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草酸

草酸

    草酸是生物体的一种代谢产物,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。
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性状编辑

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。1g溶于7ml水、2ml沸水、2.5ml乙醇、1.8ml沸乙醇、100ml乙醚、5.5ml甘油,不溶于氯仿石油醚。0.1mol/L溶液的pH值为1.3。相对密度(d18.54)1.653。熔点101~102℃(187℃,无水)。低毒,半数致死量(兔,经皮)2000mg/kg。

理化常数编辑

结构:见右图
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;6153-56-6(二水合物)
草酸分子立体模型草酸分子立体模型
EINECS号 205-634-3 [1] 
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: [分子立体模型] 沸点150℃(升华)。
相对密度:1.653(二水物),1.9(无水物)。α型:1.900,β型:1.895
折射率:1.540
稳定性:189.5℃分解
溶解情况:易溶乙醇。溶于水。微溶于乙醚。不溶于氯仿

化学性质编辑

草酸又名乙二酸,广泛存在于植物源食品中。草酸是无色的柱状晶体,易溶于水而不溶于乙醚等有机溶剂,
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
草酸的酸性比醋酸乙酸)强10000 倍,是有机酸中的强酸。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[1]。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。草酸还可以洗去溅在布条上的墨水迹。
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
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度时分解为二氧化碳、一氧化碳、氨气和水
草酸有毒。对皮肤、粘膜有刺激及腐蚀作用,极易经表皮、粘膜吸收引起中毒。空气中最高容许浓度为1m g/m3。
乙二酸可以跟反应生成。比如乙二酸跟乙醇反应生成乙二酸二乙酯

质量指标编辑

中华人民共和国 GB/T 1626-2008

存在编辑

草酸遍布于自然界,常以草酸盐形式存在于植物如伏牛花、羊蹄草、酢浆草和酸模草的细胞膜,几乎所有的植物都含有草酸钙。草酸是植物特别是草本植物常具有的成分,多以钾盐或钙盐的形式存在。秋海棠芭蕉中以游离酸的形式存在。

常见草酸盐编辑

1、草酸钠2、草酸钾3、草酸钙4、草酸亚铁5、草酸锑6、草酸氢铵7、草酸镁8、草酸锂

工业制法编辑

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。
反应式反应式
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1.8-2.0MPa。脱氢温度为400℃。
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。
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,此法分为液相法气相法两种,气相法反应条件较低,反应压力为300-400kPa。而液相法反应压力为13.0-15.0MPa。
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%)510kg/t、硫酸(100%)950kg/t、烧碱(100%)920kg/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。

检测方法编辑

按GB1626-88中规定的分析方法测试。
草酸含量(以H2C2O4*2H2O计) 以酚酞指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定
硫酸根(以SO4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。

具体用途编辑

络合剂掩蔽剂沉淀剂还原剂。分析中用以检定和测定等金属离子。显微微晶分析检验钠和其他元素。沉淀钙、镁、钍和稀土元素。校准高锰酸钾硫酸铈溶液的标准溶液。漂白剂。助染剂。也可用来除去衣服上的铁锈建筑行业在涂刷外墙涂料前、由于墙面碱性较强应先涂刷草酸除碱。
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


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