอยู่ตามธรรมชาติในลำไส้

การประยุกต์ใช้งาน

ตามแหล่งที่ปรึกษาแคลเซียมออกซาเลตใช้ในการเคลือบเซรามิกส์

ถูกใช้เพื่อเคลือบประติมากรรมหินปูนและองค์ประกอบทางศิลปะอื่น ๆ และพบว่าสามารถปรับปรุงความแข็งของวัสดุลดความพรุนและเพิ่มความต้านทานต่อกรดและด่าง

อิตาลีได้ทดลองเคลือบวัตถุหินปูนในพิพิธภัณฑ์ด้วยแคลเซียมออกซาเลตเพื่อเก็บรักษาไว้ ผู้แต่ง: ที่มา: Moni Quayle Pixabay

ปัญหาในบางกระบวนการ

ในอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษแคลเซียมออกซาเลตสามารถสร้างขนาดซึ่งทำให้เกิดปัญหามากมายในกระบวนการ

เพื่อป้องกันการก่อตัวในท่อหรือท่อของกระบวนการทางอุตสาหกรรมได้มีการเสนอการย่อยสลายของกรดออกซาลิกด้วยเอนไซม์โดยใช้เอนไซม์เช่นออกซาเลตออกซิเดส

นอกจากนี้ยังมีแนวโน้มที่จะสะสมเหมือนหินในภาชนะที่ทำเบียร์ซึ่งจะต้องถูกกำจัดเพื่อหลีกเลี่ยงการก่อตัวของจุลินทรีย์ที่สามารถให้รสชาติที่ไม่พึงประสงค์แก่เครื่องดื่ม

ความเสี่ยง

ออกซาเลตที่มีความเข้มข้นสูงอาจทำให้สัตว์เสียชีวิตและบางครั้งในคนส่วนใหญ่เกิดจากฤทธิ์กัดกร่อนของมัน

การสะสมของออกซาเลตและกรดคอนจูเกตกรดออกซาลิกอาจทำให้เกิดความผิดปกติเช่นความผิดปกติของหัวใจนิ่วแคลเซียมออกซาเลตไตวายและถึงขั้นเสียชีวิตจากความเป็นพิษ

อ้างอิง

1. Glasauer, SM และคณะ (2013) โลหะและโลหะผสมการเปลี่ยนแปลงโดยจุลินทรีย์ ออกซาเลต. ในโมดูลอ้างอิงในระบบโลกและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม กู้คืนจาก sciencedirect.com.
2. Baumann, JM และ Casella, R. (2019). การป้องกันโรคไตแคลเซียม: อิทธิพลของ Diuresis ต่อการตกผลึกของแคลเซียมออกซาเลตในปัสสาวะ Adv Prev Med, 2019; 2019: 3234867 กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
3. Breshears, MA และ Confer, AW (2017) ระบบทางเดินปัสสาวะ แคลเซียมออกซาเลตแคลเซียม ใน Pathologic Basis of Veterinary Disease (Sixth Edition). กู้คืนจาก sciencedirect.com.
4. Huang, Y. er al. (2019) Tge การจัดการออกซาเลตในร่างกาย tge และ tge ต้นกำเนิดของออกซาเลตในหินแคลเซียมออกซาเลต Urol Int, 2019 ธ.ค. 5: 1-10. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
5. นิลเวบรันต์ น.อ. - อ. และคณะ (2002) เทคโนโลยีชีวภาพในอุตสาหกรรมเยื่อและกระดาษ กำลังดำเนินการด้านเทคโนโลยีชีวภาพ กู้คืนจาก sciencedirect.com.
6. Pahira, JJ และ Pevzner, M. (2007). โรคไต. หินแคลเซียม ใน Penn Clinical Manual of Urology. กู้คืนจาก sciencedirect.com.
7. Worcester, EM (1994). สารยับยั้งการเจริญเติบโตของแคลเซียมออกซาเลตในปัสสาวะ J Am Soc Nephrol 1994 พ.ย. ; 5 (5 Suppl 1): S46-53) กู้คืนจาก jasn.asnjournals.org.
8. Finkielstein, VA และ Goldfarb, DS (2006) กลยุทธ์ในการป้องกันนิ่วแคลเซียมออกซาเลต. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
9. หอสมุดแพทยศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา (2019) แคลเซียมออกซาเลต กู้คืนจาก pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
10. Peck, AB และคณะ (2015) จุลินทรีย์ย่อยสลายออกซาเลตหรือเอนไซม์ย่อยสลายออกซาเลต: ซึ่งเป็นวิธีการบำบัดในอนาคตสำหรับการสลายตัวของเอนไซม์แคลเซียม - ออกซาเลต uroliths ในโรคหินที่เกิดขึ้นอีกหรือไม่? Urolithiasis, 2559 ก.พ. ; 44 (1): 27-32. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
11. Holames, RP และคณะ (2016) ลดการขับออกซาเลตในปัสสาวะเพื่อลดโรคนิ่วแคลเซียมออกซาเลต Urolithiasis 2016 กุมภาพันธ์; 44 (1); 27-32. กู้คืนจาก ncbi.nlm.nih.gov
12. เซซาร์, TM (1998). แคลเซียมออกซาเลต: การรักษาพื้นผิวสำหรับหินปูน วารสารการอนุรักษ์และการศึกษาพิพิธภัณฑ์ 4, หน้า 6-10. กู้คืนจาก jcms-journal.com.
13. วิกิมีเดีย (2019). แคลเซียมออกซาเลต. สืบค้นจาก en.wikipedia.org.