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草酸是什么物质?有哪些用途?

草酸别名乙二酸,是一种有机物,化学式为H₂C₂O₄,是生物体的一种代谢产物,二元弱酸,广泛分布于植物、动物和真菌体中,并在不同的生命体中发挥不同的功能。草酸为无色单斜片状或棱柱体结晶或白色粉末,氧化法草酸无气味,合成法草酸有味。研究发现百多种植物富含草酸,尤以菠菜、苋菜、甜菜、马齿苋、芋头、甘薯和大黄等植物中含量最高,由于草酸可降低矿质元素的生物利用率,在人体中容易与钙离子形成草酸钙导致肾结石,所以草酸往往被认为是一种矿质元素吸收利用的拮抗物。其酸酐为三氧化二碳。

草酸图片

草酸的来源和制取

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。草酸是植物特别是草本植物常具有的成分,多以钾盐或钙盐的形式存在。秋海棠、芭蕉中以游离酸的形式存在。

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。

草酸用途:

1、草酸主要用作还原剂和漂白剂;

2、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。

3、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。

4、用于金属表面清洗和处理,稀土元素提取、纺织印染、皮革加工、催化剂制备等。

5、在有机合成工业主要用于生产对苯二酚、季戊四醇、草酸钴、草酸镍、没食子酸等化工产品。

6、塑料工业用于生产聚氯乙烯、氨基塑料、脲醛塑料、漆片等。

7、染料工业用于制造盐基品绿等。

8、印染工业可代替乙酸,用作色素染料的显色助染剂、漂白剂。

9、医药工业用于制造金霉素、土霉素、四环素、链霉素、麻黄素。

10、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。

11、草酸可用来除锈。并且生成的酸式草酸盐溶解度很大。

12、草酸锑可作媒染剂,草酸铁铵是印制蓝图的药剂。

草酸的危害及注意事项

1、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。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,影响钙与锌的吸收。

2、过量摄入草酸会造成结石。

3、草酸可以除锈,但有一定毒性。使用时,皮肤接触草酸后, 应及时用水清洗。浓度高的草酸容易腐蚀手。

4、草酸对不锈钢有较强的腐蚀性。

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