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Oxalsäure-Pulverist eine Art organische Verbindung, ein Stoffwechselprodukt von Organismen, binäre schwache Säure, weit verbreitet in Pflanzen, Tieren und Pilzen und spielt in verschiedenen Organismen unterschiedliche Funktionen. Studien haben ergeben, dass mehr als 100 Pflanzenarten reich an Oxalsäure sind, insbesondere Spinat, Amaranth, Rote Bete, Portulak, Taro, Süßkartoffel und Rhabarber. Da Oxalsäure die Bioverfügbarkeit mineralischer Elemente verringern kann, kann es im menschlichen Körper leicht zur Bildung von Calciumoxalat mit Calciumionen kommen, was zu Nierensteinen führt. Daher wird Oxalsäure oft als Antagonist der Aufnahme und Verwertung von Mineralstoffen angesehen. Sein Anhydrid ist Kohlenstofftrioxid.
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Chemische Formel |
C2H2O4 |
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Genaue Masse |
90 |
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Molekulargewicht |
90 |
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m/z |
90 (100.0%), 91 (2.2%) |
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Elementaranalyse |
C, 26.68; H, 2.24; O, 71.08 |
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Morphologisch |
flüssig |
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Farbe |
Weiß |
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Schmelzpunkt |
189,5 Grad C (Dez.) (lit.) |
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Siedepunkt |
365,1 Grad C (geschätzt) |
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Dichte |
0,99 g/ml bei 25 Grad C |
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Lagerbedingungen |
Unter + 30 Grad C lagern |
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Löslichkeit Alkohol |
löslich löslich 40 Teile Lösungsmittel |
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Säurekoeffizient (pKa) |
1,23 (bei 25 Grad) |
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Flammpunkt |
101-157 Grad C |
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Löslichkeit H2O |
0,002 mg/ml |
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Dampfdichte |
< 0.01 mm Hg (20 ° C) |
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Brechungsindex |
1,4261 (geschätzt) |
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Oxalsäure-Pulverist eine organische Dicarbonsäure mit der chemischen Formel H2C2O4. Es ist die einfachste Dicarbonsäure und kommt in großem Umfang in Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen vor. Es hat ein breites Anwendungsspektrum in mehreren Bereichen.
Industriesektor
(1) Als Reduktionsmittel und Bleichmittel
Oxalsäure wird in der Industrie häufig als Reduktionsmittel verwendet, das einige Metallionen zu Metallen reduzieren und an der Produktion von Metallen wie Kobalt, Nickel und Kupfer beteiligt sein kann. Im Prozess der Metallextraktion kann Oxalsäure chemische Reaktionen mit Metallionen eingehen, wodurch hochvalente Metallionen zu elementarem Metall reduziert werden, wodurch eine Metallextraktion und -trennung erreicht wird.
Mittlerweile ist Oxalsäure auch ein wirksames Bleichmittel, das zum Bleichen von Zellstoff, Textilien und anderen Materialien verwendet werden kann. Während des Zellstoffbleichprozesses kann Oxalsäure farbige Verunreinigungen aus dem Zellstoff entfernen und so den Weißgrad und die Qualität des Papiers verbessern. Beim Bleichen von Textilien kann Oxalsäure die molekulare Struktur von Pigmenten in Textilien zerstören und so den gewünschten Bleicheffekt erzielen. Darüber hinaus kann Oxalsäure auch zur Herstellung von Katalysatoren, zur Reinigung von Metallen und Marmor sowie zum Bleichen von Textilien verwendet werden.
(2) Reinigungsmittel
Oxalsäure kann verschiedene Metallionen und Mineralien, darunter Kalzium, Magnesium, Aluminium usw., chelatisieren (binden), wodurch sie sich besonders zur Entfernung von Kalkablagerungen und Ablagerungen eignet. Bei der Reinigung von Industrieanlagen kann sich Oxalsäure mit Calcium- und Magnesiumionen auf der Oberfläche der Anlage zu löslichen Oxalaten verbinden, wodurch Ablagerungen und Kalk aufgelöst und entfernt werden und die normale Betriebseffizienz der Anlage wiederhergestellt wird. Oxalsäure spielt beispielsweise eine wichtige Rolle bei der Reinigung von Geräten wie Kesseln und Wärmetauschern.
(3) Farbstoffindustrie
Oxalsäure kann sich mit bestimmten Chemikalien zu Farbstoffen verbinden und als Stabilisator für Farbstoffe wirken, wodurch deren Lebensdauer verlängert wird. Bei der Farbstoffsynthese kann Oxalsäure an chemischen Reaktionen teilnehmen und sich mit anderen Verbindungen verbinden, um Farbstoffmoleküle mit bestimmten Farben zu bilden. In der Zwischenzeit kann Oxalsäure mit bestimmten funktionellen Gruppen in Farbstoffmolekülen interagieren, wodurch die Stabilität des Farbstoffs erhöht und verhindert wird, dass er sich während der Lagerung und Verwendung zersetzt oder verblasst.
(4) Photovoltaikindustrie
Oxalsäure kann zur Herstellung von Siliziumwafern für Solarmodule verwendet werden und trägt so dazu bei, Oberflächendefekte auf den Wafern zu reduzieren. Im Produktionsprozess von Siliziumwafern kann Oxalsäure die Oberfläche von Siliziumwafern chemisch behandeln, um Verunreinigungen und Oxide zu entfernen und die Oberfläche von Siliziumwafern glatter und gleichmäßiger zu machen. Dies kann die photoelektrische Umwandlungseffizienz von Siliziumwafern verbessern, die Reflexion und Streuung von Licht auf der Oberfläche von Siliziumwafern reduzieren und so die Leistung von Solarmodulen steigern.
(5) Lederverarbeitung
Oxalsäure kann als Gerbstoff bei der Lederverarbeitung eingesetzt werden. Es kann in Lederfasern eindringen und chemisch mit Kollagen im Leder reagieren, um eine stabile vernetzte Struktur zu bilden, die das Leder stabiler macht und Fäulnis und Verhärtung verhindert. Mit Oxalsäure gegerbtes Leder weist eine gute Weichheit, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit auf, wodurch die Produktionsanforderungen verschiedener Lederprodukte erfüllt werden können.
(6) Rostentfernungsfunktion
Oxalsäure hat eine Rostentfernungsfunktion und kann zur Rostentfernung verwendet werden. Oxalsäure kann sich mit Metallionen verbinden und chemisch mit Rost (hauptsächlich bestehend aus Eisenoxid) reagieren, um lösliches Eisenoxalat zu erzeugen und so Rost von der Metalloberfläche zu entfernen. Bei der Verwendung von Oxalsäure ist jedoch Vorsicht geboten. Oxalsäure wirkt stark ätzend auf Edelstahl und hohe Konzentrationen an Oxalsäure können leicht zu Korrosion an den Händen führen. Das resultierende saure Oxalat weist eine hohe Löslichkeit, aber eine gewisse Toxizität auf.
Medizinischer Bereich
(1) Arzneimittelherstellung
Oxalsäure wird im pharmazeutischen Bereich häufig verwendet und kann zur Herstellung von Arzneimitteln wie Streptomycin, Oxytetracyclin, Tetracyclin, Streptomycin, Borneol, Vitamin B12, Phenobarbital usw. verwendet werden. Im Prozess der Arzneimittelsynthese kann Oxalsäure als Reaktant oder Katalysator wirken, an chemischen Reaktionen teilnehmen und die Synthese und Umwandlung von Arzneimittelmolekülen fördern. Beispielsweise kann bei der Synthese von Streptomycin Oxalsäure mit bestimmten Zwischenprodukten reagieren, um Vorläuferverbindungen von Streptomycin zu bilden, die weiter verarbeitet und gereinigt werden, um das Endarzneimittel zu erhalten.
(2) Säurebeständigkeit und Schmerzlinderung
Oxalsäure hat eine Antazi-Wirkung, die den Harnsäurespiegel im menschlichen Körper hemmen, bei der Behandlung von Hyperurikämie und Gicht helfen und damit verbundene Symptome lindern kann. Es kann sich an Harnsäure im Körper binden, die Konzentration von Harnsäure verringern und ihre Ablagerung in Gelenken und Nieren verringern, wodurch durch Gicht verursachte Schmerzen und Entzündungen gelindert werden. Darüber hinaus hat Oxalsäure auch eine schmerzstillende Wirkung und kann krankheitsbedingte Schmerzsymptome bei Patienten lindern. Der spezifische analgetische Mechanismus ist jedoch nicht vollständig geklärt und könnte mit der Regulierung der Neurotransmitterfreisetzung oder der Beeinflussung von Entzündungsreaktionen zusammenhängen.
(3) Fördern Sie die Kalziumaufnahme
Oxalsäure-Pulverkann sich mit Kalzium verbinden, um leicht absorbierbares Kalziumoxalat zu bilden, wodurch die Absorptionsrate von Kalzium erhöht und die Knochengesundheit verbessert wird. Unter bestimmten Bedingungen kann die Kombination von Oxalsäure und Calcium einen stabilen Oxalat-Calcium-Komplex bilden. Dieser Komplex weist eine relativ hohe Löslichkeit und Absorptionsrate im Darm auf, wodurch der menschliche Körper mit mehr Kalziumelementen versorgt, das normale Knochenwachstum und die Knochenentwicklung aufrechterhalten und Knochenerkrankungen wie Osteoporose vorgebeugt werden kann.
(4) Verbesserung der Herz-Kreislauf-Gesundheit
Oxalsäure kann den Fettstoffwechsel regulieren, die Ansammlung von Cholesterin im Körper reduzieren und dazu beitragen, das Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen zu senken. Es kann die Synthese, den Abbau und den Transport von Lipiden im Körper beeinflussen, den Spiegel von Lipoproteincholesterin niedriger Dichte (LDL{2}}C) im Blut senken und den Spiegel von Lipoproteincholesterin hoher Dichte (HDL{4}}C erhöhen), wodurch das Blutfettprofil verbessert, das Risiko von Arteriosklerose verringert und die Gesundheit des Herz-Kreislauf-Systems geschützt wird.
Laborbereich
(1) Chemische Reagenzien
Oxalsäure ist ein wichtiges chemisches Reagens im Labor, das häufig bei der Herstellung anderer Chemikalien wie Oxalatester, Oxalatanhydride, Diethyloxalat, Natriumoxalat usw. verwendet wird. In organischen Syntheseexperimenten kann Oxalsäure mit anderen Alkoholverbindungen Veresterungsreaktionen eingehen, um verschiedene Oxalatester zu erzeugen, die breite Anwendung in Bereichen wie Duftstoffen, Beschichtungen, Kunststoffen usw. finden. Darüber hinaus kann Oxalsäure auch zur Herstellung von Oxalsäureanhydrid verwendet werden.
Dabei handelt es sich um ein wichtiges organisches Zwischenprodukt, das zur Synthese verschiedener organischer Verbindungen verwendet werden kann.
(2) An chemischen Reaktionen teilnehmen
Oxalsäure kann im Labor als Reduktionsmittel dienen und an verschiedenen chemischen Reaktionen teilnehmen. Beispielsweise kann es dazu führen, dass die saure Kaliumpermanganatlösung verblasst und zu zweiwertigen Manganionen reduziert wird, was als Methode zur Bestimmung der Kaliumpermanganatkonzentration in der quantitativen Analyse verwendet wird. In der chemischen Analyse kann Oxalsäure auch zur Ausfällung von Metallionen wie Calcium und Magnesium verwendet werden, wobei mit diesen Metallionen unlösliche Oxalatniederschläge gebildet werden, um eine Trennung und Bestimmung von Metallionen zu erreichen.
Bereich Umweltschutz
(1) Umgang mit der Schwermetallbelastung
Oxalsäure kann sich mit Schwermetallionen zu löslichen Oxalatsalzen verbinden, was zur Entfernung von Schwermetallverschmutzungen beiträgt. Wenn das Abwasser bei der industriellen Abwasserbehandlung Schwermetallionen wie Blei, Quecksilber, Cadmium usw. enthält, kann eine entsprechende Menge Oxalsäure zugesetzt werden, um die Schwermetallionen mit Oxalsäure zu löslichem Oxalat zu reagieren.
Anschließend können die Schwermetallionen durch Fällung, Filtration und andere Methoden aus dem Abwasser entfernt werden, um das Ziel der Abwasserreinigung zu erreichen.
(2) Abwasser- und Abgasbehandlung
Oxalsäure-Pulverkönnen zur Aufbereitung von Abwasser und Abgasen eingesetzt werden und reduzieren so den Schadstoffausstoß. Bei der Abwasseraufbereitung kann Oxalsäure den pH-Wert des Abwassers anpassen, um geeignete Behandlungsbedingungen zu erreichen, und kann auch chemisch mit bestimmten organischen Schadstoffen im Abwasser reagieren, um diese in harmlose Stoffe zu zersetzen. Bei der Abgasbehandlung kann Oxalsäure bestimmte schädliche Gase wie Schwefeldioxid absorbieren und so die Belastung der Atmosphäre durch Abgase verringern.
Andere Bereiche
(1) Andere BereicheLebensmittelverarbeitung (kleine Anwendung)
Eine kleine Menge Oxalsäure kann bei der Lebensmittelverarbeitung, beispielsweise zum Bleichen oder Konservieren, verwendet werden, die Dosierung muss jedoch streng kontrolliert werden. Beim Bleichen von Lebensmitteln kann Oxalsäure Pigmente und Verunreinigungen auf der Oberfläche von Lebensmitteln entfernen und so das Erscheinungsbild von Lebensmitteln verbessern. Im Hinblick auf die Lebensmittelkonservierung hat Oxalsäure eine gewisse antibakterielle Wirkung, die das Wachstum und die Vermehrung bestimmter Mikroorganismen hemmen und die Haltbarkeit von Lebensmitteln verlängern kann.
Aufgrund der Toxizität von Oxalsäure für den menschlichen Körper ist ihre Verwendung in der Lebensmittelverarbeitung jedoch streng eingeschränkt und reguliert.
(2) Pflanzenextraktionsprozess
Teilweise Pflanzenextraktionsverfahren nutzen Oxalsäure, um Verunreinigungen aufzulösen und Zielbestandteile zu reinigen. Während des Extraktionsprozesses pflanzlicher Wirkstoffe enthalten Pflanzen häufig Verunreinigungen wie Zellulose, Hemizellulose, Lignin usw. Oxalsäure kann mit diesen Verunreinigungen chemische Reaktionen eingehen, die dazu führen, dass sie sich im Extraktionslösungsmittel auflösen, wodurch die Trennung der Zielkomponenten von den Verunreinigungen erreicht wird und die Reinheit und Extraktionseffizienz der Zielkomponenten verbessert wird.
Zu den industriellen Produktionsmethoden für Oxalsäure gehören hauptsächlich das Natriumformiatverfahren, das Oxidationsverfahren, das Carbonylsyntheseverfahren, das Ethylenglykoloxidationsverfahren, das Propylenoxidationsverfahren und das Kohlenmonoxid-Kopplungsverfahren.
Nach der Kohlenmonoxidreinigung reagiert es unter Druck mit Natriumhydroxid zu Natriumformiat, das dann bei hoher Temperatur zu Natriumoxalat dehydriert wird. Natriumoxalat wird dann Blei- (oder Kalzifizierungs-), Ansäuerungs-, Kristallisations-, Dehydratisierungs- und Trocknungsprozessen unterzogen, um die fertige Oxalsäure zu erhalten. Der Synthesedruck von Kohlenmonoxid und Natriumhydroxid beträgt im Allgemeinen 1,8–2,0 MPa. Die Dehydrierungstemperatur beträgt 400 Grad.
Unter Verwendung von Stärke oder Glucose-Mutterlauge als Ausgangsmaterialien wird Oxalsäure durch Oxidationsreaktion mit Salpetersäure und Schwefelsäure in Gegenwart eines Alaunkatalysators gewonnen. Die Stickoxide im Abgas werden zur Rückgewinnung in den Absorptionsturm geleitet, um verdünnte Salpetersäure zu erzeugen.
Kohlenmonoxid wird auf über 90 % gereinigt und durchläuft eine Carbonylierungsreaktion mit Butanol in Gegenwart eines Palladiumkatalysators, um Dibutyloxalat zu erzeugen, das dann hydrolysiert wird, um Oxalsäure zu erhalten. Diese Methode ist in Flüssig--Phasen- und Gas--Phasenmethoden mit niedrigeren Reaktionsbedingungen und einem Reaktionsdruck von 300-400 kPa unterteilt. Der Reaktionsdruck der Flüssigphasenmethode beträgt 13,0–15,0 MPa.
Als Rohstoff wird Ethylenglykol verwendet, das in Gegenwart von Salpetersäure und Schwefelsäure mit Luft oxidiert wird.
Der Oxidationsprozess erfolgt in zwei Schritten. Der erste Schritt besteht darin, Propylen mit Salpetersäure zu oxidieren, um es in Alpha-Nitromilchsäure umzuwandeln; Anschließend erfolgt eine weitere katalytische Oxidation zur Gewinnung von Oxalsäure. Im zweiten Schritt können auch gemischte Säuren als Oxidationsmittel eingesetzt werden. Das Propylenoxidationsverfahren erzeugt Oxalsäure-Dihydrat-Verbindungen in Industriequalität mit einer Gesamtausbeute von über 90 %, bezogen auf Propylen.
Rohstoffverbrauchsquote: 510 kg/t für Koks (84 %), 950 kg/t für Schwefelsäure (100 %) und 920 kg/t für Natronlauge (100 %).
Oxalsäure-Pulverkommt in der Natur normalerweise in Form von Salz in vielen pflanzlichen Zellmembranen vor. In der Vergangenheit wurden in der Industrie Holzspäne und starkes Alkali bei 240–250 Grad zusammengeschmolzen, um zunächst Oxalat herzustellen, das dann angesäuert wurde, um Oxalsäure zu erhalten. Später wurde die Methode der Natriumformiat-Dehydrierung zur Herstellung von Oxalsäure eingesetzt. In der Industrie wird Kohlenmonoxid (z. B. Restgas aus der Produktion von gelbem Phosphor) durch Natronlauge absorbiert, um Natriumformiat zu erzeugen. Letzteres wird bei 380 Grad dehydriert, um Natriumoxalat zu erhalten, das dann mit Kalk und Schwefelsäure behandelt wird, um Oxalsäure herzustellen.
FAQ
Was passiert, wenn wir Oxalsäure essen?
Obwohl Oxalsäure ein normales Endprodukt des Stoffwechsels von Säugetieren ist, kann der Verzehr zusätzlicher Oxalsäure zur Bildung von Steinen im Harntrakt führen, wenn die Säure mit dem Urin ausgeschieden wird. Das Einweichen und Kochen von Lebensmitteln mit hohem Oxalatgehalt verringert den Oxalatgehalt durch Auslaugen.
Ist Oxalsäure dasselbe wie Essig?
Oxalsäure ist ein starker Spezialreiniger, der sich ideal für starken Rost, Mineralflecken und Holzbleiche eignet, während Essig eine milde, sichere Haushaltssäure ist, die sich besser für leichte Reinigung und Entkalkung eignet. Oxalsäure wirkt schneller, erfordert jedoch Vorsicht (giftig, reizend), wohingegen Essig sicher und vielseitig für den täglichen Gebrauch geeignet ist.
Kommt Oxalsäure in Tomaten vor oder nicht?
Ja, Oxalsäure ist in Tomaten enthalten. Tomaten enthalten eine geringe bis mäßige Menge, typischerweise etwa 50 mg Oxalsäure pro 100 g Portion. Während auch Zitronen- und Apfelsäure vorhanden sind, gilt Oxalsäure als eine der in Tomaten natürlich vorkommenden organischen Säuren.
Welche Wirkung hat Oxalsäure auf den Körper?
Oxalsäure ist eine giftige Verbindung, die in vielen Pflanzen vorkommt und bei Einnahme in großen Mengen oder konzentrierter Form schwere Vergiftungen verursachen kann, darunter akutes Nierenversagen, Verbrennungen im Mund-/Rachenraum, Erbrechen und Krämpfe. Es verbindet sich mit Kalzium im Körper und bildet Kalziumoxalatkristalle, die zu Nierenschäden, Nierensteinen und einer verminderten Nährstoffaufnahme führen können.
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