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草酸

草酸是一种有机物,化学式为H₂C₂O₄,是生物体的一种代谢产物,中强酸,广泛分布于植物、动物和真菌体中,并在不同的生命体中发挥不同的功能。研究发现百多种植物富含草酸,尤以菠菜苋菜甜菜马齿苋、芋头、甘薯和大黄等植物中含量最高,由于草酸可降低矿质元素的生物利用率,在人体中容易与钙离子形成草酸钙导致肾结石,所以草酸往往被认为是一种矿质元素吸收利用的拮抗物。其酸酐三氧化二碳

中文名

  • 草酸 [3]

  • 外文名

  • Oxalic acid;Ethanedioic acid [3]

  • 别    名

  • 乙二酸

  • 化学式

  • H₂C₂O₄

  • 分子量

  • 90.0349

  • CAS登录号

  • 144-62-7 [3]

  • EINECS登录号

  • 205-634-3 [3]

  • 熔    点

  • 189.5 ℃

  • 沸    点

  • 365.10 ℃

  • 密    度

  • 1.772 g/cm³

  • 外    观

  • 无色单斜片状

  • 闪    点

  • 188.79 ℃

  • 安全性描述

  • S24/25;S23;S36/37/39;S27;S26

  • 危险性符号

  • R21/22

  • 危险性描述

  • Xn 

  • UN危险货物编号

  • 3261

  • 溶解性

  • 溶于水、乙醇,不溶于苯、氯仿。

  • 结构简式

  • HOOCCOOH

  • 管制信息

  • 本品不受管制

  • 酸    性

  • 中强酸

  • 溶解度

  • 9.5g/100g水(20℃)

    CAS号:144-62-7

    MDL号:MFCD00002573

    EINECS号:205-634-3

    RTECS号:RO2450000

    BRN号:385686

    PubChem号:24886864 [1]

    性状

    无色单斜片状或棱柱体结晶或白色粉末,氧化法草酸无气味,合成法草酸有味。150~160℃升华。在高热干燥空气中能风化。1 g溶于7 mL水、2 mL沸水、2.5 mL乙醇、1.8 mL沸乙醇、100 mL乙醚、5.5 mL甘油,不溶于苯、氯仿和石油醚。0.1 mol/L溶液的pH为1.3。相对密度(水=1)1.653。熔点189.5℃。[3]低毒,半数致死量(兔,经皮)2000 mg/kg3

    理化常数

    官能团:-COOH(羧基

    溶液中离子组分:C2O42-(草酸根离子),H+(氢离子), HC2O4-(草酸氢根离子)

    CAS No.:144-62-7

    EINECS号:205-634-3

    性状:无色透明结晶或粉末,其晶体结构有两种形态,即α型(菱形)和β型(单斜晶形),无嗅,味酸

    熔点:α型,189.5℃,β型:182℃

    沸点:沸点150℃(升华)

    折射率:1.540

    稳定性:189.5℃ 分解

    溶解情况:易溶于乙醇,可溶于水,微溶于乙醚,不溶于苯和氯仿。

    化学性质

    播报

    编辑

    草酸又名乙二酸,无色的柱状晶体,易溶于水而不溶于乙醚等有机溶剂,广泛存在于植物源食品中。

    草酸根有很强的配合作用,是植物源食品中另一类金属螯合剂。当草酸与一些碱土金属元素结合时,其溶解性大大降低,如草酸钙几乎不溶于水。因此草酸的存在对必须矿物质的生物有效性有很大影响;当草酸与一些过渡性金属元素结合时,由于草酸的配合作用,形成了可溶性的配合物,其溶解性大大增加 [2]

    草酸在100℃开始升华,125℃时迅速升华,157℃时大量升华,并开始分解。

    可与碱反应,可以发生酯化、酰卤化、酰胺化反应。也可以发生还原反应,受热发生脱羧反应。无水草酸有吸湿性。草酸能与许多金属形成溶于水的络合物。

    酸性

    草酸是一种中强酸。其一级电离常数Ka1=5.9×10-2 ,二级电离常数Ka2=6.4×10-5。具有酸的通性。能与碱发生中和,能使指示剂变色,能与碳酸根作用放出二氧化碳。

    例如:

    H2C2O4+Na2CO3=Na2C2O4+CO2↑+H2O

    H2C2O4+Zn=ZnC2O4+H2

    还原性

    草酸根具有很强的还原性,与氧化剂作用易被氧化成二氧化碳和水。

    可以使酸性高锰酸钾(KMnO4)溶液褪色,并将其还原成2价锰离子。这一反应在定量分析中被用作测定高锰酸钾浓度的方法。

    2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O

    也可以与次氯酸钠(NaClO)反应,草酸被氧化成二氧化碳和水,次氯酸被还原为氯离子和水。

    H2C2O4+NaClO=NaCl+2CO2↑+H2O

    不稳定性

    草酸在189.5℃或遇浓硫酸会分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。

    H2C2O4=CO2↑+CO↑+H2O

    实验室可以利用此反应来制取一氧化碳气体。

    草酸氢铵200℃时分解为二氧化碳、一氧化碳、氨气和水。

    (NH4)2C2O4 → 2NH3↑+ CO2↑+CO↑+H2O



    常见草酸盐

    草酸钠、草酸钾、草酸钙、草酸亚铁、草酸锑、草酸氢铵、草酸镁、草酸锂、草酸铁钾。

    工业制法

    草酸工业化生产方法主要有:甲酸钠法、氧化法、羰基合成法、乙二醇氧化法、丙烯氧化法、一氧化碳偶联法 [1]

    1.甲酸钠法:一氧化碳净化后在加压情况下与氢氧化钠反应,生成甲酸钠,然后经高温脱氢生成草酸钠,草酸钠再经铅化(或钙化)、酸化、结晶和脱水干燥等工序,得到成品草酸。一氧化碳与氢氧化钠合成压力一般为1.8-2.0 MPa。脱氢温度为400℃。

    甲酸钠法

    2.氧化法:以淀粉或葡萄糖母液为原料,在矾触媒存在下,与硝酸-硫酸进行氧化反应得草酸。废气中的氧化氮送吸收塔回收生成稀硝酸。

    氧化法

    3.羰基合成法:一氧化碳经提纯到90%以上,在钯催化剂存在下与丁醇发生羰基化反应,生成草酸二丁酯,然后通过水解得到草酸,此法分为液相法和气相法两种,气相法反应条件较低,反应压力为300-400 kPa。而液相法反应压力为13.0-15.0 MPa。

    羰基合成法

    4.乙二醇氧化法:以乙二醇为原料,在硝酸和硫酸存在下,用空气氧化而得。

    5.丙烯氧化法:氧化过程分两步进行。第一步用硝酸氧化,使丙烯转化为α-硝基乳酸;然后进一步催化氧化得到草酸。第二步也可采用混酸为氧化剂。丙烯氧化法生产工业级草酸二水化合物,以丙烯计总收率大于90%。

    原料消耗定额:焦炭(84%)510 kg/t、硫酸(100%)950 kg/t、烧碱(100%)920 kg/t。



    自然界中草酸通常以盐的形式存在于许多植物细胞膜中。从前工业上用木屑和强碱在240~250℃共熔,首先制取草酸盐,再经酸化即得草酸。后来,采用甲酸钠脱氢法生产草酸。工业上取一氧化碳(如黄磷生产尾气)经苛性钠吸收后,制得甲酸钠,后者在380℃下脱氢得到草酸钠,再经石灰、硫酸处理,制成草酸。

    检测方法

    GB1626-88中规定的分析方法测试。

    草酸含量(以H2C2O4*2H2O计)以酚酞为指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定。

    硫酸根(以SO42-计)试样中加入碳酸钠使草酸中硫酸根生成硫酸盐。为热使草酸及草酸盐分解,残留物溶液,加入氯化钡溶液生成硫酸钡,进行比浊。

    灰分的测定按GB7531进行测定。

    重金属(以Pb计)按GB7531进行测定。

    (以FE计)按GB3049进行测定。

    氯化物(以Cl计)在硝酸酸性溶液中,氯化物与硝酸银生成氯化银,而后进行比浊。

    贮存方法

    1.密封于干燥阴凉处保存。严格防潮、防水、防晒。贮存温度应不超过40℃。

    2.远离氧化物及碱性物质。用聚丙烯编织袋内衬塑料袋包装。 

    具体用途

    草酸可用作还原剂、漂白剂、助染剂、调节剂、添加剂等

    1. 草酸主要用于生产抗菌素和冰片等药物以及提炼稀有金属的溶剂、染料还原剂、鞣革剂等。此外,草酸还可用于合成各种草酸酯、草酸盐和草酰胺等产品,而以草酸二乙酯及草酸钠、草酸钙等产量最大。草酸还可用于钴-钼-铝催化剂的生产、金属和大理石的清洗及纺织品的漂白。用于合成脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等胶黏剂的酸度调节剂。医药工业用于制造土霉素、金霉素等药物。

    2. 主要用作还原剂和漂白剂,印染工业的媒染剂,亦用于提炼稀有金属,合成各种草酸酯、草酸盐和草酰胺等。

    3. 用作合成脲醛树脂、三聚氰胺甲醛树脂等胶黏剂的酸度调节剂。还可加入聚乙烯醇缩甲醛水溶性胶黏剂中提高干燥速度和粘接强度。为重要的有机合成原料,用于生产各种草酸盐、草酸酯、草酰胺、对苯二酚、季戊四酯、没食子酸等产品。医药工业用于制造金霉素、土霉素、四环素、链霉素、冰片、维生素B12、苯巴比妥等药物。印染工业用作显色助染剂、漂白剂。塑料工业用于生产聚氯乙烯、氨基塑料、脲醛塑料。冶金工业用于生产高纯镍、炭精棒及沉淀稀土金属。还用作金属洗涤处理剂、鞣革剂、螯合剂、催化剂、厌氧胶黏剂及丙烯酸酯快固胶的阻聚剂、机加工除锈剂、电镀络合剂、木材漂白、大理石清洗和油脂精制等。

    4. 在化妆品中可用作洗发水的添加剂,主要用于化学工业产品制造;医药工业用以制造抗生素等药品;印染工业、皮革工业用途广泛;油脂化学中用作松油醇、甘油及硬脂酸酯的精制剂等;此外,在铝制品加工、硬质合金制作中都有应用。

    安全信息

    危险品标志

    Xn:Harmful 有害物品

    安全术语

    S24/25:Avoid contact with skin and eyes. 避免与皮肤和眼睛接触。

    风险术语

    R21/22:Harmful in contact with skin and if swallowed. 皮肤接触及吞食有害。


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