草酸，即乙二酸，最簡單的有機二元酸之一。結(jié)構(gòu)簡式HOOCCOOH。它一般是無色透明結(jié)晶，對人體有害，會使人體內(nèi)的酸堿度失去平衡，影響兒童的發(fā)育，草酸在工業(yè)中有重要作用，草酸可以除銹。草酸遍布于自然界，常以草酸鹽形式存在于植物如伏?；ā⒀蛱悴?、酢漿草和酸模草的細(xì)胞膜，幾乎所有的植物都含有草酸鹽。

基本信息

中文名稱：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：101～102℃

密度：(d18.54)1.653

外觀：無色單斜片狀

安全性描述：低毒

結(jié)構(gòu)簡式：HOOCCOOH

管制信息：本品不受管制

草酸是生物體的一種代謝產(chǎn)物，廣泛分布于植物、動物和真菌體中，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。

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。相對密度(d18.54)1.653。熔點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:-COOH(羧基)

溶液中離子組分:C2O4(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 205-634-3

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:α型，189.5℃，β型:182℃

沸點: [分子立體模型] 沸點150℃(升華)。

相對密度: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溶劑，草酸根有很強的配合作用，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，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，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 。

草酸在100℃開始升華，125℃時迅速升華，157℃時大量升華，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10000 倍，是有機酸中的強酸。其一級電離常數(shù)Ka1=5.9×10^-2 ，二級電離常數(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

草酸根具有很強的還原性，與氧化劑作用易被氧化成二氧化碳和水[1]?？梢允顾嵝愿咤i酸鉀(KMnO4)溶液褪色，并將其還原成2價錳離子。這一反應(yīng)在定量分析中被用作測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℃或遇濃硫酸會分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。

H2C2O4====CO2↑+CO↑+H2O

實驗室可以利用此反應(yīng)來制取一氧化碳?xì)怏w。

草酸氫銨200度時分解為二氧化碳、一氧化碳、氨氣和水

毒性

草酸有毒。對皮膚、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 GB/T 1626-2008

草酸技術(shù)要求

草酸遍布于自然界，常以草酸鹽形式存在于植物如伏?；?、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。

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。

5.丙烯氧化法 氧化過程分兩步進行。第一步用硝酸氧化，使丙烯轉(zhuǎn)化為α-硝基乳酸;然后進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)級草酸二水化合物，以丙烯計總收率大于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。