Щавелевая кислота: свойства, получение, применение

Щавелевая кислота известна человечеству с давних времен. Она широко используется в пищевой промышленности, медицине и других областях благодаря своим уникальным свойствам.

Химические свойства щавелевой кислоты

Щавелевая кислота представляет собой органическое двухосновное соединение с формулой HOOC-COOH. Она относится к группе дикарбоновых кислот. При комнатной температуре щавелевая кислота находится в твердом состоянии в виде бесцветных кристаллов. Растворяется в воде и этаноле.

Щавелевая кислота обладает кислотными свойствами - в водных растворах диссоциирует с образованием ионов H+ и C2O4 2-. При взаимодействии с основаниями образует щавелевые соли. Проявляет восстановительные и окислительные свойства.

Получение щавелевой кислоты

В промышленности щавелевую кислоту получают различными способами:

  • окислением углеводородов, например этанола;
  • гидролизом щавелевого ангидрида;
  • окислением малеиновой кислоты;
  • и другими методами.

В лабораторных условиях можно получить щавелевую кислоту окислением сахара азотной кислотой.

Применение щавелевой кислоты

Благодаря своим свойствам щавелевая кислота находит широкое применение в разных областях.

Пищевая промышленность

В пищевой промышленности щавелевую кислоту используют в качестве:

  • Регулятора кислотности (E334). Придает продуктам приятный кисловатый вкус.
  • Антиоксиданта. Предотвращает окисление и порчу продуктов.
  • Стабилизатора и эмульгатора.

Щавелевая кислота входит в состав газированных напитков, джемов, соусов, кондитерских и мясных изделий.

Медицина

В медицине щавелевую кислоту используют:

  • Для лечения нарушений обмена веществ.
  • Как компонент лекарственных препаратов.
  • Для профилактики и лечения цинги.

Щавелевая кислота стимулирует выведение из организма токсичных веществ, улучшает обменные процессы.

Промышленность

В промышленности щавелевая кислота используется:

  • Для производства комплексонов, применяемых в гальваностегии.
  • Как ингибитор коррозии металлов.
  • В производстве красителей, чернил, фотоматериалов.
  • Для очистки металлов от ржавчины.

Сельское хозяйство

В сельском хозяйстве щавелевая кислота используется:

  • Как кормовая добавка для животных.
  • Для подкормки растений (удобрение).
  • Для консервации кормов.

Щавелевая кислота улучшает усвояемость кормов, стимулирует рост и развитие растений.

Бытовая химия

В быту щавелевую кислоту добавляют в состав:

  • Стиральных порошков - для смягчения воды.
  • Чистящих средств - для удаления ржавчины.
  • Красок - для улучшения адгезии к поверхности.

Безопасность при использовании

Щавелевая кислота относится к умеренно опасным веществам (3 класс опасности). При проглатывании в больших количествах может вызвать раздражение слизистых оболочек и желудочно-кишечный тракт. Попадание на кожу в концентрированном виде также опасно для здоровья.

При соблюдении правил безопасности и инструкций по применению риск неблагоприятного воздействия щавелевой кислоты минимален. Необходимо использовать средства защиты при работе с концентрированными растворами.

щавелевая кислота

Интересные факты о щавелевой кислоте

  • Впервые щавелевая кислота была выделена в 1769 году шведским химиком Карлом Вильгельмом Шееле.
  • Название "щавелевая" происходит от слова "щавель" - растения, в листьях которого содержится эта кислота.
  • Щавелевая кислота входит в состав зеленых листьев растений, поэтому ее называют "растительным витамином".
  • В средние века щавелевую кислоту использовали как добавку при окрашивании тканей.
  • Сыпучий порошок щавелевой кислоты часто используют в качестве "снега" в голливудских фильмах.

Применение щавелевой кислоты в косметологии

В последнее время щавелевая кислота получила широкое применение в косметологии и производстве косметических средств.

Основные эффекты щавелевой кислоты в косметологии:

  • Отбеливающий. Уменьшает гиперпигментацию и выравнивает цвет лица.
  • Кератолитический. Способствует отшелушиванию ороговевших клеток кожи.
  • Антиоксидантный. Защищает кожу от свободных радикалов.
  • Противовоспалительный. Уменьшает воспаления и покраснения.

Щавелевая кислота входит в состав таких косметических средств, как тоники, сыворотки, кремы для лица. Чаще всего ее используют для борьбы с пигментацией, угревой сыпью, фотостарением.

Однако при чувствительной и склонной к раздражениям коже применять косметику с щавелевой кислотой нужно осторожно, так как возможны аллергические реакции.

Производство щавелевой кислоты

Промышленное производство щавелевой кислоты ведется двумя основными способами:

  1. Окисление этанола в жидкой фазе кислородом воздуха в присутствии катализатора (соли марганца или кобальта).
  2. Гидролиз щавелевого ангидрида разбавленной серной кислотой. Ангидрид получают окислительным карбонилированием этилена или окислением бутана.

Также возможно:
- Ферментативное окисление сахаров грибами рода Aspergillus - Электрохимическое окисление малеиновой кислоты - Гидролиз фурфурола азотной кислотой

щавелевая кислота

Выход щавелевой кислоты составляет 63-93% от теоретически возможного. Основными примесями являются щавелевая соль, оксалат и сульфат натрия, органические кислоты.

Для очистки используют перекристаллизацию из раствора или сублимацию. Получаемый продукт содержит 99-100% основного вещества.

Хранение щавелевой кислоты

Щавелевая кислота гигроскопична, поэтому требует особых условий хранения:

  • Хранить в плотно закрытой таре, в сухом, прохладном, хорошо вентилируемом помещении.
  • Избегать попадания влаги, так как это приводит к слеживанию и потере качества.
  • Хранить отдельно от восстановителей, металлических порошков, сильных оснований.
  • Не хранить вместе с продуктами питания.
  • Контейнеры должны быть из коррозиестойких материалов.

При правильном хранении срок годности щавелевой кислоты составляет 1-2 года. Увлажненный продукт подлежит немедленной переработке или утилизации.

Транспортировка щавелевой кислоты

При транспортировке щавелевой кислоты необходимо соблюдать следующие правила:

  • Использовать чистые, сухие, закрытые транспортные средства.
  • Не перевозить совместно с легковоспламеняющимися веществами.
  • Упаковка должна быть надежно закреплена во избежание повреждений.
  • Температурный режим перевозки от -20 до +30 °C.
  • Избегать увлажнения груза.

Соблюдение правил обеспечивает сохранность свойств щавелевой кислоты при транспортировке.

Утилизация отходов щавелевой кислоты

Утилизация отходов щавелевой кислоты и загрязненной ею тары осуществляется следующими методами:

  1. Нейтрализация щелочными растворами с образованием нетоксичных солей.
  2. Термическое обезвреживание в специальных установках температуры плавления.
  3. Захоронение на полигонах промышленных и токсичных отходов согласно нормам.
  4. Переработка с получением товарных продуктов.

При утечках щавелевой кислоты нейтрализуют содой, известью или мелом с последующим смывом большим количеством воды.

Утилизация должна проводиться с соблюдением экологических норм и требований безопасности. При правильной утилизации отходов щавелевой кислоты обеспечивается защита окружающей среды.

Применение щавелевой кислоты в аналитической химии

Благодаря своим химическим свойствам, щавелевая кислота широко используется в аналитической химии.

Основные области применения:

  • Комплексонометрическое титрование металлов (образует прочные комплексы).
  • Экстракционно-фотометрическое определение элементов.
  • Выделение и концентрирование радиоактивных изотопов.
  • Разделение и определение лантаноидов.
  • Обнаружение иона железа (образуют интенсивно окрашенный комплекс).

Преимущества использования щавелевой кислоты:

  • Высокая комплексообразующая способность.
  • Способность к экстракции.
  • Возможность фотометрического определения.
  • Доступность и низкая стоимость.

Таким образом, щавелевая кислота является эффективным и многофункциональным реагентом для анализа веществ и материалов.

Статья закончилась. Вопросы остались?
Комментарии 0
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.