Oxalsäure

Oxalsäure
Struktur der Oxalsäure
Identifizierung
IUPAC-Name Ethandisäure
Synonyme

Sauerampfer Salz

N o CAS 144-62-7 (wasserfrei)
6153-56-6 (Dihydrat)
N o ECHA 100,005,123
N o EG 205-634-3
LÄCHELN C (C (O) = O) (O) = O
PubChem , 3D-Ansicht
InChI InChI: 3D-Ansicht
InChI = 1 / C2H2O4 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / h (H, 3,4) (H, 5,6)
Aussehen geruchlose farblose Kristalle
Chemische Eigenschaften
Brute Formel C 2 H 2 O 4   [Isomere]
Molmasse 90,0349 ± 0,0029  g / mol
C 26,68%, H 2,24%, O 71,08%, 126,07  g mol –1 (Dihydrat)
pKa pK A1 = 1,2 (bei 25  ° C )
pK A2 = 4,3 (bei 25  ° C )
Physikalische Eigenschaften
T ° Fusion 189,5  ° C (α)

182  ° C (β)
180,5  ° C (Dihydrat)
T ° kochen > 160  ° C ( Zersetzung in Ameisensäure , CO, CO 2H 2 O.)
Löslichkeit 220  g · l -1 (Wasser, 25  ° C ),
dans l'eau : 100 g·l-1 (dihydrate)
Volumenmasse 1,9  g · cm -3 ( 20  ° C )
1,653  g · cm -3 (Dihydrat)
Flammpunkt 166  ° C.
Thermochemie
Δ f H 0 fest -829 kJ / mol
C p 106 J / mol K.

Gleichung:
Wärmekapazität des Gases in J · mol -1 · K -1 und Temperatur in Kelvin von 298 bis 1000 K.
Berechnete Werte:
31,725 ​​J · mol -1 · K -1 bei 25 ° C.

T
(K)		 T
(° C)		 C p
 C p
298 24,85 31.709 352
344 70,85 36,294 403
368 94,85 38 514 428
391 117,85 40.528 450
415 141,85 42,509 472
438 164,85 44 292 492
461 187,85 45 962 510
485 211,85 47.585 529
508 234,85 49.027 545
532 258,85 50,416 560
555 281,85 51 640 574
578 304,85 52 764 586
602 328,85 53 834 598
625 351,85 54.767 608
649 375,85 55 652 618
T
(K)		 T
(° C)		 C p
 C p
672 398,85 56.421 627
695 421,85 57,122 634
719 445,85 57.789 642
742 468,85 58.377 648
766 492,85 58.948 655
789 515,85 59.466 660
812 538,85 59.967 666
836 562,85 60,485 672
859 585,85 60,992 677
883 609,85 61.545 684
906 632,85 62 115 690
929 655,85 62.740 697
953 679,85 63.468 705
976 702,85 64 256 714
1000 726,85 65 192 724
Kristallographie
Kristallklasse oder Raumgruppe Pbca
Netzparameter a = 6,559  Å

b = 6,094  Å
c = 7,852  Å
α = 90,00  °
β = 90,00  °
γ = 90,00  °
Z = 4
Volumen 313,88  Å 3
Vorsichtsmaßnahmen
SGH
SGH07: Giftig, reizend, sensibilisierend, narkotisch
Warnung H302, H312, H302  : Schädlich beim Verschlucken
H312  : Schädlich bei Hautkontakt
WHMIS
Oxalsäure: D1B, E,
D1B: Giftiges Material mit schwerwiegenden unmittelbaren AuswirkungenE: Ätzendes Material
D1B  : Giftiges Material, das unmittelbare schwerwiegende Auswirkungen hat
Akute Letalität: Oral LD50 (Ratte, weiblich) = 375  mg · kg -1
E  :
Nekrose des ätzenden Materials der Haut beim Menschen

Offenlegung 0,1% gemäß den Inhaltsstoffen der Offenlegungsliste

Oxalsäuredihydrat: E,
E: Ätzendes Material
E  : Ätzende Materialnekrose
der Haut beim Menschen

Offenlegung bei 1,0% nach Klassifizierungskriterien
NFPA 704

NFPA 704 Symbol

1 3 0
Transport
80/88
   3261   
Kemler-Code:
80/88
UN-Nummer  :
3261 : KORROSIV, SÄURE,  ORGANISCH FEST, NSA
Klasse:
8
Etikett: 8  : Ätzende Substanzen
ADR-Piktogramm 8
Inhalation Dämpfe können tödlich sein.
Haut Kann schwere Verletzungen verursachen.
Augen Sehr gefährliche, tiefe Verbrennungen.
Verschlucken Giftige oder sogar tödliche Einnahme
Andere Emission giftiger Dämpfe beim Verbrennen
Ökotoxikologie
DL 50 375  mg · kg -1 (Ratte, oral )
270  mg · kg -1 (Mäuse, ip )
LogP -0,7 (geschätzt)
Einheiten von SI und STP, sofern nicht anders angegeben.

Die Oxalsäure der HOOC-COOH-Struktur, Ethandisäure gemäß der offiziellen Nomenklatur, ist die einfachste der aliphatischen Dicarbonsäuren . Das Handelsprodukt ist ein Dihydrat, HOOC-COOH, 2H 2 O.

Dank der Bindung zwischen den beiden Carboxylgruppen ist es eine der am häufigsten verwendeten organischen Säuren (pK A1 = 1,27 und pK A2 = 4,27), da es sich leicht in Gas (CO 2 , CO) zersetzt . Die Anionen der Oxalsäure sowie die Salze und Ester sind als Oxalate bekannt .

Herkunft und Herstellung

Auch als Sauerampfer Salz , ist es natürlich in der Form gefunden Kalium - oder Calcium - Oxalat in den Wurzeln und Rhizomen von vielen Pflanzen wie Sauerampfer , Rhabarber , Zuckerrüben und Pflanzen aus der Familie der Oxalis . Oxalate kommen auch im tierischen und menschlichen Urin vor . Sie bilden auch Verbindungen Mineralien in den Nieren von Feuerstein .

Der Begriff Oxalis griechischen Ursprungs bedeutet Sauerampfer.

Das Salz Sauerampfer ist bekannt und der gemeinsamen Nutzung als Nagen, Entfärber Färben, Entkalkung und Komplexbildung zu beseitigen Flecken Rost , Lacke und Druckfarben seit XVIII - ten  Jahrhundert.

Die rein chemische Verbindung wurde 1776 vom schwedischen Chemiker Carl Wilhelm Scheele aus Sauerampfer oder Rhabarber nach einer ähnlichen Methode isoliert , mit der er bereits andere Säuren extrahiert hatte. In 1784 zeigte er , dass es die gleiche Säure war , die damals genannt wurde Zuckersäure oder Saccharin Säuren .

Friedrich Wöhler synthetisierte 1824 Oxalsäure . Diese erste Reproduktion eines Naturprodukts durch chemische Synthese ist ein wesentlicher Schritt zur Aufgabe der vitalistischen Doktrinen, die früher das Mineralreich vom Pflanzen- oder Tierreich trennten.

Industrielle Fertigung

Die Oxidation der häufigsten Kohlenhydrate, insbesondere Stärke und sogar Sägemehl, ergibt Oxalsäure, die in der Vergangenheit häufig in Form von Kaliumsalzen umgewandelt wurde, daher der Name Sauerampfer-Salz. Die verschiedenen Prozesse in der Vergangenheit umfassten das alkalische Schmelzen von Cellulose . Man könnte auch mit Oxalsäure erhalten Kohlenmonoxid und Natriumhydroxid bei 300  ° C . Ein anderes äquivalentes Verfahren besteht darin, das Natriumformiat zu erhitzen .

Im industriellen Maßstab wird Oxalsäure durch zwei aufeinanderfolgende Oxidationen unter Verwendung von Salpetersäure und dann Luftsauerstoff in Gegenwart eines Katalysators erhalten .

Lebensmittel mit hohem Gehalt

Oxalsäure und Oxalate sind toxische Substanzen ab einer bestimmten Dosis, die jedoch in vielen Pflanzen vorhanden sind (Endprodukt des Metabolismus von Ascorbinsäure und Glyoxylsäure ), einschließlich:

Pflanze Oxalsäure
(mg / 100  g , Trockenmasse)
Cladoden der Platyopuntie 13.000
Rübenblätter > 12.000
Kakao 4500
Tee 3700
Spinat 460 - 3200
Rhabarber 500 - 2400
Mangold 690
Sauerampfer 300 - 500
Zuckerrüben 340
Petersilie 190
Bilimbi 845 - 1470
Carambola 18 - 980

Einige Arten von Penicillium und Aspergillus wandeln Zucker unter optimalen Bedingungen mit einer Ausbeute von 90% in Calciumoxalat um.

Das Vitamin C kann sich auch im Körper unter Bildung von Oxalsäure zersetzen.

Eigenschaften

Oxalsäure ist ein farbloser, geruchloser, kristalliner Feststoff. Die transluzente Dihydratform (ein weißes Pulver) ist löslich in Wasser, 12,5 Masse-% bis 25  ° C . Es hat eine geringe Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln. Die wasserfreie Form ist in Alkohol sehr löslich, in Ether sehr wenig löslich und in Benzol und Chloroform unlöslich.

In Gegenwart von Schwefelsäure auf etwa 160  ° C erhitzt , zersetzt es sich in Wasser, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Die milden reduzierenden Eigenschaften von Oxalsäure rechtfertigen seine Verwendung als Standard in der Manganimetrie bei der Bestimmung durch Kaliumpermanganat.

Nichtalkalische Oxalatsalze sind wasserunlöslich. Calciumoxalat ist die Ursache für Nierensteine .

Physikochemischen Eigenschaften

Löslichkeit in Wasser:

Temperatur Löslichkeit
(g / 100  g )
0  ° C. 3.5
10  ° C. 5.5
17,5  ° C. 8.5
20  ° C. 9.5
30  ° C. 14.5
40  ° C. 22
50  ° C. 32
60  ° C. 46
80  ° C. 85
90  ° C. 120

Analyse

Toxizität und Biologie

Oxalsäure verursacht erhebliche lokale Reizungen: Eine leichte Absorption durch die Schleimhäute und die Haut führt zu Durchblutungsstörungen und Nierenschäden.

Verschlucken

Diese Säure kann bei Einnahme die Speiseröhre oder den Magen reizen und Nierenschäden verursachen ( Steine , Oligurie , Albuminurie , Hämaturie ).

Es ist in hohen Dosen tödlich; beim Menschen beträgt die orale Dosis LDLo (niedrigste veröffentlichte letale Dosis) 600  mg · kg -1 .
Calciumoxalat-Niederschläge nehmen manchmal stachelige Formen an und können die Niere oder die Ausscheidungsgänge des Urins (Nierensteine) blockieren.
Es kommt im tierischen und menschlichen Urin hauptsächlich in 2 Formen vor; Calciumoxalat und Oxalursäure (H 2 N-CO-NH-CO-CO 2 H).

Gesunde Menschen können sicher Lebensmittel essen, die Oxalsäure oder Oxalate enthalten. Menschen mit bestimmten Arten von Nierensteinen , Gicht oder Arthritis wird jedoch empfohlen, ihren Verzehr zu vermeiden.

Die Einnahme von Kalzium oder Magnesium verlangsamt den Durchgang von Oxalsäure ins Blut durch den Darm .

Auch bei Steinen sind Mineralien nicht die einzige mögliche Ursache. Der Verzehr von Kohlenhydraten kann den Sättigungsgrad des Urins mit Calciumoxalaten, Magnesium und Phosphaten erhöhen und gleichzeitig die Bildung von Steinen fördern.

Biologische Wirkung

Aufgrund seiner Fähigkeit, an bestimmte Metalle wie Kalzium , Eisen , Natrium , Kalium oder Magnesium zu binden , kann der Verzehr von Lebensmitteln in hohen Oxalsäuredosen zu Mangelernährung führen .

Verwendungen und Anwendungen

Oxalsäure ist ein Bleichmittel für Textilien, Leder und Holz, aber auch ein Beißmittel für Farbstoffe. Es ist auch ein Industrieprodukt, dessen jährliche Weltproduktion im Jahr 2000 auf 140.000 Tonnen pro Jahr geschätzt wird.

Es wird in Kristallen (manchmal als Zitronensalz oder Sauerampfer-Salz) verkauft, um sich in Wasser aufzulösen. Es entfernt sehr effektiv Rost und Rostspuren von Fliesen, Bettwäsche usw. Es sieht auch gut aus, um Schweißflecken durch Abtupfen von weißer Wäsche zu entfernen.

Oxalsäure wird in folgenden Bereichen eingesetzt:

Nebenrolle bei der Weinherstellung

Oxalsäure ist im Wein als Eisenoxalatkomplex vorhanden. Wenn der Wein in Flaschen abgefüllt wird, setzt die Reduktion von Eisen (III) Oxalat frei, das in Form von Calciumoxalat ausfällt.


Anmerkungen und Referenzen

  1. Eintrag "Oxalsäure" in der Chemiedatenbank GESTIS der IFA (deutsch, für Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz zuständig) ( deutsch , englisch ), abgerufen am 16. Februar 2009 (JavaScript erforderlich)
  2. berechnete Molekülmasse von „  Atomgewichte der Elemente 2007  “ auf www.chem.qmul.ac.uk .
  3. (en) "  Oxalsäure  " auf ChemIDplus , abgerufen am 16. Februar 2009
  4. (in) Hiroyuki Sawada und Toru Murakami , Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology 4. Aufl. : Oxalsäure , vol.  17, John Wiley & Sons.,1991
  5. INRS-Blatt
  6. OXALIC ACID DIHYDRATE , Sicherheitsblatt (e) des Internationalen Programms für chemische Sicherheit , konsultiert am 9. Mai 2009
  7. (in) Carl L. Yaws, Handbuch der thermodynamischen Diagramme , Bd.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  978-0-88415-857-8 )
  8. "  Oxalsäure  " auf recrocalnet.org (abgerufen am 12. Dezember 2009 )
  9. "  ESIS  " (abgerufen am 6. Dezember 2008 )
  10. Index Nummer 607-006-00-8 in Tabelle 3.1 des Anhangs VI der EG - Verordnung 1272/2008 (16. Dezember 2008)
  11. "  Oxalsäure  " in der Datenbank chemischer Produkte Reptox der CSST (Quebec Organisation, die für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz zuständig ist), abgerufen am 25. April 2009
  12. "  Oxalsäuredihydrat  " in der Datenbank der Chemikalien Reptox der CSST (Quebec Organisation, die für Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz zuständig ist), abgerufen am 25. April 2009
  13. (en) Wilhelm Riemenschneider und Minoru Tanifuji , Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry, Veröffentlichung 2004, 7. Auflage , Oxalsäure , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co,2000
  14. OXALIC ACID , Sicherheitsblatt (e) des Internationalen Programms zur Sicherheit chemischer Substanzen , konsultiert am 9. Mai 2009
  15. Die wissenschaftliche Überprüfung ,1866884  p. ( online lesen ) , p.  168.
  16. Théophile Jules Pelouze, Allgemeiner Chemiekurs ,1850968  p. ( online lesen ) , p.  106.
  17. Ferdinand Hoefer, Geschichte der Chemie ,18661151  p. ( online lesen ) , p.  445.
  18. Massey L et al. J Am Diet Assoc 1993; 93: 901 & ndash; 6. siehe auch Oxalate und Diätinfo
  19. Die der Oxalsäure innewohnenden Pathologien in der medizinischen Enzyklopädie Vulgaris und die Diskussion über Oxalsäure in ihrem Forum.
  20. (in) Park S. Nobel ( Hrsg. ), Ali Nefzaoui und Hichem Ben Salem , Kakteen, Biologie und Verwendung , Berkeley, University of California Press,2002281  p. ( ISBN  978-0-520-23157-3 ) , p.  202
  21. "  Ernährungsblätter nach Produkt / Aprifel  " , am Aprifel (abgerufen am 8. September 2020 ) .
  22. "  OXALSÄUREINHALT VON CARAMBOLA UND BILIMBI  " unter rfcarchives.org.au (abgerufen am 24. November 2019 )
  23. (in) Maryadele J. O'Neil , Ann Smith , Patricia E. Heckelman und Susan Budavari , The Merck Index: Eine Enzyklopädie der Chemikalien, Arzneimittel und Biologika , 13. Auflage , USA, MERCK & CO INC2001, 13 th  ed. 2564  p. ( ISBN  978-0-911910-13-1 ) , Teil 6980
  24. Sicherheitsbeauftragter für Physikalische Chemie (13. August 2005). " Sicherheitsdaten (MSDS) für Oxalsäuredihydrat ". Universität Oxford. Zugriff am 30.12.2009.
  25. J. Głuszek , "  Die Wirkung der Glukoseaufnahme auf die Urinsättigung mit Calciumoxalat, Calciumphosphat, Harnsäure und Natriumurat  ", International Urology and Nephrology , vol.  20, n o  6,1988, p.  657-664 ( ISSN  0301-1623 , PMID  3229936 , online gelesen , abgerufen am 30. Oktober 2018 )
  26. (in) John Aurie Dean und Norbert Adolph Lange , Langes Handbuch der Chemie , New York, McGraw-Hill,1998, 15 th  ed. 1424  p. ( ISBN  978-0-07-016384-3 ) , p.  11.67

Siehe auch

Zum Thema passende Artikel