草酸（Oxalic acid）

草酸（Oxalic acid）
臺北市立第一女子高級中學二年級陳昕慧／臺北市立第一女子高級中學化學科詹莉芬老師修改／國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

一、草酸的基本性質

二、草酸化學性質及應用

(1)酸性
屬於有機中強酸，Ka1＝5.4×10^－2，Ka2＝5.3×10^-5，酸性比乙酸強，可與碳酸鈉（Na₂CO₃）反應產生CO₂。

(2)還原性
具有很強的還原性，能被氧化劑氧化成CO₂。
․氧化半反應：C₂O₄^2－(aq)→2CO₂＋2e^－
․草酸(或草酸鈉)可使過錳酸鉀（KMnO₄）褪色，用於標定過錳酸鉀的濃度。
2MnO^4－(aq)＋5C₂O₄^2－(aq)＋16H^＋(aq)→2Mn^2＋(aq)＋10CO₂(g) ＋8H₂O

․由於草酸具有還原力，可作為稻草、麥桿製品的漂白劑。

(3)不穩定性
草酸受熱會分解成CO、CO₂、H₂O，實驗室可利用此反應製造一氧化碳。

H₂C₂O₄  CO+CO₂+H₂O

(4)酯化反應
草酸與醇類進行酯化反應生成酯類，例如草酸和乙醇反應生成草酸二乙酯。
H₂C₂O₄＋2C₂H₅OH→C₆H₁₀O₄＋2H₂O
草酸二乙酯結構如下：

(5)草酸根可做為雙牙基

氧化鐵中的Fe(III)可與草酸根形成水溶性的錯離子，達到除去衣物上鐵鏽沾痕的效果。反應式如下：
Fe₂O₃＋3H₂C₂O₄→2Fe(C₂O₄)₃^3-+6H⁺

抗大腸癌藥物oxaliplatin，是一種含草酸根及白金元素的錯合物，進入人體後主要在DNA鏈內或鏈間在G-G與G-A間形成交連的龐大錯化合物。比起原本的藥物Cisplatin，只要較少量即可使 DNA的合成和RNA的轉錄受到抑制。

(6)安全性
草酸也是一種具有腎毒性和腐蝕性的酸性有毒物質，具有非常刺激性的味道。

草酸在人體內不容易被氧化分解，經一連串代謝作用後所形成的產物屬於酸性物質，會導致人體內的酸鹼度失去平衡，長期接觸草酸水溶液可能引發關節痛，身體中過量草酸會與鈣離子結合沈澱造成尿道結石。

(7)用途
在化學工業上可用以製造季戊四醇(C(CH₂OH)₄，應用於染料工業、製備炸藥)、草酸鈷、草酸鎳、鹼性品綠(別稱孔雀綠，一種染料，禁用殺菌劑)。

鑭系元素(稀土元素)的草酸鹽在很強酸中仍屬難溶鹽，可結晶析出，藉此分離提取之。

塑膠工業則用於生產聚氯乙烯、氨基塑料。

三、草酸的製備
(1)甲酸鈉法
一氧化碳與氫氧化鈉在加壓時反應生成甲酸鈉，然後經高溫（約400℃）脫氫生成草酸鈉，再經鈣化、酸化、結晶及脫水乾燥後，得到成品草酸。
流程如下：

(2)氧化法
以澱粉或葡萄糖、蔗糖為原料，在V₂O₅為觸媒催化下，以硝酸－硫酸進行氧化反應得草酸。

(3)羰基合成法
一氧化碳經提煉到90%以上，在鈀的催化下與丁醇發生羰基化反應，生成草酸二丁酯，然後經過水解得到草酸。
4 R-OH＋4CO＋O₂ 2(CO₂R)₂＋2H₂O
(CO₂R)₂＋2H₂O  H₂C₂O₄＋2R-OH
草酸二丁酯結構如下(R＝C₄H₉)：

(4)乙二醇氧化法
以乙二醇為原料，在硝酸和硫酸存在下，用空氣氧化而得。

(5)丙烯氧化法
氧化過程分兩步進行。第一步用硝酸氧化，使丙烯轉化為α-硝基乳酸；然後進一步催化氧化得到草酸。第二步也可採用混酸為氧化劑。丙烯氧化法生產工業級草酸二水化合物。
流程如下：

參考資料
1.http://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%8D%89%E9%85%B8
2.http://en.wikipedia.org/wiki/Oxalic_acid
3.http://baike.baidu.com/view/39573.html?goodTagLemma