Meera Senthilingam

den här veckan går vi till Frankrike och upptäcker en förening som påverkade hälsan hos en mycket välkänd befälhavare

Lars Jacobhrstr Ubigm

den första September 1870 var en dyster dag för Charles Louis Napol UbiCon Bonaparte. Vid Sedan, en liten fransk stad nära den belgiska gränsen, blev befälhavaren för den franska armen, Patrice de Mac-Mahon, sårad och den sjuka och svaga kejsaren, mer känd som Napoleonbikon III, var tvungen att ge sig upp som fånge till den oföränderliga preussiska duon von Moltke och Bismarck. Så kriget 1870 förlorades och Europas maktbalans lutades avsevärt mot öster, och vi vet alla hur det slutade.

var detta allt på grund av de stora kristallina avsättningarna av kalciumoxalat som hade bildats i Napol-Sacrons njurar? Förmodligen inte: det verkar som om kriget förlorades så snart det förklarades på grund av preussisk teknisk och organisatorisk överlägsenhet.

men kejsaren var inte särskilt angelägen om att ta upp vapen i första hand, med några av hans rådgivare de främsta krigsmännen. Hur väl han kunde motstå och motverka dem medan han drabbades av det mycket smärtsamma tillståndet som kallas njursten är svårt att veta.

det är lättare att vända sig till njurstenarna själva, eftersom dessa är mottagliga för detaljerade metoder för vetenskaplig förhör som röntgendiffraktion. De bildas av två enkla komponenter, positiva kalciumjoner, Ca2+ och negativa oxalatjoner, vilket ger en förening bekvämt nog känd helt enkelt som kalciumoxalat.

oxalsyra är temat för denna podcast och oxalatanjonerna är vad du får tillsammans med H+ – joner när du löser upp kristaller av denna starka syra i vatten. Oxalsyra är en liten molekyl med formeln C2O4H2, men är kanske bättre representerad som HOOC-single-bond-COOH: bara två karboxylsyragrupper sammanfogade för att göra den till den enklaste organiska di-syran. Du kanske känner till denna kemikalie som föreningen som gör rabarber har den speciella sura tang till smaken, men det finns också i spenat och ett antal andra grönsaker som de flesta av oss gärna äter. Det är också en del av vår normala ämnesomsättning och förekommer helt naturligt i våra kroppar.

den är uppkallad efter en växt, den vanliga träsorrel, en liten ört vars löv har en distinkt sur smak, återupplivar om du går vilse i skogen och har det latinska namnet Oxalis acetosella.

den mest utmärkande egenskapen hos denna lilla molekyl är dess form. Det ser lite ut som två Y: s pusslas ihop genom att överlappa sina baser. Kolatomer är vid de två korsningarna och syreatomer vid de fyra ändarna med protoner (eller H+ joner) hängande en efter en på någon av dessa oxygener. Dessutom är den helt platt och när den har förlorat sina protoner för att bli oxalatanjonen har den minus laddningar belägna på två av dess syreatomer.

de flesta tekniska tillämpningarna av oxalsyra hänger på dess planhet och negativa laddning, liksom Napol Microns njurproblem. I upptakten till slaget vid Sedan hade von Moltke framgångsrikt engagerat den franska armen med en klassisk pincer-rörelse och attackerat från två sidor snarare än i mitten. På samma sätt har oxalatjoner två elektronpar på var och en av de negativa syreatomerna som lätt attackerar, från två sidor, någon metalljon som kommer i vägen. Och precis som vid Sedan kommer fler oxalatjoner att följa och omger metallen med två, tre eller fyra oxalatjoner beroende på dess storlek.

denna effekt kan användas för att avlägsna oönskade järnföreningar, särskilt rost, från köksartiklar och jämn marmor. Som rensare är oxalsyra eller oxalater komponenter i många tekniska rengöringsformuleringar och dessa lösningar arbetar alla med antagandet att de metalloxalatföreningar som bildas är vattenlösliga och därmed lätt kan tvättas bort.

inte så kalciumoxalat. De positiva kalciumjonerna älskar verkligen de mer negativa oxalatsyreatomerna, och i en sådan utsträckning att de inte bryr sig om oxalatsyreatomerna bär en negativ laddning eller inte. Så inte bara kommer det att finnas en pincerrörelse framåt mot en kalciumjon utan också bakåt, fästa vid en annan i den riktningen. Eftersom varje kalciumjon är ganska stor kommer fyra oxalatjoner att samlas runt varje metalljon (jämfört med tre för järn), var och en fäst vid två andra kalciumjoner i den andra riktningen. På detta sätt kommer kalciumoxalat att växa till ett oändligt nätverk som kommer att vara helt olösligt i vatten. När fler och fler kalciumjoner och oxalatjoner passerar genom njurarna kommer kristallerna att växa tills tillståndet blir ganska smärtsamt.

men var inte orolig, förutom i vissa mycket speciella medicinska tillstånd, verkar ett normalt eller till och med högt intag av kalciumjoner och oxalsyra från naturliga källor inte öka risken för njursten.

olösligheten hos oxalater finner också användning i teknik. Sällsynta jordartsmetaller, eller lantanoider, blir allt viktigare i många tekniska tillämpningar. Ofta är det första steget i deras bearbetning och raffinering, efter en initial utlakning från malmerna, att fälla ut dessa element som deras oxalater, eftersom de som med kalciumoxalat är mycket olösliga.bortsett från hans olyckliga möte med kalciumoxalat, är Napol Sikon III känd i kemihistoria som initiativtagare till margarinutveckling och för att driva på en billig och praktisk metod för att tillverka aluminium i industriell skala, i sin tid den dyraste av alla metaller. Han såg inte detta senare mål uppnått, men det är anmärkningsvärt att kemikalien som gav honom så mycket smärta, oxalsyra, också används för att tillverka och färga det hårda, nötnings – och korrosionsbeständiga oxidskiktet-även känt som anodiserad – beläggning som nu är så viktigt i många av våra applikationer av aluminium.

Meera Senthilingam

så hälsa och industri samlades. Det var Lars Jacobhrstr från Chalmers Tekniska H. Jacobskola i Sverige som gav dig oxalsyrans njursvagande Kemi. Nästa vecka återvänder Lars med en förening som är fullt kapabel att skydda sig själv.

Lars Jacobhrstr Cyrom

det är oklart när ferrocen tillverkades först, men det verkar ha registrerats som ett ’gult slam’ i slutet av 1940-talet av processtekniker som inspekterade rör vid en facklig Karbidkrackare, som användes vid tillverkningen av det lilla kolvätecyklopentadien från dicyklopentadien.

det orsakade ganska rörelse, eftersom ingen stabil molekyl bestående av endast ett kolväte och en övergångsmetall var känd tidigare, och denna förening kunde hållas i luft vid rumstemperatur utan spontant antändning. Det överlevde också att möta sådana ökända mördare av organometalliska molekyler som vatten, syror eller baser.

Meera Senthilingam

och upptäck kemin som möjliggör detta i nästa veckas kemi i sitt Element. Fram till dess, Tack för att du lyssnade, jag är Meera Senthilingam