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。
無(wú)色單斜片狀或棱柱體結(jié)晶或白色粉末、
氧化法草酸無(wú)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(wú)水)。低毒,半數(shù)致死量(兔,經(jīng)皮)2000mg/kg。
結(jié)構(gòu):見(jiàn)右圖
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)

草酸分子立體模型
EINECS號(hào) 205-634-3 [1]
熔點(diǎn):α型,189.5℃,β型:182℃
草酸又名乙二酸,廣泛存在于植物源食品中。草酸是無(wú)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(lèi)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(guò)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(kāi)始升華,125℃時(shí)迅速
升華,157℃時(shí)大量升華,并開(kāi)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(wú)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。
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(lái)制取
一氧化碳氣體。
草酸氫銨200度時(shí)分解為二氧化碳、一氧化碳、
氨氣和水
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??諝庵?a target="_blank" href="http://baike.baidu.com/view/1603750.htm">最高容許濃度為1m g/m3。
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。
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℃。
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(guò)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(lái),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。
按GB1626-88中規(guī)定的分析方法測(cè)試。
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。
用作
酚醛樹(shù)脂合成的催化劑,催化反應(yīng)溫和,過(guò)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(shù)脂固化反應(yīng),縮短固化時(shí)間。也用作合成
脲醛樹(shù)脂、
三聚氰胺甲醛樹(shù)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(shù)脂的固化劑、金屬離子
螯合劑??捎米?a target="_blank" href="http://baike.baidu.com/view/1155432.htm">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
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。
作媒染劑
除銹功能
草酸可用來(lái)除銹。不過(guò)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(mài)
化學(xué)試劑的店里買(mǎi)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(mài)草酸的店里一般還賣(mài)些醫(yī)藥器械,玻璃儀器。
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)??墒谴蠹抑榔綍r(shí)愛(ài)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(guò)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??煽删蛯儆诤孔罡叩氖称分唬?00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(chēng)為“食用
大黃”,在過(guò)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(wú)須擔(dān)心,無(wú)論你對(duì)巧克力多么喜愛(ài),但巧克力中的草酸含量太低,就算是你吃的無(wú)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(lái)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?a target="_blank" href="http://baike.baidu.com/view/2045618.htm">鋁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?,F(xiàn)象,這也是營(yíng)養(yǎng)學(xué)家總是說(shuō)
大黃不利于健康的原因:草酸與一些人體必需的
無(wú)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(shuō)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(guò)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(lái)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(wú)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(lái)的蔬菜發(fā)黃,所以炒綠色蔬菜時(shí)打開(kāi)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(guò)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(lái)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(guò)剩的VC,我們的體內(nèi)是無(wú)法儲(chǔ)存的,而它就可以轉(zhuǎn)化為草酸。所以攝入過(guò)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。
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(guò)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。