กรดออกซาลิกคืออะไร โครงสร้าง การผลิต และการใช้งานในปัจจุบัน
กรดออกซาลิก
เคยได้ยินเกี่ยวกับปัญหาสุขภาพที่เรียกว่านิ่วในไต นิ่วในไตเป็นกลุ่มผลึกแข็งที่มักเกิดขึ้นในไต นอกจากนี้ยังสามารถเติบโตในบริเวณทางเดินปัสสาวะอื่นๆ เช่น กระเพาะปัสสาวะ ท่อไต และท่อปัสสาวะ นิ่วในไตที่พบบ่อยที่สุดเกิดขึ้นเมื่อแคลเซียมจับกับออกซาเลตในปัสสาวะเพื่อสร้างแคลเซียมออกซาเลต
ออกซาเลตเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร ออกซาเลตคืออะไร เกี่ยวข้องกับกรดออกซาลิกอย่างไร ออกซาเลตเป็นสารประกอบที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติหรือไม่ เหล่านี้เป็นคำถามทั่วไปที่เกิดขึ้นในใจของทุกคนที่มีความรู้เกี่ยวกับนิ่วในไต
กรดออกซาลิก คืออะไร
กรดออกซาลิก เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่พบในผลไม้และผักหลายชนิด กรดออกซาลิก เป็นกรดไดคาร์บอกซิลิกที่ง่ายที่สุดในรูปแบบผลึกไม่มี สีสูตรโมเลกุลของกรดออกซาลิกคือ H 2 C 2 O 4
ชื่อ IUPAC ของกรดออกซาลิกคือกรดเอธาน-1,2-ไดโออิก โดยทั่วไปกรดออกซาลิกยังมีอยู่ในไดไฮเดรตด้วย
โดยมีสูตร H 2 C 2 O 4 . 2 H 2 O .
เมื่อละลายในน้ำจะได้สารละลายไม่มีสี ในแง่ของความแรงของกรด เนื่องจากมีพันธะ -C=O ที่ดึงอิเล็กตรอนออกได้สองพันธะ จึงทำให้กรดมีความเป็นกรดมากกว่ากรดอะซิติกมาก กรดออกซาลิกเป็นตัวรีดิวซ์ที่ดี เนื่องจากมีออกซาเลตเบสที่จับคู่กัน
ออกซาเลต คืออะไร
คำว่าออกซาเลตสามารถใช้แทนคำว่า กรดออกซาลิก ในวิทยาศาสตร์โภชนาการได้ ออกซาเลตเป็นสารประกอบที่พบได้ตามธรรมชาติในมนุษย์และสัตว์ มีสูตรโมเลกุลคือ (C 2 O 4 ) 2 −(C 2 O 4 ) 2 − ใช้เป็นสารคีเลตสำหรับไอออนโลหะ
ร่างกายผลิตออกซาเลตเองหรืออาจได้จากอาหาร เมื่อถูกเผาผลาญวิตามินซีจะถูกเปลี่ยนเป็นออกซาเลตด้วย ออกซาเลตส่วนเกินในร่างกายอาจทำให้เกิดนิ่วในไตได้
ออกซาเลตเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมคาร์บอน 2 อะตอมและอะตอมออกซิเจน 4 อะตอม ประจุรวมของออกซาเลตคือลบ 2 ดังนั้นจึงถือเป็นไดไอออน
ประวัติของ กรดออกซาลิก หรือ ออกซาเลต
กรดออกซาลิกถูกแยกออกมาครั้งแรกโดยนักเคมีชาวเยอรมัน โยฮันน์ คริสเตียน วิเกิลบ ในปี ค.ศ. 1769 และในปี ค.ศ. 1776 นักเคมีชาวสวีเดน คาร์ล วิลเฮล์ม เชเลอ ได้สังเคราะห์กรดออกซาลิกเป็นครั้งแรก โดยผลิตกรดออกซาลิกโดยการออกซิไดซ์น้ำตาลโดยใช้กรดไนตริกที่เรียกว่ากรดซัคคาริกหรือกรดหวาน
ในปี ค.ศ. 1784 นักวิทยาศาสตร์ได้พิสูจน์แล้วว่าน้ำตาลและกรดออกซาลิกที่มีอยู่ในธรรมชาตินั้นเหมือนกัน นักเคมีชาวเยอรมัน ฟรีดริช เวอเลอร์ ได้ผลิตกรดออกซาลิกโดยการใช้แอมโมเนียในน้ำในการบำบัดไซยาโนเจน ถือเป็นการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติครั้งแรก
โครงสร้างของ กรดออกซาลิก และ ออกซาเลต
1.กรดออกซาลิก
โครงสร้างของกรดออกซาลิกจะคล้ายกับโมเลกุลเอธานที่ถูกแทนที่ โดยคาร์บอนทั้งสองจะถูกแทนที่ด้วยกลุ่มคาร์บอกซิล ภาพด้านล่างแสดงโครงสร้างของกรดออกซาลิก
กรดออกซาลิก มีอยู่ในรูปแบบโพลีมอร์ฟิก 2 ประเภทในสถานะ ไม่มีน้ำ
- ในรูปแบบแรกจะพัฒนาโครงสร้างระหว่างโมเลกุลแบบโซ่เนื่องจากพันธะไฮโดรเจน
- ในรูปแบบที่สอง สารประกอบจะพัฒนาโครงสร้างคล้ายแผ่นที่ระดับระหว่างโมเลกุล นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นจากพันธะไฮโดรเจนอีกด้วย
2.ออกซาเลต
ในโครงสร้างออกซาเลต อะตอมคาร์บอนสองอะตอมที่อยู่ตรงกลางจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะเดี่ยว คาร์บอนแต่ละตัวจะเชื่อมกับอะตอมโอสองอะตอม
ออกซาเลตเป็นโมเลกุลที่ไม่เสถียรเนื่องจากมีพันธะเดี่ยวระหว่างอะตอมคาร์บอนและออกซิเจน พันธะคู่สองพันธะเกิดขึ้นระหว่างอะตอมออกซิเจนและคาร์บอนเพื่อเพิ่มเสถียรภาพ เส้นประแสดงถึงการสั่นพ้องของพันธะคู่ระหว่างอะตอม ออกซาเลตประกอบด้วยพันธะคู่สองพันธะเพื่อเพิ่มเสถียรภาพ
การผลิต กรดออกซาลิก
ปัจจุบันมีวิธีการผลิตกรดออกซาลิกอยู่หลายวิธี เช่น
- วิธีการในห้องปฏิบัติการ
เป็นวิธีการผลิตกรดออกซาลิกแบบทั่วไป ในกรณีนี้การเกิดออกซิเดชันของซูโครสเกิดขึ้นในกรดไนตริกเข้มข้น ตัวเร่งปฏิกิริยาวาเนเดียมเพนทอกไซด์ยังใช้ในปฏิกิริยานี้ด้วย
C 11 H 22 O 11 + HNO 3 → (COOH) 2
- วิธีการทางอุตสาหกรรม
เป็นกระบวนการกลไกสามขั้นตอน
ขั้นตอนที่ 1: การให้ความร้อนโซเดียมฟอร์เมตในสภาวะที่มีโซเดียมไฮดรอกไซด์จะให้โซเดียมออกซาเลต
2HCOONa → (COONa) 2
ขั้นตอนที่ 2: เมื่อมีแคลเซียมไฮดรอกไซด์ จะเกิดการเปลี่ยนโซเดียมออกซาเลตเป็นแคลเซียมออกซาเลต
(COONa) 2 → Ca(COO) 2
ขั้นตอนที่ 3: การสร้างกรดออกซาลิกโดยการบำบัดแคลเซียมออกซาเลตด้วยกรดซัลฟิวริก
Ca(COO) 2 → (COOH) 2
- โดยการออกซิเดชันของเอทิลีนไกลคอล
ในวิธีนี้ เอทิลีนไกลคอลจะถูกออกซิไดซ์ในกรดไนตริกเจือจาง ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นภายใต้สารตัวกลางออกซิเดชันหลายชนิด
( CH2OH ) 2 → ( COOH ) 2
คุณสมบัติของกรดออกซาลิก
- คุณสมบัติทางกายภาพ
- สูตรโมเลกุล : H 2 C 2 O 4 H 2 C 2 O 4
- น้ำหนักโมเลกุล: 90.03 กรัม/โมล (ไม่มีน้ำ)
- ลักษณะที่ปรากฏ: ผลึกใสไม่มีสีออร์โธรอมบิก
- กลิ่น : ไม่มีกลิ่น
- จุดเดือด: 1570°C ที่ 1.013hPa (ไม่มีน้ำ)
- จุดหลอมเหลว: 1010°C (ไม่มีน้ำ)
- จุดระเหิดของกรดออกซาลิกในรูปแบบไม่มีน้ำ: 190°C
- จุดระเหิดของสถานะไดไฮเดรต: 1500°C
- ความหนาแน่น : 31.90gm/cm 3 (ไม่มีน้ำ)
- ความสามารถในการละลาย : ละลายได้ในน้ำ แอลกอฮอล์บริสุทธิ์ และอีเธอร์
- คุณสมบัติทางเคมี
- กรดออกซา ลิก เป็นกรดที่รุนแรง
- จำนวนไอออนไฮโดรเนียมที่ผลิตโดยกรดคือปัจจัยเวเลนซ์ กรดออกซาลิกผลิตไอออนไฮโดรเจนได้ 2 ไอออน ดังนั้น ปัจจัยเวเลนซ์คือ 2
- เนื่องจากกรดออกซาลิกทั้งสองกลุ่ม COOH มีขั้ว จึงมีแนวโน้มที่จะสร้างพันธะไฮโดรเจนกับโมเลกุลของน้ำ กรดออกซาลิกทำหน้าที่เป็นสารชอบน้ำเนื่องจากมีขั้ว กรดออกซาลิกสามารถละลายได้ในตัวทำละลายที่มีขั้ว
- กรดออกซาลิกทำหน้าที่เป็นตัวรีดิวซ์
การใช้ กรดออกซาลิก
กรดออกซาลิกมีวิธีใช้หลายวิธี เช่น
- กรดออกซาลิก สามารถใช้เป็นส่วนผสมสำคัญในกระบวนการย้อมสีได้
- สามารถขจัดสนิมได้ จึงช่วยในการทำความสะอาดหรือฟอกสีได้
- คนเลี้ยงผึ้งใช้กรดออกซาลิก 3.2% หรือกรดที่ระเหยแล้ว
- กรดออกซาลิก ช่วยขจัดคราบอาหารต่างๆ หมึก มัสตาร์ด และเม็ดสีประเภทอื่นๆ
- เป็นตัวรีดิวซ์และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการล้างฟิล์มถ่ายภาพได้
- ช่วยในการกำจัดแคลเซียมออกจากน้ำเสีย
- กรดออกซาลิก ยังเหมาะสำหรับการขัดหินเกือบทุกประเภทอีกด้วย
- สามารถใช้งานในการกำจัดไม้เสียได้
- กรดออกซาลิก ใช้ในการฆ่าเชื้ออุปกรณ์
- กรดออกซาลิก เป็นสารเคมีหลักในเคมีแลนทาไนด์
- ใช้ในการทำความสะอาดแร่ธาตุ
กรดออกซาลิก และ ไอออนไดวาเลนต์
เมื่อ ทำการ ไทเทรตระหว่างสารละลาย Zn 2+ กับกรดออกซาลิก 0.01 โมลาร์เทียบกับสารละลาย KMnO 4 คุณจะได้ความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างปริมาณออกซาเลตที่ใช้และ ความเข้มข้น ของไอออนโลหะ
สิ่งที่คล้ายกันเกิดขึ้นในกรณีของการไทเทรตระหว่าง Ca 2+ และสารละลายกรดออกซาลิก 0.01 โมลาร์ที่ดำเนินการกับ สารละลาย KMnO 4
แต่ส่วนไอออนออกซาเลตที่สูงกว่าจะเข้าไปมีส่วนร่วมในความเข้มข้นของไอออนโลหะที่เท่ากัน การกระทำที่ห้ามปรามจะยิ่งเด่นชัดขึ้นเมื่อไอออนโลหะในสารละลายมีอัตราส่วนโมลาร์ 1:1:1 ในทุกกรณี สัดส่วนของ Mg2 + ส่งผลให้ออกซาเลตตกตะกอนน้อยกว่าโลหะอีกสองชนิด
กรดออกซาลิก และ สุขภาพ
กรดออกซาลิก กัดกร่อนเนื้อเยื่อในร่างกาย เมื่อรับประทานมากเกินไป กรดออกซาลิก จะส่งผลให้แคลเซียมถูกขับออกจากเลือด ซึ่งอาจส่งผลเสียต่อไตได้ เนื่องจากแคลเซียมออกซาเลตจะดึงแคลเซียมออกจากเลือด ทำให้หน่วยไตอุดตัน
-
- การสูดดมควันกรดออกซาลิกเป็นอันตรายเพราะอาจทำให้เกิดการระคายเคืองอย่างรุนแรงและไหม้ที่คอ จมูก และบริเวณทางเดินหายใจได้
- การกลืนกรดออกซาลิกอาจทำให้เกิดความเสียหายต่อตับและการไหลเวียนของเลือดผ่านทางปัสสาวะ
- เมื่อกรดออกซาลิกสัมผัสกับผิวหนัง จะเกิดอาการคันและแสบร้อนอย่างรุนแรง ผิวหนังอักเสบ และนิ้วเขียวคล้ำ หากสัมผัสผิวหนังเป็นเวลานานอาจเกิดแผลได้
- การสัมผัสกรดออกซาลิกด้วยตาอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนได้
- การได้รับกรดออกซาลิกเป็นเวลานานอาจทำให้เกิดการอักเสบของทางเดินหายใจส่วนบนได้
ข้อควรพิจารณาในการกำจัด
กรดออกซาลิกมีประโยชน์มากมาย แต่ในขณะเดียวกันก็เป็นอันตรายต่อร่างกายด้วย เนื่องจากกรดออกซาลิกเป็นสารที่ไม่สามารถกลับคืนสู่สภาพปกติได้ในระดับหนึ่ง ดังนั้น เราจึงจำเป็นต้องกำจัดของเสียที่เกิดจากกรดออกซาลิกอย่างถูกวิธี
แม้ว่าจะไม่ถือเป็นขยะอันตราย แต่ขยะอันตรายบางชนิดอาจมีอยู่ทั่วไป ดังนั้น จึงจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์อย่างเหมาะสมเพื่อกำหนดความจำเป็นในการกำจัดที่เฉพาะเจาะจง
บทสรุป
ตอนนี้คุณมีความรู้เรื่องกรดออกซาลิกและออกซาเลตเป็นอย่างดีแล้วกรดออกซาลิกที่ใช้ในเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่จะปนเปื้อนกรดซัลฟิวริกและด่าง ไม่สามารถกำจัดด่างออกได้ด้วยวิธีตกผลึกใหม่โดยใช้น้ำ อย่างไรก็ตาม การกำจัดสามารถทำได้โดยใช้กรดไฮโดรคลอริก 10 – 15% บทความนี้ให้ข้อมูลเกือบทั้งหมดที่คุณต้องการเกี่ยวกับกรดออกซาลิก
คำถามที่พบบ่อย
- ออกซาเลตใช้ทำอะไร
การใช้ประโยชน์หลักของออกซาเลตมีดังนี้
- สามารถลดการดูดซึมแร่ธาตุในร่างกายได้
- สามารถรวมกับไฟเบอร์ในอาหารของคุณได้
- ระดับออกซาเลตในอาหารที่สูงอาจทำให้เกิดปัญหานิ่วในไตได้
- มันช่วยกำจัดแคลเซียมโดยการจับกับมัน
- อาหารอะไรบ้างที่ห้ามรับประทานในอาหารที่มีออกซาเลตต่ำ
อาหารบางชนิดที่ไม่ควรรับประทานที่มีออกซาเลตต่ำ ได้แก่
- ผลไม้ : กีวี, รูบาร์บ, ราสเบอร์รี่, อินทผลัม, ส้มเขียวหวาน, ส้ม, ฯลฯ.
- ผัก : ผักใบชาร์ด ผักโขม หัวบีท มันฝรั่ง หัวผักกาด เผือก มะเขือเทศ แครอท ฯลฯ
- พืชตระกูลถั่ว: ถั่วลันเตา ถั่วแขก ถั่วดำ ถั่วดำบด ถั่วแดง ฯลฯ
- ถั่ว: วอลนัท อัลมอนด์ ถั่วมะคาเดเมีย พิสตาชิโอ มะม่วงหิมพานต์ ฯลฯ
- เมล็ดพันธุ์: เมล็ดฟักทอง เมล็ดทานตะวัน เป็นต้น
- ช็อคโกแลตและโกโก้
- ธัญพืชและแป้ง: คูสคูส ข้าวกล้อง บัลเกอร์ ข้าวฟ่าง ข้าวโพดบด ข้าวโพดบด ฯลฯ
- เครื่องดื่ม : นมช็อคโกแลต, ช็อคโกแลตร้อน, น้ำมะเขือเทศ, ชา ฯลฯ.
- ผลิตภัณฑ์จากถั่วเหลือง : เต้าหู้ เบอร์เกอร์ถั่วเหลือง ถั่วเหลือง ฯลฯ
- อาหารที่มีออกซาเลตคืออะไร
อาหารหลายชนิดมีออกซาเลตตามธรรมชาติ เช่น
- รูบาร์บ
- ผักใบบีท
- หัวบีท
- ผักโขม
- ผักกาดหอม
- ชาร์ดสวิส
- มันเทศ
- ผงโกโก้
- ผักหัวผักกาด
- ถั่วลิสง
- มะเฟือง
สนใจติดต่อ เวิลด์เคมีคอล กรุ๊ป ผู้นําด้านการจําหน่ายและนำเข้า สารเคมีภัณฑ์ เคมีภัณฑ์อุตสาหกรรม ขนาดใหญ่ และ ขนาดย่อม ประเภท เคมีอุตสาหกรรม เคมีทําความสะอาด เคมีสระว่ายน้ำ เคมีบำบัดน้ำ เคมีงานปั้น-งานหล่อ เคมีอาหาร กลิ่น สารสกัด สี น้ำหอม เคมีเครื่องสำอาง อาทิ กลีเซอรีน โซดาไฟเกล็ด โซเดียมเมต้าไบซัลไฟต์ เอทิลแอลกอฮอล์ ฯลฯ สารพัดด้านเคมี เวิลด์เคมิคอล กรุ๊ป พร้อมให้บริการและให้ปรึกษากับลูกค้าทุกท่าน
สนใจสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่
Line ID : @worldchemical
Facebook : https://www.facebook.com/chemical.chiangmai
เว็บไซต์ : www.worldchemical.co.th
โทร : 053 204 446-7
