草酸标准溶液的配制及标定 简介: 乙草酸又称乙二酸,是最简单的有机二元酸之一,分子式为 H2C2O4,分子量为 90.04。 Leagene 草酸水溶液(1%)主要由草酸、去离子水组成。属于弱酸,常用于漂白组织 切片,是一种非常重要的辅助试剂。 一、配制: 1、 0.1 mol/L 草酸标准溶液 : 称取 6.4g 草酸,溶于 1000ml 水中,混匀。 2、仪器:量筒,三角瓶,烧杯,试管,酸式滴定管,天平,玻璃棒,容量 瓶,PH 试纸。 二、标定: 1、 原理: KMnO4 + 3H2SO4 + 5H2C2O4 → 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O 2、标定过程: 准确量取 20ml 草酸溶液加到 250ml 三角瓶中,再加 100ml 含有 8ml H2SO4 的水溶液。用C(1/5KMnO4)= 0.1mol/L 高锰酸钾标准溶液滴定近终点时,加热至 70℃,继续滴定至溶液 呈粉红色,保持 30 秒不褪色为终点。同时做空白试验。 3、计算; (V1-V2)×C1 C(1/2C2H2O4)= V 式中: C1 - 高锰酸钾标准溶液摩尔浓度, mol/L; V2 - 空白试验高锰酸钾用量数, ml; V1- 滴定消耗高锰酸钾用量数, ml; V - 吸取草酸溶液数, ml 三、配制标准草酸溶液(0.1mol·L-1) 用天平准确称取 3.0~3.3g 草酸(C2H2O4·2H2O),倒入小烧杯中,加少量蒸馏水溶解(若 一次加水不能溶解,先将上部溶液转入容量瓶中,再加少量水溶解,直至草酸全部溶解。注 意溶解草酸用水总量应控制在 150mL 以内)。溶液转入 250mL 容量瓶中,烧杯用少量蒸馏 水洗,洗涤液转入容量瓶中,共需洗涤 3~4 次。加蒸馏水至容量瓶的刻度线,摇匀。 四、注意事项: 1、 密闭保存,放置阴凉处,防止阳光直射。 2、 一旦开启尽快用完,因为其有效成分易挥发。 3、 为了您的安全和健康,请穿实验服(口罩等)并戴一次性手套操作。 4、 操作时防止水溶液受热。 5、 反应开始时速度很慢,为了加速反应,须将溶液温度加热至 70℃左右,不可太高,否则 将引起 C2H2O4 的分解: H2C2O4 → CO↑ + CO2 ↑ + H2O 6 .溶液有效期一个月。 草酸 草酸是生物体的一种代谢产物,广泛分布于植物、动物和真菌体中,并在不同的生命体 中发挥不同的功能。 研究发现百多种植物富含草酸,尤以菠菜、苋菜、甜菜、马齿苋、芋头、甘薯和大黄等植物中含量最高,由于草酸可降低矿质元素的生物利用率,在人体中容易 与钙离子形成草酸钙导致肾结石,所以草酸往往被认为是一种矿质元素吸收利用的拮抗物。 性状 无色单斜片状或棱柱体结晶或白色粉末、氧化法草酸无气味、合成法草酸有味。150~ 160℃升华。在高热干燥空气中能风化。1g 溶于 7ml 水、2ml 沸水、2.5ml 乙醇、1.8ml 沸 乙醇、100ml 乙醚、5.5ml 甘油,不溶于苯、氯仿和石油醚。0.1mol/L 溶液的 pH 值为 1.3。 相对密度(d18.54)1.653。熔点 101~102℃(187℃,无水)。低毒,半数致死量(兔,经皮)2000mg/kg。 理化常数 结构:见右图 官能团:—COOH(羧基) 溶液中离子组分:C2O42-(草酸根离子),H+(氢离子), HC2O4-(草酸氢根离子) CAS No.:144-62-7;6153-56-6(二水合物) 草酸分子立体模型 EINECS 号205-634-3 [1] 性状:无色透明结晶或粉末。其晶体结构有两种形态,即α型(菱形)和β型(单斜 晶形)。无嗅,味酸。 熔点:α 型,189.5℃,β 型:182℃ 沸点: [分子立体模型] 沸点 150℃(升华)。 相对密度:1.653(二水物),1.9(无水物)。α 型:1.900,β 型:1.895 折射率:1.540 稳定性:189.5℃分解 溶解情况:易溶于乙醇。溶于水。微溶于乙醚。不溶于苯和氯仿。 化学性质 草酸又名乙二酸,广泛存在于植物源食品中。草酸是无色的柱状晶体,易溶于水而不溶 于乙醚等有机溶剂, 草酸根有很强的配合作用, 是植物源食品中另一类金属螯合剂。 当草酸与一些碱土金属 元素结合时,其溶解性大大降低,如草酸钙几乎不溶于水。因此草酸的存在对必须矿质的生 物有效性有很大影响;当草酸与一些过渡性金属元素结合时,由于草酸的配合作用,形成了 可溶性的配合物,其溶解性大大增加[2] 。 草酸在 100℃开始升华,125℃时迅速升华,157℃时大量升华,并开始分解。 可与碱反应,可以发生酯化、酰卤化、酰胺化反应。也可以发生还原反应,受热发生脱 羧反应。无水草酸有吸湿性。草酸能与许多金属形成溶于水的络合物。 酸性 草酸的酸性比醋酸(乙酸)强10000 倍,是有机酸中的强酸。其一级电离常数 Ka1=5.9×10^-2 ,二级电离常数 Ka2=6.4×10^-5。具有酸的通性。能与碱发生中和,能使 指示剂变色,能与碳酸根作用放出二氧化碳。 例如:H2C2O4+Na2CO3==Na2C2O4+CO2↑+H2O H2C2O4+Zn==ZnC2O4+H2↑ 还原性 草酸根具有很强的还原性, 与氧化剂作用易被氧化成二氧化碳和水。 可以使酸性高锰酸 钾(KMnO4)溶液褪色,并将其还原成 2 价锰离子。这一反应在定量分析中被用作测定高 锰酸钾浓度的方法。草酸还可以洗去溅在布条上的墨水迹。 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4==K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O H2C2O4+NaClO==NaCl+2CO2↑+H2O 不稳定性 草酸在 189.5℃或遇浓硫酸会分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。 H2C2O4====CO2↑+CO↑+H2O 实验室可以利用此反应来制取一氧化碳气体。 草酸氢铵 200 度时分解为二氧化碳、一氧化碳、氨气和水 毒性 草酸有毒。对皮肤、粘膜有刺激及腐蚀作用,极易经表皮、粘膜吸收引起中毒。空气中 最高容许浓度为 1m g/m3。 酯化反应 乙二酸可以跟醇反应生成酯。比如乙二酸跟乙醇反应生成乙二酸二乙酯。 质量指标 中华人民共和国 GB/T 1626-2008 工业制法 草酸工业化生产方法主要有:甲酸钠法、氧化法、羰基合成法、乙二醇氧化法、丙烯氧 化法、一氧化碳偶联法。 反应式 1.甲酸钠法一氧化碳净化后在加压情况下与氢氧化钠反应,生成甲酸钠,然后经高温脱 氢生成草酸钠,草酸钠再经铅化(或钙化)、酸化、结晶和脱水干燥等工序,得到成品草酸。 一氧化碳与氢氧化钠合成压力一般为 1.8-2.0MPa。脱氢温度为 400℃。 2.氧化法以淀粉或葡萄糖母液为原料,在矾触媒存在下,与硝酸-硫酸进行氧化反应得 草酸。废气中的氧化氮送吸收塔回收生成稀硝酸。 3.羰基合成法一氧化碳经提纯到 90%以上,在钯催化剂存在下与丁醇发生羰基化反应, 生成草酸二丁酯,然后通过水解得到草酸,此法分为液相法和气相法两种,气相法反应条件 较低,反应压力为 300-400kPa。而液相法反应压力为 13.0-15.0MPa。 4.乙二醇氧化法以乙二醇为原料,在硝酸和硫酸存在下,用空气氧化而得。 5.丙烯氧化法 氧化过程分两步进行。第一步用硝酸氧化,使丙烯转化为 α-硝基乳酸; 然后进一步催化氧化得到草酸。 第二步也可采用混酸为氧化剂。 丙烯氧化法生产工业级草酸 二水化合物,以丙烯计总收率大于 90%。 原料消耗定额:焦炭(84%)510kg/t、硫酸(100%)950kg/t、烧碱(100%)920kg/t。 自然界中草酸通常以盐的形式存在于许多植物细胞膜中。从前工业上用木屑和强碱在 240~250℃共熔,首先制取草酸盐,再经酸化即得草酸。后来,采用甲酸钠脱氢法生产草 酸。工业上取一氧化碳(如黄磷生产尾气)经苛性钠吸收后,制得甲酸钠,后者在 380℃下脱 氢得到草酸钠,再经石灰、硫酸处理,制成草酸。 检测方法 按GB1626-88 中规定的分析方法测试。 草酸含量(以H2C2O4*2H2O 计) 以酚酞为指示剂,用氢氧化钠标准溶液滴定。 硫酸根(以SO4 计)试样中加入碳酸钠使草酸中硫酸根生成硫酸盐。为热使草酸及草 酸盐分解,残留物溶液,加入氯化钡溶液生成硫酸钡,进行比浊。 灰分的测定按 GB7531 进行测定。 重金属(以Pb 计)按GB7531 进行测定。 铁(以FE 计)按GB3049 进行测定。 氯化物(以Cl 计)在硝酸酸性溶液中,氯化物与硝酸银生成氯化银,而后进行比浊。 具体用途 络合剂、掩蔽剂、沉淀剂、还原剂。分析中用以检定和测定铍、钙、铬、金、锰、锶、 钍等金属离子。显微微晶分析检验钠和其他元素。沉淀钙、镁、钍和稀土元素。