Щавелевая кислота

Впервые щавелевая кислота синтезирована в 1824 году немецким химиком Фридрихом Вёлером из дициана.

В природе содержится в щавеле, ревене, карамболе и некоторых других растениях в свободном виде и в виде оксалатов калия и кальция.

В промышленности щавелевую кислоту получают окислением углеводов, спиртов и гликолей смесью ${\displaystyle {{\ce {HNO3}}}}$ и ${\displaystyle {{\ce {H2SO4}}}}$ в присутствии ${\displaystyle {{\ce {V2O5}}}}$, либо окислением этилена и ацетилена ${\displaystyle {{\ce {HNO3}}}}$ в присутствии ${\displaystyle {{\ce {PdCl2}}}}$ или ${\displaystyle {{\ce {Pd(NO3)2}}}}$, а также окислением пропилена жидким ${\displaystyle {{\ce {NO2}}}}$.

Перспективен способ получения щавелевой кислоты из ${\displaystyle {{\ce {CO}}}}$ и едкого натра через формиат натрия:

${\displaystyle {\ce {NaOH+CO->[]HCOONa->[][{\ce {-H_{2}}}]}}}$

${\displaystyle {\ce {->NaOOC-COONa->[{\ce {+H^{+}}}]HOOC-COOH}}}$.

Известен также метод получения щавелевой кислоты окислением ацетилена перманганатом калия в нейтральной среде при низкой температуре с последующей обработкой кислотой^[2]:

${\displaystyle {{\ce {3C2H2 + 8KMnO4 -> 3KOOC-COOK + 8MnO2v + 2KOH + 2H2O}}}}$

${\displaystyle {{\ce {KOOC-COOK + 2H^+ -> HOOC-COOH + 2K^+}}}}$

• Энтальпия сгорания (ΔH⁰_сгор) −251,8 кДж/моль
• Температура декарбоксилирования 166—180 °C

В лабораториях щавелевую кислоту применяют для получения хлороводорода и иодоводорода:

${\displaystyle {{\ce {H2C2O4 + Cl2 -> 2HCl\, ^ + 2CO2 ^}}}}$.

Также щавелевая кислота используется для лабораторного синтеза диоксида хлора:

${\displaystyle {{\ce {2KClO3 + H2C2O4 -> K2CO3 + 2ClO2 ^ + CO2 ^ + H2O}}}}$.

Щавелевая кислота и оксалаты находят применение в текстильной и кожевенной промышленности как протрава. Они служат компонентами анодных ванн для осаждения металлических покрытий — алюминия, титана и олова.

Щавелевая кислота и оксалаты являются реагентами, используемыми в аналитической и органической химии. Они входят в составы для удаления ржавчины и оксидных плёнок на металле; применяются для осаждения из раствора редкоземельных элементов.

Производные щавелевой кислоты — диалкилоксалаты, главным образом диэтилоксалат и дибутилоксалат — применяются как растворители целлюлозы. Ряд сложных эфиров щавелевой кислоты и соединений группы замещённых фенолов используются как хемилюминесцентные реагенты.

Щавелевая кислота используется в пчеловодстве для защиты от клеща Варроа.

Щавелевая кислота и её соли токсичны в высоких концентрациях. Некоторые соли щавелевой кислоты, — оксалаты, в частности, оксалат кальция и оксалат магния очень плохо растворимы в воде и оседают в почечных лоханках в виде конкрементов различного размера (в виде песка, камней), иногда причудливой формы (так называемые коралловые камни).

ПДК в воде водоёмов хозяйств бытового пользования — 0,5 мг/дм³. Лимитирующий показатель вредности — общесанитарный.

Щавелевая кислота вызывает ожоги при контакте с ней либо при приёме внутрь^[3]. Она не является мутагеном или канцерогеном; является опасной в случае вдыхания; опасна и чрезвычайно разрушительна по отношению к биологическим тканям слизистых оболочек и верхних дыхательных путей. Опасна в случае проглатывания в чистом виде; вызывает химические ожоги при контакте с кожей или попадании в глаза. Симптомы включают чувство жжения, кашель, хрипы, ларингит, одышку, спазм, воспаление и отёк гортани, воспаление и отёк бронхов, пневмонит, отёк лёгких^[4].

У людей щавелевая кислота при приёме перорально имеет минимальную летальную дозу (LD_Lo) 140-150 мг/кг^[5].

Сообщалось, что смертельная оральная доза составляет от 15 до 30 граммов^[6].

Токсичность щавелевой кислоты обусловлена почечной недостаточностью, вызванной осаждением в почках твёрдого оксалата кальция^[7], основного компонента кальциевых камней в почках. Щавелевая кислота также может вызывать боль в суставах из-за образования в них аналогичных отложений (аналогично подагре). Приём внутрь больших количеств этиленгликоля приводит к образованию щавелевой кислоты в организме в качестве метаболита, что, в свою очередь, может привести к острой почечной недостаточности.