CC BY
201
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Receiving oxalic acid Sadrtdinova R. Получение щавелевой кислоты Садртдинова Р. Р.
Садртдинова Регина Радиковна / Sadrtdinova Regina - студент-бакалавр, кафедра химии и химической технологии, естественнонаучный факультет, Стерлитамакский филиал Башкирский государственный университет г. Стерлитамак
Аннотация: в статье анализируются способы получения щавелевой кислоты, недостатки и достоинства данных методов и выявление самого оптимального из них. Abstract: in article ways of receiving oxalic acid, shortcomings and advantages of these methods and identification of the most optimum of them are analyzed.
Ключевые слова: щавелевая кислота, деффикат, получение. Keywords: oxalic acid, defficat, receiving.
Щавелевая кислота - простейшая двухосновная кислота насыщенного ряда, принадлежит к сильным органическим кислотам, образует кристаллогидрат с двумя молекулами воды. Широко распространена в природе как в свободном состоянии, так и виде солей — оксалатов. Оксалаты содержатся в щавеле, кислице, смородине, апельсинах и других растениях.
Щавелевая кислота находит большое применение при синтезе красителей, используется при производстве чернил, пластмасс, в химической металлургии — в виде специального состава при очистке металлов, котлов от накипи, ржавчины, оксидов, в кожевенной и текстильной промышленности — для дубления кожи, при окраске шелка и шерсти. В фотографии применяют как восстановитель [1, с. 273]. Обладает восстановительными свойствами, поэтому её используют для отбеливания тканей, древесины, для удаления ржавчины, загрязнений, в производстве красителей и в ряде промышленных синтезов. Используется как дезинфицирующее и отбеливающее средство в составе синтетических моющих средств. При очистке воды. С помощью щавелевой кислоты проводится снижение жесткости воды и ее химический способ очистки.
Так же она применяется:
1. для производства пищевых добавок;
2. в косметологии — как отбеливающий компонент в кремах;
3. для уменьшения жесткости воды и для ее очистки от примесей;
4. как инсектицид, особенно он востребован у пчеловодов;
5. для дубления кож, а также при окраске натуральных шелковых и шерстяных тканей;
6. промышленный синтез красителей и пластмасс также не обходится без ее участия.
Впервые щавелевая кислота (этандикислота) была получена Совари в 1773 году из кислой щавелево-калиевой (кисличной) соли. Затем шведский химик Торберн Улаф Бергман выделил ее окислением сахара азотной (HNO3) кислоты (случай, известный как первое получения органического соединения вне организма), только описывал он ее под именем сахарной кислоты, а Эрнст Шееле в 1776 году определил идентичность этих кислот.
В 1824 году щавелевую кислоту синтезировал немецкий химик Фридрих Велер. Щавелевая кислота (научное название — этандиовая кислота), относится к группе
органических кислот. В природе щавелевую кислоту можно встретить в свободном состоянии и в виде оксалатов кальция и калия. При обычных условиях это кристаллическое, гигроскопичное, бесцветное вещество, без запаха. Она частично растворима в спирте (этаноле), воде. Образует дигидрат щавелевой кислоты [2, а 408].
Способы получения щавелевой кислоты весьма разнообразны. Она образуется при окислении двупервичных гликолей. В промышленности её получают быстрым нагреванием формиата натрия. Раньше щавелевую кислоту получали окислением древесных опилок кислородом воздуха при нагревании их с расплавленными едкими щелочами [3, а 289]. При этом для прохождения реакции требуется присутствие небольшого количества едкого кали. С чистым едким натром получение щавелевой кислоты невозможно.
Известен также способ получения щавелевой кислоты из оксалата натрия через кальциевую соль, с последующим разложением серной кислотой на гипс и щавелевую кислоту. Но этот способ получения имеет множество недостатков, таких как:
1) при получении щавелевокислого кальция приходится иметь дело с большими объемами, так как щавелевокислый натрий плохо растворим в воде;
2) щавелевокислый кальций требует длительной промывки от хлоридов;
3) разложение щавелокислого кальция идет не полностью и в присутствии 100% избытка серной кислоты;
4) получающийся в результате реакции гипс создает неблагоприятные условия при дальнейших операциях.
Щавелевую кислоту также получают из патоки, тростника, мелассы и деффиката.
Щавелевая кислота относится к сильным органическим. Обладает всеми химическими свойствами, характерными для карбоновых кислот. Имеет широкое применение в промышленности.
В организм человека щавелевая кислота поступает с пищей, она является ценным для нашего организма продуктом, но следует помнить, что большое количество щавелевой кислоты может служить причиной раздражения желудка, кожных покровов, дыхательных путей, кишечника и слизистых оболочек пищевода.
Щавелевую кислоту получают различными способами, можно рассмотреть несколько из этих способов.
Известен способ получения щавелевой кислоты из сахарозы, с помощью концентрированной азотной кислоты, но у этого способа недостаток заключается в том, что азотная кислота является дорогим сырьем.
Также щавелевую кислоту можно получать из опилок и листьев деревьев, но данный способ требует много времени.
Учитывая все недостатки способов, был придуман следующий способ: 15 граммам деффиката смешивается с 10,8 грамма соляной кислоты (10%). При этом раствор сильно пенится, поэтому соляную кислоту стоит приливать понемногу при постоянном перемешивании. Соляная кислота срабатывает и несахара осаждаются. Далее несахара отфильтровывают и добавляют 150 грамм серной кислоты, при этом выделяется в виде осадка сульфат кальция. В растворе находятся соляная и щавелевая кислоты. Затем к данному раствору прибавляют хлорид кальция, массой 5 грамм, при этом осаждается оксалат кальция. К полученному раствору снова добавляют соляную кислоту и образуется щавелевая кислота.
Проверить наличие щавелевой кислоты можно титрованием или при помощи перманганата калия, серной кислоты и известковой воды.
В пробирку наливают 1 мл насыщенного раствора щавелевой кислоты, добавляют 1 мл 10%-ного раствора серной кислоты и 2 мл 5%-ного раствора перманганата калия. Пробирку закрывают пробкой с изогнутой газоотводной трубкой, конец которой погружают в известковую воду. Реакционную смесь несильно нагревают. Раствор быстро обесцвечивается, а известковая вода мутнеет. Таким образом, было выявлено присутствие щавелевой кислоты в растворе.
Данный способ получения является наиболее простым в использовании и наиболее дешевым. Это весьма эффективный способ получения щавелевой кислоты, так как мы отходы сахарного производства мелассу или деффикат используем как сырье для получения щавелевой кислоты, которая является очень важной в жизни человека.
Литература
1. Тутурин Н. Н. Щавелевая кислота // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). СПб., 1890—1907. 273 с.
2. Арциховский В. М. Щавелевая кислота в растениях // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: в 86 т. (82 т. и 4 доп.). СПб., 1890—1907. 408 с.
3. Зефиров Н. С. и др. Т. 5 Три-Ятр // Химическая энциклопедия. М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. 783 с. ISBN 5-85270-310-9. 289 с.
