草酸

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_草酸

草酸是生物體的一種代謝產(chǎn)物，廣泛分布于植物、動(dòng)物和真菌體中，并在不同的生命體中發(fā)揮不同的功能。 研究發(fā)現(xiàn)百多種植物富含草酸，尤以菠菜、莧菜、甜菜、馬齒莧、芋頭、甘薯和大黃等植物中含量最高，由于草酸可降低礦質(zhì)元素的生物利用率，在人體中容易與鈣離子形成草酸鈣導(dǎo)致腎結(jié)石，所以草酸往往被認(rèn)為是一種礦質(zhì)元素吸收利用的拮抗物。

中文名                草酸           英文名        Oxalic acid;Ethanedioic acid        別    稱              乙二酸
化學(xué)式          H2C2O4         分子量                             90.04                            熔    點(diǎn)             101～102℃
密    度         1.653g/mL       外    觀                      無色單斜片狀                     安全性描述    低毒
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式  HOOCCOOH    管制信息                  本品不受管制                     酸    性             弱酸性

性狀

無色單斜片狀或棱柱體結(jié)晶或白色粉末、氧化法草酸無氣味、合成法草酸有味。150～160℃升華。在高熱干燥空氣中能風(fēng)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，不溶于苯、氯仿和石油醚。0.1mol/L溶液的pH值為1.3。相對(duì)密度(d18.54)1.653。熔點(diǎn)101～102℃(187℃，無水)。低毒，半數(shù)致死量(兔，經(jīng)皮)2000mg/kg。

理化常數(shù)

結(jié)構(gòu)：見右圖
官能團(tuán)：—COOH（羧基）
溶液中離子組分：C2O42-（草酸根離子），H+（氫離子）， HC2O4-(草酸氫根離子)
CAS No.：144-62-7；6153-56-6（二水合物）
EINECS號(hào) 205-634-3 [1] 
性狀：無色透明結(jié)晶或粉末。其晶體結(jié)構(gòu)有兩種形態(tài)，即α型（菱形）和β型（單斜晶形）。無嗅，味酸。
熔點(diǎn)：α型，189.5℃，β型：182℃
沸點(diǎn)： [分子立體模型] 沸點(diǎn)150℃(升華)。
相對(duì)密度：1.653（二水物），1.9（無水物）。α型：1.900，β型：1.895
折射率：1.540
穩(wěn)定性：189.5℃分解
溶解情況：易溶于乙醇。溶于水。微溶于乙醚。不溶于苯和氯仿。

化學(xué)性質(zhì)

草酸又名乙二酸，廣泛存在于植物源食品中。草酸是無色的柱狀晶體，易溶于水而不溶于乙醚等有機(jī)溶劑，
草酸根有很強(qiáng)的配合作用，是植物源食品中另一類金屬螯合劑。當(dāng)草酸與一些堿土金屬元素結(jié)合時(shí)，其溶解性大大降低，如草酸鈣幾乎不溶于水。因此草酸的存在對(duì)必須礦質(zhì)的生物有效性有很大影響；當(dāng)草酸與一些過渡性金屬元素結(jié)合時(shí)，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℃開始升華，125℃時(shí)迅速升華，157℃時(shí)大量升華，并開始分解。
可與堿反應(yīng)，可以發(fā)生酯化、酰鹵化、酰胺化反應(yīng)。也可以發(fā)生還原反應(yīng)，受熱發(fā)生脫羧反應(yīng)。無水草酸有吸濕性。草酸能與許多金屬形成溶于水的絡(luò)合物。
酸性
草酸的酸性比醋酸（乙酸）強(qiáng)10000 倍，是有機(jī)酸中的強(qiáng)酸。其一級(jí)電離常數(shù)Ka1=5.9×10^-2 ，二級(jí)電離常數(shù)Ka2=6.4×10^-5。具有酸的通性。能與堿發(fā)生中和，能使指示劑變色，能與碳酸根作用放出二氧化碳。
例如：H2C2O4+Na2CO3==Na2C2O4+CO2↑+H2O
H2C2O4+Zn==ZnC2O4+H2↑
還原性
草酸根具有很強(qiáng)的還原性，與氧化劑作用易被氧化成二氧化碳和水[1]。可以使酸性高錳酸鉀（KMnO4）溶液褪色，并將其還原成2價(jià)錳離子。這一反應(yīng)在定量分析中被用作測(cè)定高錳酸鉀濃度的方法。草酸還可以洗去濺在布條上的墨水跡。
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
H2C2O4+NaClO==NaCl+2CO2↑+H2O
不穩(wěn)定性
草酸在189.5℃或遇濃硫酸會(huì)分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。
H2C2O4====CO2↑+CO↑+H2O
實(shí)驗(yàn)室可以利用此反應(yīng)來制取一氧化碳?xì)怏w。
草酸氫銨200度時(shí)分解為二氧化碳、一氧化碳、氨氣和水
毒性
草酸有毒。對(duì)皮膚、粘膜有刺激及腐蝕作用，極易經(jīng)表皮、粘膜吸收引起中毒。空氣中最高容許濃度為1m g/m3。
酯化反應(yīng)
乙二酸可以跟醇反應(yīng)生成酯。比如乙二酸跟乙醇反應(yīng)生成乙二酸二乙酯。

質(zhì)量指標(biāo)

中華人民共和國(guó) GB/T 1626-2008

存在

草酸遍布于自然界，常以草酸鹽形式存在于植物如伏牛花、羊蹄草、酢漿草和酸模草的細(xì)胞膜，幾乎所有的植物都含有草酸鈣。草酸是植物特別是草本植物常具有的成分，多以鉀鹽或鈣鹽的形式存在。秋海棠、芭蕉中以游離酸的形式存在。

常見草酸鹽

1、草酸鈉2、草酸鉀3、草酸鈣4、草酸亞鐵5、草酸銻6、草酸氫銨7、草酸鎂8、草酸鋰

工業(yè)制法

草酸工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有：甲酸鈉法、氧化法、羰基合成法、乙二醇氧化法、丙烯氧化法、一氧化碳偶聯(lián)法。
1.甲酸鈉法一氧化碳凈化后在加壓情況下與氫氧化鈉反應(yīng)，生成甲酸鈉，然后經(jīng)高溫脫氫生成草酸鈉，草酸鈉再經(jīng)鉛化（或鈣化）、酸化、結(jié)晶和脫水干燥等工序，得到成品草酸。一氧化碳與氫氧化鈉合成壓力一般為1.8-2.0MPa。脫氫溫度為400℃。
2.氧化法以淀粉或葡萄糖母液為原料，在礬觸媒存在下，與硝酸-硫酸進(jìn)行氧化反應(yīng)得草酸。廢氣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經(jīng)提純到90%以上，在鈀催化劑存在下與丁醇發(fā)生羰基化反應(yīng)，生成草酸二丁酯，然后通過水解得到草酸，此法分為液相法和氣相法兩種，氣相法反應(yīng)條件較低，反應(yīng)壓力為300-400kPa。而液相法反應(yīng)壓力為13.0-15.0MPa。
4.乙二醇氧化法以乙二醇為原料，在硝酸和硫酸存在下，用空氣氧化而得。

關(guān)于草酸小知識(shí)

5.丙烯氧化法 氧化過程分兩步進(jìn)行。第一步用硝酸氧化，使丙烯轉(zhuǎn)化為α-硝基乳酸；然后進(jìn)一步催化氧化得到草酸。第二步也可采用混酸為氧化劑。丙烯氧化法生產(chǎn)工業(yè)級(jí)草酸二水化合物，以丙烯計(jì)總收率大于90%。
原料消耗定額：焦炭（84%）510kg/t、硫酸（100%）950kg/t、燒堿（100%）920kg/t。
自然界中草酸通常以鹽的形式存在于許多植物細(xì)胞膜中。從前工業(yè)上用木屑和強(qiáng)堿在240～250℃共熔，首先制取草酸鹽，再經(jīng)酸化即得草酸。后來，采用甲酸鈉脫氫法生產(chǎn)草酸。工業(yè)上取一氧化碳(如黃磷生產(chǎn)尾氣)經(jīng)苛性鈉吸收后，制得甲酸鈉，后者在380℃下脫氫得到草酸鈉，再經(jīng)石灰、硫酸處理，制成草酸。

檢測(cè)方法

按GB1626-88中規(guī)定的分析方法測(cè)試。
草酸含量（以H2C2O4*2H2O計(jì)） 以酚酞為指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定。
硫酸根（以SO4計(jì)）試樣中加入碳酸鈉使草酸中硫酸根生成硫酸鹽。為熱使草酸及草酸鹽分解，殘留物溶液，加入氯化鋇溶液生成硫酸鋇，進(jìn)行比濁。
灰分的測(cè)定按GB7531進(jìn)行測(cè)定。
重金屬（以Pb計(jì)）按GB7531進(jìn)行測(cè)定。
鐵（以FE計(jì)）按GB3049進(jìn)行測(cè)定。
氯化物（以Cl計(jì)）在硝酸酸性溶液中，氯化物與硝酸銀生成氯化銀，而后進(jìn)行比濁。

具體用途

絡(luò)合劑、掩蔽劑、沉淀劑、還原劑。分析中用以檢定和測(cè)定鈹、鈣、鉻、金、錳、鍶、釷等金屬離子。顯微微晶分析檢驗(yàn)鈉和其他元素。沉淀鈣、鎂、釷和稀土元素。校準(zhǔn)高錳酸鉀和硫酸鈰溶液的標(biāo)準(zhǔn)溶液。漂白劑。助染劑。也可用來除去衣服上的鐵銹建筑行業(yè)在涂刷外墻涂料前、由于墻面堿性較強(qiáng)應(yīng)先涂刷草酸除堿。
醫(yī)藥工業(yè)用于制造金霉素、土霉素、四環(huán)素、鏈霉素、冰片、維生素B12、苯巴比妥等藥物。印染工業(yè)用作顯色助染劑、漂白劑、醫(yī)藥中間體。塑料工業(yè)用于生產(chǎn)聚氯乙烯、氨基塑料、脲醛塑料。 [3] 
用作酚醛樹脂合成的催化劑，催化反應(yīng)溫和，過程比較平穩(wěn)，持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)。草酸丙酮溶液能催化環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)，縮短固化時(shí)間。也用作合成脲醛樹脂、三聚氰胺甲醛樹脂的pH值調(diào)節(jié)劑。還可加入聚乙烯醇縮甲醛水溶性膠黏劑中提高干燥速度和粘接強(qiáng)度。亦用作脲醛樹脂的固化劑、金屬離子螯合劑。可用作KMnO4氧化劑制備淀粉膠黏劑的促進(jìn)劑，加快氧化速度，縮短反應(yīng)時(shí)間。

作漂白劑

草酸主要用作還原劑和漂白劑，用于生產(chǎn)抗菌素和冰片等藥物以及提煉稀有金屬的溶劑、染料還原劑、鞣革劑等。
草酸還可用于鈷-鉬-鋁催化劑的生產(chǎn)、金屬和大理石的清洗及紡織品的漂白。
用于金屬表面清洗和處理，稀土元素提取、紡織印染、皮革加工、催化劑制備等。

作還原劑

在有機(jī)合成工業(yè)主要用于生產(chǎn)對(duì)苯二酚、季戊四醇、草酸鈷、草酸鎳、沒食子酸等化工產(chǎn)品。
塑料工業(yè)用于生產(chǎn)聚氯乙烯、氨基塑料、脲醛塑料、漆片等。
染料工業(yè)用于制造鹽基品綠等。
印染工業(yè)可代替乙酸，用作色素染料的顯色助染劑、漂白劑。
醫(yī)藥工業(yè)用于制造金霉素、土霉素、四環(huán)素、鏈霉素、麻黃素。
此外，草酸還可用于合成各種草酸酯、草酸鹽和草酰胺等產(chǎn)品，而以草酸二乙酯及草酸鈉、草酸鈣等產(chǎn)量最大。

作媒染劑

草酸銻可作媒染劑，草酸鐵銨是印制藍(lán)圖的藥劑。

除銹功能

草酸可用來除銹。不過使用時(shí)要小心，草酸對(duì)不銹鋼有較強(qiáng)的腐蝕性。濃度高的草酸也容易腐蝕手。并且生成的酸式草酸鹽溶解度很大，但有一定毒性。使用時(shí)，不要吃或喝就行了。 皮膚接觸草酸后，應(yīng)及時(shí)用水清洗。
方法
到賣化學(xué)試劑的店里買一瓶草酸，取一些，用溫水配成溶液，涂在銹漬上擦拭。然后用金相砂紙擦，最后噴涂油漆。賣草酸的店里一般還賣些醫(yī)藥器械，玻璃儀器。

毒性

草酸學(xué)名乙二酸，化學(xué)式HOOC－COOH。在我們身邊，草酸一般用作除銹劑或者可以除去白衣衫上的墨水污跡，而它其實(shí)也是一種可以能致人死命的危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)。可是大家知道平時(shí)愛吃的巧克力中也含有草酸嗎？不要慌張，這種危險(xiǎn)情況極少出現(xiàn)。我們每天都通過許多不同渠道攝入草酸，草酸在很多食品中都有少量存在，而在少數(shù)食品中含量很高。可可就屬于含量最高的食品之一，每100克可可中含有500毫克草酸；綠色蔬菜中的草酸含量一般很高，每100克菠菜含600毫克，大黃含500毫克，甜菜、花生、茶中也有較多的草酸。平均一個(gè)人一天大約攝入150毫克草酸，而純草酸的半致死劑量（LD50），以對(duì)大鼠的影響作計(jì)量，大約為每公斤體重 375 毫克，換算至一個(gè)約 65 公斤的人，大約需要 25 公克的份量。另外，口服的最低致死劑量（LDLo）約為 600 mg/kg。
大黃在美國(guó)曾被稱為“食用大黃”，在過去，人們常把它和糖放在一起燉了吃。大黃最出名的特性是治療便秘,因?yàn)樗心艽碳つc道排出自然毒素的物質(zhì)——草酸。一碗燉爛的大黃里含有的草酸已經(jīng)接近于使人中毒的劑量。第一次世界大戰(zhàn)期間，由于有人把大黃葉當(dāng)作蔬菜吃，以至于草酸中毒身亡。而吃巧克力則無須擔(dān)心，無論你對(duì)巧克力多么喜愛，但巧克力中的草酸含量太低，就算是你吃的無法下咽的時(shí)候，體內(nèi)的草酸含量仍達(dá)不到讓你腹瀉的程度。
在大黃流行的時(shí)候，烹制大黃食品方法層出不窮，曾經(jīng)使用鋁鍋來燉大黃，發(fā)現(xiàn)意想不到的好處：它能把鋁鍋“燉”得很干凈。之所以有這樣的效果，是因?yàn)椴菟崮馨唁X鍋氧化膜和表面金屬溶解掉。當(dāng)然，這種方法還會(huì)使食者攝取鋁元素造成潛在的危害。
草酸這種與金屬相互作用的特性還能解釋其他一些令人驚奇的反常現(xiàn)象，這也是營(yíng)養(yǎng)學(xué)家總是說大黃不利于健康的原因：草酸與一些人體必需的無機(jī)鹽發(fā)生相互作用，比如鐵離子、鎂離子，尤其是鈣離子。在我們?nèi)粘５臓I(yíng)養(yǎng)食譜中，菠菜是一種富含鐵的蔬菜，的確，菠菜里所含有鐵元素要高于其他多數(shù)蔬菜，100克菠菜含有4毫克的鐵！盡管如此，但它所含有的草酸會(huì)使95%的鐵元素不能對(duì)人體產(chǎn)生有益的影響，也就是說人們只能吸收其中的5%的鐵元素。著名卡通人物“大力水手”把他的神力歸功于菠菜，其實(shí)這不過是個(gè)錯(cuò)誤的觀念。有科學(xué)家認(rèn)為，不論采用什么方法，菠菜只能當(dāng)作一種普通的蔬菜來吃，除了能從中得到適量的植物蛋白和一點(diǎn)VC外，很難得到什么無機(jī)鹽營(yíng)養(yǎng)。鎂離子是葉綠素的中心金屬離子，烹調(diào)綠色蔬菜時(shí)倘若蓋上鍋蓋，由于草酸和鎂離子結(jié)合，使炒出來的蔬菜發(fā)黃，所以炒綠色蔬菜時(shí)打開鍋蓋，讓草酸能及時(shí)揮發(fā)出去，保持蔬菜的色澤。
草酸的致命之處在于它能使人體血液中的鈣離子含量降低到臨界水平。大家都知道鈣對(duì)血液保持穩(wěn)定的酸度和黏度起著至關(guān)重要的作用，并對(duì)磷酸鹽在體內(nèi)的運(yùn)送和凝結(jié)也起關(guān)鍵作用。如果草酸中毒了，該如何解毒可能是各位所關(guān)心的！從化學(xué)平衡角度考慮，我們應(yīng)該及時(shí)補(bǔ)充血液中鈣離子，而電視廣告中一度成為熱點(diǎn)的葡萄糖酸鈣恰是對(duì)癥下藥的解毒劑。即使體內(nèi)的草酸含量還不足以使人有性命之憂，但它對(duì)鈣離子的作用還是不容忽視，因?yàn)樗苄纬刹蝗苄缘牟菟徕}，其晶體會(huì)在膀胱、腎臟等器官內(nèi)長(zhǎng)成結(jié)石，使人十分痛苦。雖然我們平時(shí)可以避免過多食用以上食品，但我們不可能完全把草酸排除在體外，因?yàn)槿藗兛梢詮钠渌阔@得。例如著名化學(xué)家鮑林就曾經(jīng)提倡服用大量VC來預(yù)防感冒，非典時(shí)期保健學(xué)家也建議用VC增強(qiáng)身體抵抗力；但物極必反，對(duì)于過剩的VC，我們的體內(nèi)是無法儲(chǔ)存的，而它就可以轉(zhuǎn)化為草酸。所以攝入過量的VC，容易引起腹瀉，甚至可能患上腎結(jié)石。如果平時(shí)我們攝取水的量太少，上述情況就很可能發(fā)生。

危害

草酸的危害和使用時(shí)的注意事項(xiàng)：
草酸在人體內(nèi)不容易被氧化分解掉，經(jīng)代謝作用后形成的產(chǎn)物，屬于酸性物質(zhì)，可導(dǎo)致人體內(nèi)酸堿度失去平衡，吃得過多還會(huì)中毒。
而且草酸在人體內(nèi)如果遇上鈣和鋅便生成草酸鈣和草酸鋅，不易吸收而排出體外，影響鈣與鋅的吸收。
兒童生長(zhǎng)發(fā)育需要大量的鈣和鋅。如果體內(nèi)缺乏鈣和鋅，不僅可導(dǎo)致骨骼、牙齒發(fā)育不良，而且還會(huì)影響智力發(fā)育。
過量攝入草酸還會(huì)造成結(jié)石。

安全信息

危險(xiǎn)品標(biāo)志

Xn Harmful 有害物品

關(guān)于草酸小知識(shí)

安全術(shù)語

S24/25Avoid contact with skin and eyes.避免與皮膚和眼睛接觸。

風(fēng)險(xiǎn)術(shù)語

R21/22Harmful in contact with skin and if swallowed. 皮膚接觸及吞食有害。
 

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