草酸

草酸是一种有机化合物，也是一种二元羧酸。它天然存在于许多植物、绿叶蔬菜、蔬菜以及水果、可可、坚果和种子中。它在固态下无味无色，可溶于水。然而，当它被纯化时，它会变成一种白色结晶物质。此外，它比草酸更酸。

此外，草酸也产生于人体内，当乙醛酸或抗坏血酸代谢后，通过尿液排出体外。此外，它具有高度腐蚀性，与其他物质相比毒性更大。因此，在使用后应妥善处理。

草酸的化学式

草酸是一种α, ω-二羧酸，其化学式或分子式为C₂H₂O₄ 或 (COOH) ₂ 或 HOOCCOOH，分子量为90.03 g/mol。它也被称为乙二酸，是草酸盐 (1- ) 和草酸盐的共轭酸。它是最简单的二羧酸，由两个羧酸基团 (COOH) 直接连接或键合到彼此的碳原子上，如下图所示。

草酸以其无水形式或脱水形式存在于两种不同的多晶型物中。其中一种具有氢键，有助于在分子间形成链状结构。另一种多晶型物也具有氢键，但在这种类型中，这种键合导致在分子间形成片状结构。

草酸的物理性质

• 在固态下，它呈现为白色晶体。
• 草酸的摩尔质量为126克/摩尔。
• 其密度为1.90 g/cm³
• 其熔点约为190摄氏度。

草酸的化学性质

• 草酸是一种强有机酸，可以从其盐中去除碳酸和各种其他酸。
• 由于其酸性和亲水性，它常用于酯化反应。它比乙酸更强，因此在化学反应中很容易产生各种酰氯、酰胺、盐、酯衍生物等。
• 它本质上是二元酸，因为它能捐出两个氢离子 (H⁺)，这也由其结构简式：COOH-COOH 所示。
• 当它在150摄氏度加热时，会发生脱羧反应，形成甲酸并释放二氧化碳，如下所示
  HOOC-COOH →HCOOH + CO₂
• 当它与浓硫酸一起加热时，会分解形成二氧化碳、一氧化碳和水。反应如下所示
  HOOC-COOH + conc. H₂SO₄ → CO₂ + CO + H₂O
• 当它与甘油反应时，会形成甲酸，但这取决于实验条件。例如，如果它与甘油在530 K反应，则会形成烯丙醇。
• 它被酸化高锰酸钾氧化形成二氧化碳和水，如下所示
  HOOC-COOH + (O) → 2CO₂ + H₂O

草酸的用途

草酸提供了很多用途。下面描述了它的一些常见和主要用途

清洁剂：它被广泛用于清洁最顽固的污渍。它存在于各种清洁产品、漂白剂和洗涤剂中。它也适用于抛光石头和处理旧木材。

工业用途：在工业中，它用于矿物加工。它也用于对设备进行消毒，以及在纺织工业中用于漂白目的。

药用：在制药行业，它也被用于纯化和稀释一些化学物质。

还原剂：它也用于显影照相胶片。

水处理：它也需要用于废水处理，因为它可以轻松去除水中的钙沉积物。

除锈：它也用于除锈过程，从中去除各种铁制品上的锈迹。

染料：它也需要用于形成染料的过程。

草酸的制备

草酸的实验室制备

草酸的制备非常容易。它是通过用浓硝酸氧化一些碳水化合物制备的。步骤如下

1. 将10克蔗糖加入250毫升锥形瓶中。
2. 现在将50毫升浓硝酸加入烧瓶中，并在沸水浴上加热。它会加热混合物，糖溶解。
3. 现在从加热处取下烧瓶，放在桌子上。
4. 15分钟后，将溶液加入蒸发皿中。
5. 让酸溶液在沸水浴中加热蒸发，直到其体积减少到10毫升。
6. 让溶液使用冰水混合物冷却。
7. 草酸以晶体形式形成。
8. 收集晶体，产率约为3.5克草酸。

草酸的工业制备

1. 将甲酸钠在400摄氏度的温度下加热形成草酸钠。
2. 现在，将草酸钠加入水中和氢氧化钙的溶液中。它会导致形成氢氧化钠和草酸钙作为沉淀，如下所示
   草酸钠 + 水溶液Ca(OH)₂ → 草酸钙 + NaOH
3. 将获得的溶液过滤，并与稀硫酸反应以释放草酸，如下面的反应所示
   草酸钙 + H₂SO₄ → 草酸 + CaSO₄
   硫酸钙作为沉淀物被过滤掉，草酸从滤液中结晶为二水合物。

健康危害

草酸是一种强酸，具有高毒性。如果意外摄入，它可能会引起严重的症状，如呕吐、腹泻、肾损伤、昏迷、休克等。它也可能引起眼睛、皮肤、粘膜的刺激，也可能影响肾脏。

草酸的毒性源于它与组织中的钙反应形成草酸钙。它会扰乱钙和钾的比例，并可能导致草酸盐在肾小管中积累，从而导致肾脏损伤。