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草酸

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草酸

中文名称:
草酸
CAS号:
144-62-7
英文名称:
Oxalic acid
MF:
C2H2O4
MW:
90.03
EINECS:
205-634-3
Mol File:
144-62-7.mol

草酸 性质

熔点 
189.5 °C (dec.)(lit.)
沸点 
365.1°C (estimate)
密度 
0.99 g/mL at 25 °C
蒸气密度
4.4 (vs air)
蒸气压
<0.01 mm Hg ( 20 °C)
折射率 
1.4261 (estimate)
闪点 
101-157°C
储存条件 
Store below +30°C.
溶解度 
water: soluble108g/L at 25°C
形态
Liquid
酸度系数(pKa)
1.23(at 25℃)
颜色
White
PH值
1 (100g/l, H2O, 20℃)
酸碱指示剂变色ph值范围
6 - 8 at 25 °C
水溶解性 
90 g/L (20 ºC)
升华点 
101-157 ºC
Merck 
14,6911
BRN 
385686
Henry's Law Constant
1.43 at pH 4 (quoted, Gaffney et al., 1987)
暴露限值
NIOSH REL: TWA 1, STEL 2, IDLH 500; OSHA PEL: TWA 1; ACGIH TLV: TWA 1, STEL 2 (adopted).
稳定性
Stable, but moisture sensitive. Incompatible with metals.
InChIKey
MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N
CAS 数据库
144-62-7(CAS DataBase Reference)
NIST化学物质信息
Oxalic acid(144-62-7)
EPA化学物质信息
Oxalic acid (144-62-7)
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草酸 用途与合成方法

最简单的二元羧酸

草酸是最简单的二元羧酸,也称乙二酸,常温下为无色透明晶体,通常含有两个分子结晶水,加热至100.1℃时失去结晶 水,成为无水草酸。有毒,对人体有害。有吸湿性,易溶于乙醇、溶于水、微溶于乙醚。不溶于苯和氯仿。
草酸能与许多金属形成溶于水的络合物。由于分子中是由两个羧基直接相连,它的酸性比其它二元有机酸都强,酸性是 醋酸的10000倍。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。在酸性溶液中草酸可定量地被高锰酸钾氧 化,使高锰酸钾溶液还原成2价锰而褪色,又带结晶水的草酸是容易纯化的结晶体,常用于容量分析中。在189.5℃或遇 浓硫酸会分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。实验室可以利用草酸受热分解来制取一氧化碳气体。在人尿中也含有少量 草酸,草酸钙是尿道结石的主要成分。

化学性质

草酸广泛分布于自然界的植物中,多数以草酸盐的形式存在。C.W.Scheele于1776年首次制得草酸。
草酸是二元羧酸中最强的酸。除具有一般羧酸的性质外,还具有还原性,能将七价锰定量还原为二价锰,此一性质常用作高锰酸盐的定量分析。5C2H2O4+2KMnO4+3H2SO4→K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2。
草酸也可将三价铁还原为二价铁,由于二价铁易溶于水,可将衣物上的铁锈除去。
草酸与五氯化磷反应可生成磷酰氯。C2H2O4+PCl5→POCl3+CO2+CO+2HCl。
草酸能与许多金属反应生成草酸盐,除碱金属盐和二价铁盐外,其余草酸盐均难溶于水。某些金属盐虽然难溶于水,但能生成溶于水的络合物。Fe2(C2O4)3+3K2C2O4+6H2O→2K3[Fe(C2O4)3]·6H2O。
碱金属和碱土金属草酸盐加热时失去一氧化碳而生成碳酸盐,碳酸盐继续加热又分解为氧化物和二氧化碳。镍、钴和银的草酸盐加热,最后生成金属,而非金属氧化物。
草酸加热的分解产物为二氧化碳、一氧化碳和水。
草酸及草酸盐有毒。小鼠经口LD502000~4000mg/kg。

含草酸多的食物

菠菜、苋菜、空心菜、芥菜、木耳菜、韭菜、蕹菜、洋葱、茭白、竹笋等草酸含量就很高,茶、葡萄、花生、可可、土 豆、大豆、李子、大米等也含有少量草酸,而黄瓜、南瓜、西瓜、丝瓜等则完全不含草酸。
每100克菠菜和苋菜中含草酸分别为606毫克和1142毫克,木耳菜含1150毫克,空心菜中含691毫克,芥菜中含471毫克。

制备方法

1,在2MPa及150℃下,使一氧化碳(来自煤气发生炉、生产黄磷的或合成氨的尾气)与氢氧化钠反应,生成甲酸钠,浓缩至700g╱L左右,再脱氢生成草酸钠,加入硫酸铅,生成草酸铅,用硫酸酸化得草酸。
一氧化碳与氢氧化钠反应制备草酸
2,以乙二醇为原料,在120℃下用空气进行液相催化氧化,然后重结晶精制,可制得草酸。或用混酸(30%~40%硫酸+20%~25%硝酸) 及五氧化二钒催化氧化,此时可在较低温度(50~70℃)下进行。
3,利用碳水化合物为原料,如玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、玉米芯、糖蜜等,在70~80℃下用硝酸氧化,可制得草酸。6H12O6+12HNO3→3C2H2O4·2H2O+3H2O+3NO+9NO2。
4,以丙烯为原料,用硝酸(或混酸)进行氧化,生成α-硝基丙酸,再用空气氧化,可制得草酸。
α-硝基丙酸氧化制备草酸
5,以木屑为原料,用碱石灰在250~280℃ 共熔,生成草酸盐,用热水浸提,浓缩,结晶,最后重结晶,可制得草酸。
6,以一氧化碳、氧和水为原料,在乙醇介质中,在1.0~1.5MPa及115℃下,在钯催化剂作用下进行反应,可制得草酸。

草酸钙结石

草酸钙结石也叫尿路结石,研究显示,在尿路结石患者中,结石成分以草酸钙为主的占70%~80%。
草酸是草本植物常具有的成分,容易通过呼吸道、消化道和皮肤黏膜进入人体。因为具有强酸的性质,成年人误服2克-5 克就有可能导致死亡。科学研究证实,给妊娠期母羊每日喂食草酸6克-12克,草酸可以通过胎盘屏障,致使羊羔肾脏出 现草酸盐结晶沉积。
医学界在分析成人泌尿系统结石病因时发现,部分女性为追求苗条的身材,长期限食肉类和主食,主要替代品是水果和 蔬菜,水果和蔬菜中过多的草酸,促使她们成为尿路结石患者。草酸盐结石一旦形成,很难自行溶解消失。
防止草酸钙结石的形成,一定要注意调整饮食结构,不仅要减少食物中的草酸,还要防止饮食中草酸含量高的食物和钙 含量高的食物同食,如菠菜和含钙高的豆制品、牛奶,就是容易形成草酸钙的食物搭配。在钙和草酸的比例为1:2时, 最易形成草酸钙结石。如果一定要这样食用,可以将高草酸蔬菜放入沸水中浸泡1分钟,待草酸溶解于水后再食用。如果 平时常规服用钙剂以补充钙的人,那就更要注意了,除了对高草酸食物进行上述处理外,服药时间最好和吃饭时间错开2 个小时以上。
另外,木糖醇进入体内后最终代谢成草酸经肾脏排泄,如果短时大量或长时间摄入木糖醇,可使血清草酸水平骤然或缓 慢升高,超出生理饱和度后易形成结晶沉积到肾脏,导致肾损害,甚至出现急性肾功能衰竭。

草酸的提纯

草酸用作沉淀钙、钍和稀土元素,用作钽、铌熔块的浸出,用作掩蔽剂,用作高锰酸钾、硫酸铈标准溶液的标定,显微微晶分析检验钠和其他许多元素,在精制甲醇和甘油作为脱色剂。
市售草酸试剂中常含有草酸钙,可以直接用于一般用途,或者只从水溶液重结晶提纯。
草酸提纯方法:
(1) 除去硫酸根结晶法
称取60g待提纯草酸于500ml烧杯中,加入100ml去离子水溶解并加热至40~50℃溶解完全后,加入10g活性炭并搅拌20 min,如有硫酸根,可加入少量氢氧化钡使其沉淀,趁热用布氏漏斗抽滤,滤液浓缩 (温度不宜过高) 至50ml时取下冷却。在不断搅拌下结晶析出,用布氏漏斗抽滤析出的结晶,用少量冷水洗涤两次,于30~40℃真空干燥箱中干燥,每半小时搅拌一次直至不粘勺时为止,贮存于磨口试剂瓶中。
(2) 水重结晶法
将100g二水合草酸溶解于700ml沸水中,煮沸2~3min。将上层清液倾出,加入30ml浓盐酸后冷却。将析出的草酸用水重结晶、抽滤、干燥。

草酸中毒

草酸、草酸钾、草酸钠或草酸铵都是常见的化合物。草酸为无色透明结晶体,常用以去除墨水或铁锈渍,清洗金属器皿;在草帽工厂用作漂白剂。由于与硫酸镁性状相似,可发生误服中毒,用以自杀者较之误服案例为多。草酸味酸苦,故罕见于他杀。有将草酸注入子宫堕胎而发生中毒的例案。某些植物,如大黄叶或嫩茎,酸苜蓿及酢酱草等中含有草酸盐,人(多为小儿)、畜食用过多也可引起中毒。草酸致死量为5~15g,因易发生呕吐,故实际中毒死者,多吞服15~30g以上。草酸及浓草酸盐溶液对胃肠粘膜有腐蚀作用,溶液浓度减少,局部作用随之减轻。草酸易从胃肠道吸收,吞服大量后,口腔、咽喉、食管灼疼,上腹痛,立即放射为全腹痛、严重的恶心、呕吐,可于数分钟内死于休克。中毒时间稍长者,由于草酸与组织和血中钙离子相结合而产生低血钙症,因而出现肌肉震颤,阵挛性抽搐,影响心脏,出现心跳减慢和心律不齐。这方面毒理与氟化物中毒相似。草酸钙经肾脏排泄,造成肾脏损害,引起少尿、无尿,损害输尿管及膀胱引起血尿和尿痛。慢性草酸盐中毒可在尿道内产生结石。
参考资料:中国医学百科全书编辑委员会 编;郭景元 主编.中国医学百科全书·六十六 法医学。

急救

此化学品如触及眼和皮肤,应迅速用大量水冲洗; 如大量吸入,立即移离现场至新鲜空气处,必要时,进行人工呼吸; 如被吞服,给予医学注视,服以大量水,迅速洗胃,然后对症处理。

防护措施

生产操作和使用时须穿防护工作服,以防止皮肤反复或长时间接触。戴防护眼镜,以防止眼接触。对于在生产过程中产生的氧化氮气体,需采取措施先吸收后排放。工作服如受污染,应每天更换。可渗透的工作服如被弄湿,迅速脱去。

医学监护

就业前和定期体检时,应检查皮肤、呼吸道和肾功能。如尿中出现草酸盐结晶增多,有助于确定口服中毒,应注意随访。血钙和血草酸盐含量的测定也适于此目的。

贮存

用玻璃瓶、木桶、多层纸袋或金属桶盛装,防止机械性损坏。置阴凉、通风、干燥处,密封保存。最好使用露天仓库。远离任何可能发生严重火灾的地方。与氧化剂隔开。

灭火措施

火灾时用干粉灭火剂、雾状水、CO2或抗溶性泡沫灭火。泡沫和水对熔解的草酸会引起沸溢现象。可用水使暴露在火中的容器保持冷却; 也可用水将溢漏物冲离火区。

废弃物建议处理方法

预处理包括与石灰石或氧化钙发生化学反应,生成草酸钙。然后煅烧,并用微粒收集装置收集氧化钙供再使用。

化学性质 

无色透明结晶。 易溶于乙醇,溶于水,微溶于乙醚,不溶于苯和氯仿。

用途 

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

用途 

用作分析试剂

用途 

用作实验试剂、色谱分析试剂、染料中间体及标准物质

用途 

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。

生产方法 

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.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,此法分为液相法和气相法两种,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%)510kg/t、硫酸(100%)950kg/t、烧碱(100%)920kg/t。

类别

有毒物品

毒性分级

中毒

急性毒性

口服- 大鼠 LD50: 7500 毫克/ 公斤; 腹腔- 小鼠 LD50: 270 毫克/ 公斤

刺激数据

皮肤- 兔子 500 毫克/ 24小时 轻度; 眼- 兔子 0.25 毫克/ 24小时 重度

可燃性危险特性

可燃;燃烧放出刺激烟雾

储运特性

库房通风低温干燥; 与氧化剂、酸类、碱类、食品添加剂分开存放

灭火剂

砂土, 干粉, 雾状水,二氧化碳

职业标准

TLV-TWA 1 毫克/ 立方米; STEL 2 毫克/ 立方米

安全信息

危险品标志 
Xn
危险类别码 
21/22-63-34-41
安全说明 
24/25-23-36/37/39-27-26-39-37-36-36/37
危险品运输编号 
UN 3261 8/PG 3
WGK Germany 
1
RTECS号
RO2450000
TSCA 
Yes
HazardClass 
8
PackingGroup 
III
海关编码 
29171110
毒害物质数据
144-62-7(Hazardous Substances Data)
毒性
LD50 orally in Rabbit: 375 mg/kg

MSDS

  • 语言: Chinese提供商: 乙二酸
  • 语言: English提供商: SigmaAldrich
  • 语言: English提供商: ACROS
  • 语言: Chinese提供商: ALFA
  • 语言: English提供商: ALFA
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