Щавелевая кислота

Щавелевая кислота
Общие
Систематическое наименование	Этандиовая кислота
Хим. формула	C₂H₂O₄
Физические свойства
Состояние	кристаллическое
Молярная масса	90,04 г/моль
Плотность	1,36 г/см³
Термические свойства
Т. плав.	189,5[уточнить] °C
Т. субл.	125[уточнить] °C
Т. разл.	100-130[уточнить] °C
Т. всп.	166 °C
Мол. теплоёмк.	108,8 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования	−817,38 кДж/моль
Энтальпия растворения	−9,58 кДж/моль
Энтальпия сублимации	90,58 кДж/моль
Химические свойства
pKa	1,25; 4,14
Растворимость в воде	10 г/100г (20 °C); 25 г/100г (44,5 °C); 120 г/100г (100 °C)
Структура
Кристаллическая структура	моноклинная
Дипольный момент	0,1·10−30 Кл·м
Классификация
Рег. номер CAS	144-62-7
PubChem	971
Рег. номер EINECS	205-634-3
SMILES	C(=O)(C(=O)O)O
InChI	1S/C2H2O4/c3-1(4)2(5)6/h(H,3,4)(H,5,6) MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N
RTECS	RO2450000
ChemSpider	946
Безопасность
ПДК	0,2 мг/л (в воде водоёмов хозяйств бытового пользования)
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Щаве́левая кислота (этандиовая кислота) НООССООН — двухосновная предельная карбоновая кислота. Принадлежит к сильным органическим кислотам. Обладает всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот. Соли и эфиры щавелевой кислоты называются оксалатами. В природе содержится в щавеле, ревене, карамболе и некоторых других растениях в свободном виде и в виде оксалатов калия и кальция. Впервые щавелевая кислота синтезирована в 1824 году немецким химиком Фридрихом Вёлером из дициана. Щавелевая кислота (или оксалат-ион C₂O₄²⁻) является восстановителем (обесцвечивает раствор KMnO₄).

Получение

В промышленности щавелевую кислоту получают окислением углеводов, спиртов и гликолей смесью HNO₃ и H₂SO₄ в присутствии V₂O₅, либо окислением этилена и ацетилена HNO₃ в присутствии PdCl₂ или Pd(NO₃)₂, а также окислением пропилена жидким NO₂. Перспективен способ получения щавелевой кислоты из CO через формиат натрия:

${\mathsf {NaOH+CO\ {\xrightarrow[{}]{}}\ HCOONa{\xrightarrow[{-H_{2}}]{}}\ NaOOC{\text{-}}COONa\ {\xrightarrow[{}]{H^{+}}}\ HOOC{\text{-}}COOH}}$${\mathsf {NaOH+CO\ {\xrightarrow[ {}]{}}\ HCOONa{\xrightarrow[ {-H_{2}}]{}}\ NaOOC{\text{-}}COONa\ {\xrightarrow[ {}]{H^{+}}}\ HOOC{\text{-}}COOH}}$

Свойства

• Энтальпия сгорания (ΔH⁰_сгор) −251,8 кДж/моль
• Температура декарбоксилирования 166—180 °C

Применение

В лабораториях щавелевую кислоту иногда применяют для получения хлороводорода и иодоводорода:

${\mathsf {H_{2}C_{2}O_{4}+Cl_{2}\rightarrow 2HCl\uparrow +2CO_{2}\uparrow }}$${\mathsf {H_{2}C_{2}O_{4}+Cl_{2}\rightarrow 2HCl\uparrow +2CO_{2}\uparrow }}$

Также щавелевая кислота используется для лабораторного синтеза диоксида хлора:

${\mathsf {2KClO_{3}+H_{2}C_{2}O_{4}\rightarrow K_{2}CO_{3}+2ClO_{2}\uparrow +CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}$${\mathsf {2KClO_{3}+H_{2}C_{2}O_{4}\rightarrow K_{2}CO_{3}+2ClO_{2}\uparrow +CO_{2}\uparrow +H_{2}O}}$

Щавелевая кислота и оксалаты находят применение в текстильной и кожевенной промышленности как протрава. Они служат компонентами анодных ванн для осаждения металлических покрытий — алюминия, титана и олова. Щавелевая кислота и оксалаты являются реагентами, используемыми в аналитической и органической химии. Они входят в составы для удаления ржавчины и оксидных плёнок на металле; применяются для осаждения редкоземельных элементов.

Производные щавелевой кислоты — диалкилоксалаты, главным образом диэтилоксалат и дибутилоксалат — применяются как растворители целлюлозы. Ряд сложных эфиров щавелевой кислоты и замещённых фенолов используются как хемилюминесцентные реагенты.

Щавелевая кислота является хорошим стимулятором работы мышц и нервов.

Опасность

Щавелевая кислота умеренно токсична. Некоторые соли щавелевой кислоты, — оксалаты, в частности, оксалат кальция и оксалат магния очень плохо растворимы в воде и оседают в почечных лоханках в виде конкрементов различного размера (песок, камни), иногда причудливой формы (коралловые камни).

ПДК в воде водоёмов хозяйств бытового пользования — 0,2 мг/л.

Литература

• Тутурин Н. Н.,. Щавелевая кислота // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Арциховский В. М.,. Щавелевая кислота в растениях // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Зефиров Н.С. и др. т.5 Три-Ятр // Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.