Щавелевая кислота

Щавелевая кислота
({{{картинка}}}) ({{{картинка3D}}})
Общие
Систематическое наименование	Этандиовая кислота
Традиционные названия	Щавелевая кислота
Хим. формула	C2H2O4
Рац. формула	HOOC−COOH
Физические свойства
Состояние	Кристаллическое
Молярная масса	90,04 г/моль
Плотность	1,36 г/см³
Термические свойства
Температура
• плавления	189,5[уточнить] °C
• сублимации	125[уточнить] °C
• кипения	100,7 °C
• разложения	100—130[уточнить] °C
• вспышки	166 °C
Мол. теплоёмк.	108,8 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	−817,38 кДж/моль
• сгорания	−251,8 кДж/моль
• растворения	−9,58 кДж/моль
• сублимации	90,58 кДж/моль
Давление пара	0,001 ± 0,001 мм рт.ст.
Химические свойства
Константа диссоциации кислоты $pK_{a}$	1,25; 4,14
Растворимость
• в воде	10 г/100 г (20 °C); 25 г/100 г (44,5 °C); 120 г/100 г (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
ChEBI	16995
Номер ООН	3261
ChemSpider	946
Безопасность
Предельная концентрация	0,2 мг/л (в воде водоёмов хозяйств бытового пользования)
Токсичность	токсична
Сигнальное слово	Опасно
Пиктограммы СГС	Пиктограммы СГС:
NFPA 704	1 3 0
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
Медиафайлы на Викискладе

Щаве́левая кислота, также этандиóвая кислота — органическое соединение, двухосновная предельная карбоновая кислота, с формулой HOOC−COOH, простейшая двухосновная кислота, первый член гомологического ряда двухосновных предельных карбоновых кислот. Принадлежит к сильным органическим кислотам. Обладает всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот. Соли и сложные 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.

Получение

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

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

Применяется также получение из ацетилена в кислой среде с условием холода:

${\ce {C2H2 + KMnO4 + H2SO4 -> HOOC-COOH + MnSO4 +K2SO4 + H2O}}$

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:

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

Также щавелевая кислота используется для лабораторного синтеза диоксида хлора:

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

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.

Опасность

Щавелевая кислота и её соли токсичны. 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.

Концентрированная щавелевая кислота может оказывать вредное воздействие при контакте с ней либо при приёме внутрь. Она не является мутагеном или канцерогеном; может быть опасной в случае вдыхания; опасна и чрезвычайно разрушительна по отношению к биологическим тканям слизистых оболочек и верхних дыхательных путей. Опасна в случае проглатывания; вызывает химические ожоги при контакте с кожей или попадании в глаза. Симптомы включают чувство жжения, кашель, хрипы, ларингит, одышку, спазм, воспаление и отёк гортани, воспаление и отёк бронхов, пневмонит, отёк легких.

У людей щавелевая кислота при приёме перорально имеет минимальную летальную дозу (LD_Lo) 600 мг/кг. Сообщалось, что смертельная оральная доза составляет от 15 до 30 грамм.

Токсичность щавелевой кислоты обусловлена ​​почечной недостаточностью, вызванной осаждением твердого оксалата кальция, основного компонента кальциевых камней в почках. Щавелевая кислота также может вызывать боль в суставах из-за образования в них аналогичных отложений. Приём внутрь этиленгликоля приводит к образованию щавелевой кислоты в качестве метаболита, что, в свою очередь, может привести к острой почечной недостаточности.

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. Химическая энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. — Т. 5: Три — Ятр. — 783 с. — ISBN 5-85270-310-9.