草酸

    2024-04-13 11:18:16

基本解释

  草酸一般是无色透明结晶,在工业中有重要作用,草酸可以除锈。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。草酸对人体有害,会使人体内的酸碱度失去平衡,影响儿童的发育。

详细解释



  酸 - 性质

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  草酸又名乙二酸,是最简单的二元酸。广泛存在于自然界中,特别是植物中,例如草本植物、大黄属植物、酢浆草、菠菜等,并常以钾盐的形式存在。在人或肉食动物的尿中,草酸以钙盐或草尿酸的形式存在,草酸钙是尿道结石的主要成分。

  草酸分子中两个羧基直接相连,具有一些特殊性质,例如,草酸具有还原性,可使高锰酸钾还原成二价锰,这一反应在定量分析中被用作测定高锰酸钾浓度的方法;草酸还可用作纤维、油脂和制革工业的漂白剂,也是利用它的还原性。

  草酸受热发生脱羧脱水,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。

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  草酸能与许多金属形成溶于水的络合物。草酸可作铁锈、墨水迹的清洗剂和金属抛光剂。草酸可以除锈,到卖化学试剂的店里买一瓶草酸,取一些,用温水配成的溶液在锈渍上擦。卖草酸的店里,一般还卖些医药器械,玻璃仪器。

  草酸锑可作媒染剂,草酸铁铵是印制蓝图的药剂。

  草酸 - 制备

  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。

  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。反应式为:

  CO+NaOH─→HCOONa

  2HCOONa─→(COONa)2+H2

  (COONa)2+Ca(OH)2─→(COO)2Ca+2NaOH

  (COO)2Ca+H2SO4─→(COOH)2CaSO4

  现代工业则主要采用下列三种方法制取。

  碳水化合物氧化法

  淀粉、葡萄糖、糊精和糖蜜等用硝酸在73~80℃下氧化可得草酸。以淀粉为例,纯度为85%(质量)的淀粉被分散于含草酸10%(质量)的水溶液中或其他中间产物的母液中,加热加酸,回流6h,先获得中间产物葡萄糖,再于63℃下加入硝酸和铁-钒催化剂,进一步水解,反应完毕后经精制即得草酸,收率约为63%~65%。此法目前只有美国联合化学公司仍在采用。

  乙二醇氧化法

  为70年代日本三菱瓦斯化学公司所开发。其氧化工艺与淀粉氧化法很相似,首先将浓乙二醇水溶液加热至60℃,然后在强烈搅拌下加入硝酸(或硝酸与硫酸的混酸),在57~60℃,常压或加压下进行反应。当转化至80%~85%时再升温至77℃继续氧化,每批总计反应时间约10~12h。产物经冷却、 结晶、过滤即得纯度为99.9%的草酸,收率90%以上。1kg乙二醇耗硝酸(100%计)2.6kg。

  丙烯氧化法

  为70年代法国罗纳-普朗克公司所开发。过程分两步进行,首先丙烯被硝酸氧化生成 α-硝酸乳酸酯,然后进一步催化氧化得草酸。以丙烯计收率达90%,过程中硝酸分解生成的氮的氧化物经回收可循环使用。反应物经蒸馏除去水,再经结晶和离心分离得工业级草酸二水化合物。

  草酸 - 特性

  危害性

  草酸在人体内不容易被氧化分解掉,经代谢作用后形成的产物,属于酸性物质,可导致人体内酸碱度失去平衡,吃得过多还会中毒。 而且草酸在人体内如果遇上钙和锌便生成草酸钙和草酸锌,不易吸收而排出体外。儿童生长发育需要大量的钙和锌,如果体内缺乏钙和锌,不仅可导致骨骼、牙齿发育不良,而且还会影响智力发育。

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  营养

  我们每天都通过许多不同渠道摄入草酸,草酸在很多食品中都有少量存在,而在少数食品中含量很高。可可就属于含量最高的食品之一,每100克可可中含有500毫克草酸;绿色蔬菜中的草酸含量一般很高,每100克菠菜含600毫克,大黄含500毫克,甜菜、花生、茶中也有较多的草酸。平均一个人一天大约摄入150毫克草酸,而草酸的致死剂量是1500毫克左右。

  毒理学

  1、急性毒性:大鼠经口LD50:7500 mg/kg;小鼠腹腔LC50:270 mg/kg;

  2、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

  3、有腐蚀性,对皮肤和黏膜有刺激性,吸入蒸气、粉尘会引起中毒,吞入后引起肠胃炎、呕吐、腹泻等症状。成人最低致死量为71 mg/kg。

  生态学数据该物质对环境可能有危害,对水体应给予特别注意。该品具有强烈刺激性和腐蚀性。其粉尘或浓溶液可导致皮肤、眼或黏膜的严重损害。具有较强毒性和腐蚀性。草酸对人的最低致死量为71mg/kg,对成年人的致死量为15~30g。人若口服5g草酸及草酸即发生胃肠道炎、虚脱、抽搐和休克等症状以至死亡。吸入草酸蒸气发生慢性中毒者,有极度虚弱、鼻黏膜溃疡、咳嗽、全身疼痛、呕吐及体重减轻等症状并在尿中出现蛋白。

  草酸 - 相关参数

  1、疏水参数计算参考值(XlogP):-0.3

  2、氢键供体数量:2

  3、氢键受体数量:4

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  4、可旋转化学键数量:1

  5、拓扑分子极性表面积(TPSA):74.6

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  6、重原子数量:6

  7、表面电荷:0

  8、复杂度:71.5

  9、同位素原子数量:0

  10、确定原子立构中心数量:0

  11、不确定原子立构中心数量:0

  12、确定化学键立构中心数量:0

  13、不确定化学键立构中心数量:0

  14、共价键单元数量:1

  15、摩尔体积(m3/mol):50.8

  16、等张比容(90.2K):155.3

  17、表面张力(dyne/cm):87.3

  18、极化率(10-24cm3):5.72

  19、摩尔折射率:14.44

  草酸 - 主要用途

  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.酸性催化剂。脱水和缩合试剂,制草酰氯。

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