Metal-oxalat komplekser

Bestemte fødevarer, der ellers er sunde, kan være med til at forårsage nyresten. Det drejer sig f.eks. om spinat og rabarber. Det skyldes at planterne har et højt indhold af oxalsyre.

Oxalsyre opløses i kroppen under dannelse af H3O+ og oxalat-ioner (C2O42-). Oxalat danner tungtopløselige kompleks-forbindelser med mange metaller som fx jern og calcium. Oxalat kaldes i fagsproget en ligand, og det er en stærk ligand hvilket gør mange oxalat-komplekser meget stabile. Nyresten består f.eks. af calcium-oxalat, der er uhyre stabilt, hvilket gør nyresten til en alvorlig lidelse. Spiser man spinat sammen med et mælkeprodukt, eller tilsættes det kommercielle produkt ”non-oxal”, modvirkes den skadelige effekt ved at kompleksdannelsen og krystaludfældningen da finder sted uden for kroppen – ikke i nyrene.

Projektet lægger op til syntese og karakterisering af 3 forskellige metal-oxalat komplekser, hvoraf et er calcium-oxalat (CaC2O4). Andre muligheder er jern-oxalat (FeC2O4), kobber-oxalat (CuC2O4) eller mangan-oxalat (MnC2O4). Der foreslåes gennemgang/vurdering af struktur-kemien i komplekserne, fysiologiske aspekter eller konkurrerende kemiske ligevægte imellem dannelsen af forskellige oxalater når flere metalioner er til stede på samme tid. Dette kan bl.a. sammenholdes med den medicinske effekt og bruges som et udgangspunkt for en diskussion af sundhedspolitik/folkesundhed via ”obligatoriske” tilsætningsstoffer til fødevarer, f.eks. jod i salt eller (i udlandet) fluor i drikkevand.

Synteserne udføres lokalt på gymnasiet, og produkterne medbringes efterfølgende til AU hvor krystalstrukturen måles med pulver-røntgendiffraktion. Ønskes opløseligheden af komplekserne undersøgt, finder dette sted på gymnasierne.

Metal-oxalat komplekser

Deltagerantal 6 pladser
Dato: onsdag 15. november 2017
Gymnasiefag Kemi, Fysik, Samfundsfag, Biologi
 
Sted Institut for Kemi, Langelandsgade 140, 8000 Aarhus C
 
 
Tidsramme Forløbets praktiske del afvikles over 1 dag.
 
Til læreren og elevens forberedelse Eleven forventes at have syntetiseret 3 forskellige metal-oxalat komplekser på forhånd, og medbringe disse i tørret form ved fremmøde på Institut for Kemi. Instituttet kan forud være behjælpelig med synteseforskrifter for et udvalg af oxalaterne (udvælges i dialog).
 
Beskrivelse af forløbet En typisk dag med dette forløb vil vare fra 09.00-14.30. Programmet vil indeholde:
  • Introduktion til pulverdiffraktion inkl. prøveforberedelse
  • Optagelse af pulverdiffraktogrammer
  • Hjælp til at tolke resultaterne
Frokost er indlagt i programmet og der vil være mulighed for både at spise medbragte madpakker og købe mad i kantinen.
 
Forslag til faglige perspektiver  
  • Kemi: Opløselighed, metal-komplekser, ligander, den spektro-kemiske serie
  • Fysik: Interferens og diffraktion, spredning af røntgenstråling
  • Samfundsfag: Folkesundhed, bio-politik, tilsætningsstoffer i fødevarer, evt. i kontekst af potentiel ”obligatorisk non-oxal” tilsætning til forebyggelse af nyresten
  • Biologi: Dannelse af nyresten, udfældning af oxalater i kroppen, metal-ioners rolle for vores sundhed, mineraler i fødevarer
 

 

Generelt om SRP-forløb på Institut for Kemi

  • SRP-projekter udbydes fortrinsvis til elever fra gymnasier beliggende i Jylland og på Fyn.
  • Til hvert projekt vil eleverne få tilsendt en øvelsesvejledning på forhånd, og det er vigtigt at eleven møder forberedt på dagen hvor forløbet afvikles. 
  • Undervisningen er gratis for eleverne og gymnasiet. Universitet afholder alle udgifter til materialer, apparatur og undervisning.
  • Gymnasieeleven står selv for at arrangere transport, forplejning og evt. overnatning. Mad kan købes i universitetets kantiner. 
  • Universitetsmedarbejdere står for undervisning og støtte i forhold til det udbudte forløb,  men kan ikke indgå i efterfølgende sparring, når forløbet er afsluttet. Diskussion af resultater skal således finde sted i den tid, eleven er i laboratoriet.   
  • Vi kan desværre ikke tilbyde uddybende materiale til projekterne eller baggrundsmateriale omkring metoder og instrumenter - dette forventer vi at gymnasielæreren hjælper med.
  • Det er gymnasielærerens ansvar at udarbejde problemformuleringen og synliggøre sammenhængen mellem SRP-forløbet og problemformuleringen.  
  • Vi har ikke mulighed for at vejlede om hvorledes kemi-projekterne kan kombineres med andre fag, men vi har for hvert projekt angivet stikord til mulige kombinationer.
  • Der tages forbehold for instrumentnedbrud og uforudsete hændelser. I sådanne tilfælde vil der så vidt muligt blive udleveret data fra tidligere forsøg.