Oxalato de cálcio (CaC2O4): propriedades, estrutura, usos, riscos - Ciência - 2023

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o oxalato de cálcio É um composto orgânico formado pelos elementos carbono (C), oxigênio (O) e cálcio (Ca). Sua fórmula química é CaC₂OU₄. É geralmente encontrado em suas três formas hidratadas: mono-, di- e tri-hidratado. Ou seja, com uma, duas ou três moléculas de água respectivamente em sua estrutura cristalina.

O oxalato de cálcio é encontrado em minerais, plantas, fungos e outros seres vivos como mamíferos e até mesmo em humanos como consequência do metabolismo de algumas proteínas. Ele pode ser encontrado na urina de humanos e alguns animais.

Alguns alimentos como espinafre, ruibarbo, soja e chocolate contêm muitos oxalatos e, quando pessoas sensíveis os comem, podem se formar pedras de oxalato de cálcio nos rins.

Pedras CaC podem ser evitadas₂OU₄ nos rins se ingerir muitos líquidos, principalmente água, evitando alimentos ricos em oxalatos e consumindo os ricos em cálcio e magnésio.

O oxalato de cálcio forma incrustações indesejáveis em tubos e tanques em processos como a fabricação de celulose e papel, e também em cervejarias.

Estrutura

O oxalato de cálcio é formado pelo íon cálcio Ca²⁺ e o íon oxalato C₂OU₄^2-. O ânion oxalato é composto de dois átomos de carbono e quatro átomos de oxigênio. As cargas negativas do ânion oxalato são encontradas nos átomos de oxigênio.

Nomenclatura

Oxalato de cálcio
Sal de cálcio de ácido oxálico
Sal de cálcio do ácido etanodioico

Propriedades

Estado físico

Sólido cristalino incolor, branco, amarelo ou marrom que pode estar em três diferentes formas hidratadas.

Peso molecular

128,1 g / mol

Ponto de fusão

Monohidrato de oxalato de cálcio decompõe-se a 200 ° C.

Peso específico

Monohidrato CaC₂OU_4•H₂O = 2,22 g / cm³

Diidrato CaC₂OU_4•2h₂O = 1,94 g / cm³

Triidrato CaC₂OU_4•3H₂O = 1,87 g / cm³

Solubilidade

Quase insolúvel em água: 0,00061 g / 100 g de água a 20 ° C. O monohidrato se dissolve em ácido diluído.

pH

As soluções aquosas de oxalato de cálcio são fracamente básicas.

Propriedades quimicas

O oxalato de cálcio é o sal de cálcio do ácido oxálico. Este é um subproduto natural do metabolismo, por isso é muito abundante no corpo humano e faz parte de muitos alimentos.

O ácido oxálico e sua base conjugada, o oxalato, são compostos orgânicos altamente oxidados, com poderosa atividade quelante, ou seja, podem se combinar facilmente com íons positivos com cargas de +2 ou +3.

Suas soluções aquosas são fracamente básicas porque o íon oxalato tende a absorver prótons H⁺ da água, que libera íons OH^–. Depois de tirar dois prótons H⁺ o íon oxalato torna-se ácido oxálico H₂C₂OU₄:

C₂OU₄^2- + H₂O → HC₂OU₄^– + OH^–

HC₂OU₄^– + H₂O → H₂C₂OU₄ + OH^–

Presença na natureza

Em minerais

O oxalato de cálcio é o oxalato mais comum e vem na forma dos minerais whewelita, weddelita e caoxita.

Whewellite é o monohidrato CaC₂OU_4•H₂Ou e é a mais estável das formas desse composto.

Weddelita é o dihidrato CaC₂OU_4•2h₂O e é menos estável do que monohidrato.

Caoxita é oxalato de cálcio tri-hidratado CaC₂OU_4•3H₂OU.

Em plantas e fungos

O oxalato de cálcio é encontrado associado a solos e folhas secas, também a fungos patogênicos, livre, em simbiose ou associado a plantas. Neste último, os cristais são formados pela precipitação do cálcio na forma de seu oxalato.

Formação CaC₂OU₄ pelos fungos tem importante influência nos processos biológicos e geoquímicos dos solos, pois constitui uma reserva de cálcio para o ecossistema.

Presença no corpo humano e mamíferos

O oxalato se origina no fígado, nas células vermelhas do sangue ou eritrócitos e, em menor extensão, nos rins. É formado a partir do metabolismo de aminoácidos (como fenilalanina e triptofano) e pela oxidação do dialdeído glioxal.

Além disso, a vitamina C pode ser convertida em oxalato, desempenhando sua função antioxidante.

O oxalato de cálcio é encontrado em pedras que se formam nos rins de pessoas ou animais com doença renal.

Cálculos ou cálculos de oxalato de cálcio são formados pela cristalização ou agregação de CaC₂OU₄ na urina supersaturada com cálcio e oxalato. Isso significa que a urina contém tanto cálcio e oxalato que não é possível que esse composto permaneça dissolvido, mas antes se precipite ou se torne sólido na forma de cristais.

Em humanos

A formação de grãos ou pedras nos rins é uma doença chamada nefrolitíase; ataca aproximadamente 10% da população e cerca de 75% dessas pedras são compostas de oxalato de cálcio CaC₂OU₄.

A formação e o crescimento de cristais de oxalato de cálcio nos rins ocorrem porque em algumas pessoas a urina está supersaturada com este sal. O oxalato de cálcio se desenvolve na urina ácida em pH inferior a 6,0.

A supersaturação ocorre quando a excreção ou eliminação deste sal (que é muito pouco solúvel em água) na urina ocorre em um pequeno volume de água.

Fatores que afetam o aparecimento de pedras nos rins

Entre os fatores que favorecem a formação de grãos de oxalato de cálcio estão o excesso de cálcio na urina ou hipercalciúria, o excesso de oxalato na urina ou hiperoxalúria, elementos derivados da dieta e a ausência de inibidores.

O excesso de oxalato pode ocorrer quando grandes quantidades de espinafre, ruibarbo, soja, nozes e chocolate são ingeridas, entre outros alimentos.

No entanto, existem substâncias que inibem ou impedem a ocorrência de formação de cálculos. Entre os compostos que impedem a formação de cálculos estão pequenas moléculas, como citrato e pirofosfato, e grandes moléculas, como glicoproteínas e proteoglicanos.

Maneiras de evitar a formação de cálculos de oxalato de cálcio

Uma boa estratégia para prevenir a recorrência de pedras de areia ou oxalato de cálcio inclui aumentar a ingestão de líquidos, aumentar a ingestão de alimentos ricos em cálcio (como laticínios) e restringir o sal de cozinha (NaCl) e a proteína animal e alimentos ricos em oxalato.

Em animais

Desde o início de 2000, um aumento nas pedras de oxalato de cálcio foi observado no sistema urinário de cães e gatos. Parece que isso depende do tipo de dieta desses animais e tem a ver com a acidez da urina e a deficiência de magnésio (Mg).

Resposta do corpo ao excesso de oxalato

Há evidências de que humanos e animais respondem ao excesso de oxalato, aumentando o número de bactérias que podem degradar o oxalato.

Algumas dessas bactérias são Oxalobacter formigenes, Bifidobacterium sp., Porphyromonas gingivalis Y Bacillus sp., entre outros, e estão naturalmente presentes no intestino.

Formulários

Segundo fontes consultadas, o oxalato de cálcio é utilizado no revestimento de cerâmicas.

Tem sido usado para revestir esculturas de calcário e outros elementos artísticos, e descobriu-se que melhora a dureza do material, diminui sua porosidade e aumenta sua resistência a ácidos e álcalis.

Problemas em alguns processos

Na indústria de celulose e papel, o oxalato de cálcio pode formar incrustações que causam muitos problemas no processo.

Para prevenir sua formação em condutos ou dutos de processos industriais, tem sido proposta a degradação enzimática do ácido oxálico, por meio de enzimas como a oxalato oxidase.

Também tende a acumular-se como pedra nos recipientes onde é feita a cerveja, de onde deve ser retirada para evitar a formação de microorganismos que podem dar à bebida um sabor desagradável.

Riscos

Em altas concentrações, o oxalato pode causar morte em animais e, ocasionalmente, em humanos, principalmente devido aos seus efeitos corrosivos.

O acúmulo de oxalato e seu ácido conjugado, o ácido oxálico, pode causar distúrbios como mau funcionamento do coração, cálculos de oxalato de cálcio, insuficiência renal e até morte por toxicidade.

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