Как сделать щавелевую кислоту

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

Щавелевая кислота (этандиовая) – двухосновное карбоновое соединение, принадлежащее к классу сильных органических кислот.

Впервые этандиовая кислота синтезирована из дициана в 1824 году немецким биохимиком Фридрихом Велером. В промышленных масштабах ее получают путем окисления сахара азотной кислотой в присутствии катализатора реакции пятиокиси ванадия. В виде оксалата кальция соединение содержится во всех растениях.

Влияние на человеческий организм

Щавелевая кислота участвует в метаболизме эссенциальных макронутриентов, а также оказывает бактерицидное действие на пищеварительный тракт.

Суточная потребность в веществе составляет 20 – 30 миллиграмм. Верхний допустимый уровень потребления кислоты – 50 миллиграмм, превышение данного порога ведет к развитию симптомов передозировки в организме.

Карбоновое соединение применяют при следующих патологиях:

бесплодии;
головных болях (мигренях);
атипичном климаксе;
аменорее;
глистных инвазиях;
кровотечениях; ;
импотенции;
синуситах, гайморитах;
ревматических болях;
болезненных месячных с обильным кровотечением;
трихомониазе, хламидиозе;
кишечных инфекциях (золотистый стафилококк, кишечная палочка, холера, брюшной тиф).

Приём больших порций кислоты, помимо камнеобразования, вызывает следующие симптомы:

тошноту;
расстройство желудка;
головокружение;
жжение носовых пазух, ротовой полости, горла;
рези в животе.

В тяжёлых случаях затрудняется дыхание и появляется боль в загрудинной области.

Кроме того, задержка этандиовой кислоты в организме может быть следствием нервных расстройств. Для стабилизации кислотно–щелочного равновесия, помимо снижения потребления щавелевых продуктов, принимают успокоительные комплексы. Если самостоятельно купировать симптомы избытка не удалось, нужно незамедлительно обратиться к гастроэнтерологу.

Применение

Благодаря бактерицидным и отбеливающим свойствам, щавелевая кислота с успехом используется в следующих отраслях промышленности:

металлургической (для очистки металлов от накипи, коррозии, ржавчины, оксидов);
химической (при изготовлении красителей, пластмасс, чернил, пиротехники);
текстильной (как протрава при окраске шерсти и шёлка);
микроскопии (для отбеливания срезов);
сельском хозяйстве (как инсектицид);
фармакологии;
деревообрабатывающей;
косметологии (в составе отбеливающих кремов, масок и сывороток);
аналитической химии (для осаждения редкоземельных элементов);
бытовой химии (как отбеливающий и дезинфицирующий компонент моющих средств).

Помимо этого, вещество используют при создании пищевых добавок и биологически – активных комплексов (как консервант).

Меры предосторожности

Щавелевая кислота, используемая в промышленности, относится к высокотоксичным реактивам третьего класса опасности. Поэтому, при работе с ней важно соблюдать технику безопасности.

Любые исследования выполнять в резинотехнической одежде (сапогах, перчатках, фартуке) и защитных средствах (респираторе или противогазе, очках). Соблюдение данного требования поможет избежать попадания этандиовой кислоты на кожу, слизистые оболочки лица, в дыхательные пути.
Работы проводить в стеклянной посуде. Если лабораторный инвентарь выполнен из другого материала, кислота может вступить с ним в реакцию.
В процессе использования вещества категорически запрещено пить, курить, принимать пищу.
После окончания работы с соединением, лицо и руки тщательно вымыть водой с мылом.
Совместная транспортировка кислоты и продуктов питания категорически запрещена.
При необходимости использования нагревательных приборов соблюдать технику пожарной безопасности.
Хранить соединение в закрытой полиэтиленовой таре на поддонах в вентилируемом помещении.

При попадании технической кислоты на кожу поражённый покров обильно промывают водой, а при необходимости обращаются за медицинской помощью.

Природные источники

Кладезем этандиовой кислоты являются продукты растительного происхождения: концентрация вещества в листьях растений значительно выше, чем в стеблях и корнях.

Щавелевая кислота в малых количествах (0,3 – 2 миллиграмм) присутствует во всех молочных, мясных и рыбных изделиях.

Интересно, что в процессе термической обработки продуктов, вещество переходит в неорганическую форму, образуя с кальцием труднорастворимые соли (оксалаты). Регулярное потребление такой пищи, помимо камнеобразования, приводит к нарушению усвоения кальция, и как следствие, разрушению костной и хрящевой тканей.

Щавелевая кислота в пчеловодстве

Этандиовая кислота – эффективное средство борьбы с клещевым поражением пчёл (варроатозом, акарапидозом).

Устраняют инвазию путём мелкодисперстного опрыскивания насекомых щавелевым раствором. Для этого 20 грамм технической кислоты растворяют в литре тёплой и нежёсткой воды (получается двухпроцентный водный инсектицид). Состав готовят непосредственно перед применением.

Для уплотнения пчёл, из улья убирают перговые и полномедовые соты. После этого, поочерёдно вынимают рамки с насекомыми, опрыскивая их с обеих сторон. На обработку одной конструкции расходуется 10 – 12 миллилитров раствора.

Вывод

Специальность: терапевт, врач-рентгенолог, диетолог .

Общий стаж: 20 лет .

Место работы: ООО “СЛ Медикал Груп” г. Майкоп .

Образование: 1990-1996, Северо-Осетинская государственная медицинская академия .

Варроатоз, пожалуй, основная болезнь медоносных семей, возникает по причине заражения пчелиной семьи специфическим паразитом, клещом Варроа (Varroa). В 2015 году в Аргентине был испытан новый революционный метод борьбы с этим паразитом

Для борьбы с этим паразитом создано немало различных препаратов, но все они имеют те или иные недостатки. Поэтому постоянно ведутся поиски методов и веществ, которые были бы безопасны для человека и медоносной пчелы, в то же время эффективно уничтожали популяцию клеща. Одно из таких веществ — щавелевая кислота.

Обычно её используют методом горячей возгонки дым-пушкой. Способ действенный, распространённый, но к нему можно обращаться только в безрасплодный период, а также применять дорогое оборудование и соблюдать тщательные меры предосторожности.

Как всё начиналось

В начале текущего века пчеловодный мир всколыхнула информация, что в Аргентине успешно опробован новый метод обработки от Варроа. В нём применяется раствор щавелевой кислоты в пищевом глицерине. Судя по зарубежным, да и отечественным публикациям, метод зарекомендовал себя прекрасно! При этом он, как ни странно, мало распространён в РФ, хотя за ним — большое будущее. Давайте тщательнее рассмотрим эту методику, и опробуем её на своей пасеке!

Ноу-хау аргентинцев заключалось в том, что они предложили растворять эту органическую кислоту в глицерине. Что это давало? Глицерин долго испаряется, не высыхая и не позволяя высохнуть кислоте, находящейся в нём. В 2010 году прошли первые полевые испытания на нескольких пасеках близ городка Баия-Бланка. В серии экспериментов, распространённых впоследствии и на другие пасеки, применялись полоски целлюлозы, пропитанные глицерином со щавелевой кислотой. Важно подчеркнуть, что работы проводились в тёплый период года, когда в ульях постоянно находился разновозрастный расплод.

Дальнейший ход событий

В ходе испытаний, длившихся регулярно в течение 4-х сезонов, отслеживалось не только количество погибших клещей, но и содержание щавелевой кислоты в тельцах пчёл, в восковых сотах, в мёде и перге. Их образцы подвергались анализу на хроматографе, а процентное содержание мёртвых клещей постоянно записывали в специальные таблицы.

Результаты работы оказались более чем впечатляющими! Среднее количество уничтоженных клещей в разных колониях варьировало от 92 до 94%! Правда, такие цифры получались только в том случае, если обработка проводилась как минимум три раза в течение 45 дней. Это объясняется тем фактом, что раствор практически не уничтожает паразита в уже запечатанных ячейках с расплодом.

Помимо высокой эффективности, метод имеет и другие важные преимущества:

· он прост в исполнении;

· безопасен для пчеловода;

· в нём не используются синтетические химические вещества;

· может применяться в любое время года, при наличии в семье разновозрастного расплода, за исключением самых холодных месяцев, когда семья находится в клубе.

По итогу экспериментов, в Аргентине запатентовали препарат АЛУЭНКАП, поставленный на поток в феврале 2016 года. Он выпускается в виде привычных всем картонных полосок, пропитанных соответствующим раствором. На сегодняшний день эти полоски представляют едва ли не лучший вариант противоклещевых препаратов, сочетая в себе высокую экологичность и отличную эффективность.

Как применить метод самостоятельно

Увы, в Европе, из-за бюрократических препон и различных бизнес интересов, Алуэнкап пока что запрещён. Тем более, нет его на рынках России и стран бывшего Союза. Но освоить его, и самому изготовить полоски, довольно просто. Сейчас мы кратко опишем весь процесс, а потом пошагово покажем, как он воплощается в жизнь.

Вам нужно приобрести:

1. Чистый пищевой глицерин концентрации 80% или выше.

3. Приобрести готовые листы пивного картона, или сделать самостоятельно из гофротары, картонные полоски следующих размеров: длина — зависит от размера рамки, ширина — 3 см, толщина — от 1,6 до 2,5 мм.

Готовые полоски устанавливают в улей, в количестве 5 штук на 10-рамочный корпус. Так как полоски делают Т-образные, надевая их на рамку, получается, что каждая полоска оказывается сразу в двух улочках. Если пропустить одну крайнюю рамку, а потом устанавливать полоски через одну рамку, получится 5 шт. на корпус, при этом в каждой улочке будет присутствовать одна полоска.

Ещё раз подчёркиваем, что полоски следует устанавливать не менее трёх раз подряд, с интервалом примерно в 15 дней (если речь идёт о периоде, когда в семьях присутствует расплод).

Пошаговая инструкция приготовления полосок с фото.

Исходим из той пропорции, что на 1 кг (не литр!) глицерина нужно взять 600 грамм щавелевой кислоты. Нагреть глицерин на водяной бане (это обязательное условие!) примерно до 65°. Постепенно помешивая, растворить в этом глицерине порошок кислоты. Вначале глицерин с кислотой будет мутным.

Начало работы. Глицерин ещё мутный

Для эксперимента взяли 3 таких пакетика щавелевой кислоты.

Для больших пасек, конечно, нужно покупать кислоту в более крупной таре

Внимание! Если излишне перегреть глицерин, щавелевая кислота превратится в нём в муравьиную! Важно не доводить температуру до значений, превышающих 80°. Лучше всё время держаться у отметки 65°. Таким образом, для успешной работы важно иметь водяной термометр.

Постепенно раствор из мутного станет практически прозрачным.

Глицерин уже прозрачный и остывший, с растворённой кислотой

Приведенный рецепт можно найти на различных пчеловодных форумах, он опробован на отечественных пасеках. Но аргентинцы указывают другой, более сложный вариант. Вот он.

Нагреть примерно до 70° 280 грамм мягкой, чистой воды. Помешивая, всыпать в воду щавелевую кислоту в количестве 336 грамм. Вода сразу помутнеет, но постепенно, помешивая, её доводят до прозрачного состояния. Сразу после осветления в воду со щавелькой тонкой струйкой вливаем глицерин (364 грамма). Немного остужаем. Раствор готов.

Изготавливаем полоски

В нашем эксперименте использован гофрированный картон, что вообще-то неправильно, ведь в его составе много синтетического клея. Обязательно ищите цельный, не клееный картон! Он должен быть не особенно рыхлым, но и не глянцевым, способным хорошо пропитываться жидкостью. Идеально, если его изначальная толщина будет равна 1,6-1,8 мм, тогда в процессе набухания он станет примерно на треть толще. Лучше заранее изогнуть картон в виде буквы П. Отличный вариант — переплётный картон.

Так выглядят самодельные, ещё сухие полоски. Обращаем внимание, что они предназначались для рутовской рамки, поэтому их длина составила 50 см.

Желательно, чтобы рамка с надетой на неё полоской выглядела вот так:

Пропитка полосок

Собираем приготовленные полоски в подходящую ёмкость, можно даже в плотный полиэтиленовый пакет, и заливаем тёплым раствором. Пропитывать от 8 часов до суток, в зависимости от плотности картона. Указанным раствором можно пропитать около 50 полосок.

После полной пропитки полоски подвесить в таком положении, чтобы с них стёк лишний раствор, если таковой имеется.

Внимание! Нельзя допускать, чтобы капли рабочего раствора стекали на дно улья!

В итоге должны получиться слегка влажные на ощупь полоски, заметно потемневшие и утолщённые. Их можно хранить около 3-х месяцев в плотном полиэтиленовом пакете или в закрытой ёмкости.

Подготовленные к употреблению полоски устанавливаем в улей по схеме, которую обозначили выше.

Интересно! Некоторые источники указывают, что вместо полосок можно использовать хлопчатобумажные салфетки, пропитанные тем же раствором. Их расстилают поверх рамок, оставляя по бокам проходы для пчёл. Во избежание быстрого высыхания, салфетки сверху накрывают плёнкой. Также есть сведения, что можно полоски не свешивать между рамок, а укладывать сверху, образуя своеобразную решётку, как на снимке

Во всяком случае, при таком способе полоски не закрывают пчёлам доступ к ячейкам с расплодом. А ведь этот фактор является одним из недостатков предлагаемого метода!

Подведём итоги

Если уж зашла речь о недостатках метода, полезно будет их назвать, а также вспомнить о достоинствах, дать некоторые практические советы.

О недостатках

1. Установленные полоски закрывают собой некоторые участки сотов, мешая пчёлам их посещать. Если на этих участках есть открытый расплод, ухаживать за ним насекомым будет проблематично.

2. Едва ли нее самая большая проблема — поиск подходящего картона. Как правило, попадается гофрированный, клееный, или цельный, но покрытый краской.

3. Вырезать вручную большое количество полосок — задача трудоёмкая, не из лёгких.

4. Метод следует применять осторожно, если есть подозрение на заражение семьи аскоферозом. Как известно, этот грибок усиленно развивается при повышенной кислотности в улье.

Преимущества метода

Основные из них описаны в самом тексте. Можно ещё добавить, что в финансовом отношении он примерно вдвое дешевле, чем применение традиционных противоварроатозных полосок. Если, конечно, не учитывать стоимость собственного труда.

Практические советы

1. Лучше всего прибегнуть к этому методу весной, когда в семьях ещё мало пчелы и относительно немного расплода.

2. Для подготовки большого количества полосок было бы удобнее использовать самодельные резаки.

3. Пропитывая полоски, учитывайте, что они заметно увеличатся в размерах, поэтому изначально их нельзя набивать в ёмкость слишком плотно.

Щавелевая кислота (этандиовая) – двухосновная предельная карбоновая кислота, которая представляет собой химическое вещество в виде бесцветных кристаллов, растворимых в воде, неполностью – в диэтиловом и этиловом спирте, нерастворимы в бензоле, хлороформе, петролейном эфире. Эфиры и соли такой кислоты называются оксалатами. Данный химический реактив относится к сильным органическим кислотам, температура плавления которого составляет -189,5 °C. В природе в свободном виде это химическое соединение, а также в виде оксалатов (эфиры и соли щавелевой кислоты) калия и кальция содержится во многих растениях: ревень, бобы, шпинат, орехи, соя. Данная кислота образуется при щавелевокислом брожении. Впервые данный вид кислоты был получен в процессе синтеза дициана химиком Фридрихом Вёлером (Германия, 1824 год).

Применение щавелевой кислоты

Как и любая кислота, щавелевая благодаря своим уникальным свойствам применяется в следующих отраслях промышленности:
- химической (при изготовлении пластмасс, красителей, чернил, пиротехники);
- металлургической (для чистки металлов от коррозии, оксидов, накипи, ржавчины);
- текстильной и кожевенной (как протрава, при покраске шелка и шерсти);
- пчеловодстве (для обработки пчел);
- бытовой химии (входит в состав многих моющих средств и порошков в качестве отбеливающего и дезинфицирующего средства);
- аналитической химии (осадитель редкоземельных элементов);
- микроскопии (отбеливатель срезов);
- косметологии (отбеливающий компонент от веснушек);
- медицине и фармакологии;
- деревообрабатывающей.

Важность щавелевой кислоты для организма

Данное химическое соединение в организме человека – это промежуточный продукт, который выделяется с мочой как соли кальция. При нарушении минерального обмена соли данной кислоты принимают участие в образовании камней в мочевом пузыре и почках. Данная органическая кислота, содержащаяся в сырых овощах, очень полезна для нашего организма. Она легко соединяется с кальцием и способствует его усвоению. Щавелевая кислота в отварных овощах негативно сказывается на здоровье, так как она становится неорганической. Это приводит к связыванию кальция, а как результат – к нехватке его в костной ткани, что является причиной ее поражения. Суточное выделение щавелевой кислоты вместе с мочой у взрослого человека составляет 20 мг, у детей до 1, 29 мг/кг.

Меры предосторожности

Щавелевая кислота относится к горючим, высокотоксичным и ядовитым химическим реактивам, поэтому для работы с ней допускаются только те сотрудники лаборатории, которые прошли специальный инструктаж по соблюдению мер безопасности:
- работы проводить в специальной лабораторной посуде из стекла. Если лабораторная посуда будет из другого материла, кислота может вступить с ней в реакцию;
- во избежание попадания щавелевой кислоты на кожу, дыхательные пути, слизистые оболочки все исследования следует проводить: в резинотехнических изделиях (сапоги, прорезиненные фартуки, перчатки смотровые, перчатки нитриловые), защитных средствах (противогаз или респиратор, очки), спецодежда;
- во время использования щавелевой кислоты запрещается принимать пищу, пить, курить;
- после завершения работ необходимо лицо и руки тщательно промыть теплой водой с мылом или нейтрализующим средством (раствором питьевой соды);
- запрещается транспортировка и хранение щавелевой кислоты совместно с пищевыми продуктами;
- соблюдать меры противопожарной безопасности, если есть необходимость в использовании нагревательных приборов.

Нужно знать, что щавелевая кислота относится к сильным органическим кислотам, употребление ее в большом количестве может стать причиной раздражения слизистой пищевода, кишечника, желудка, кожи и дыхательных путей. При попадании данного химического реактива в организм может появиться жжение, кровавая рвота. Первая помощь в таких ситуациях – обильно промыть водой пораженный участок кожи. Хранить кислоту нужно в закрытой полиэтиленовой упаковке в хорошо вентилируемом помещении на поддонах.

Щавелевую кислоту купить

Щавелевая кислота содержится во многих растениях. Это соединение является нормальным продуктом обмена веществ млекопитающих, однако его употребление сверх метаболических потребностей может сопровождаться образованием камней в почках и другими нежелательными последствиями.

Синтетические аналоги щавелевой кислоты нашли широкое применение в разных областях человеческой деятельности: промышленности, текстильном производстве, кожевенном деле, фармацевтике.

Щавелевая кислота - двухосновная предельная карбоновая кислота.

Общая информация про щавелевую кислоту

Вещество впервые было выделено из древесного щавеля в 1745 г. голландским врачом Германом Бурхааве.

Шведские химики Карл Шееле и Торберн Бергман в 1776 г. получили его синтетический аналог путем окисления сахара азотной кислотой. Сегодня оно является одним из самых изученных соединений.

Основные характеристики

Щавелевая кислота - это токсичное органическое соединение с формулой H2C2O4, обозначенное в номенклатуре ИЮПАК как этандиовая кислота. Вещество широко распространено в природе: оно содержится в тканях большинства растений в свободном состоянии или в виде оксалатов - малорастворимых солей.

Физико-химические свойства

Этандиовая кислота принадлежит к семейству карбоновых. Ее считают единственно возможным химическим соединением, в котором карбоксильные группы связаны напрямую. Такая структура обуславливает сильные кислотные свойства соединения.

Наиболее распространенной формой вещества является дигидрат в виде бесцветного кристаллического порошка без запаха. Прочные водородные связи делают соединение стабильным в условиях окружающей среды. Водный раствор дигидрата бурно реагирует с сильными основаниями, а при взаимодействии с окислителями или серебром образует взрыво- и пожароопасные продукты.

Вещество является сильным восстановителем, благодаря чему используется для приготовления отбеливателей и протрав.

Щавелевая кислота используется для изготовления отбеливателей.

Роль вещества и принцип действия

Этандиовое соединение - наиболее распространенная органическая кислота, продуцируемая живыми организмами: бактериями, грибами, растениями и животными.

Образование оксалатов в растениях способствует регуляции метаболизма кальция и выведению токсинов. В грибах они контролируют доступность питательных веществ, связывают токсичные медесодержащие компоненты, регулируют некоторые параметры химического состава почвы.

Влияние на организм человека

Диетологи относят щавелевую кислоту к антипитательным компонентам, т.к. при поступлении с пищей она плохо метаболизируется и может препятствовать усвоению полезных веществ. Однако это соединение в организме человека естественным образом вырабатывается из аскорбиновой и глиоксиловой кислот, что свидетельствует о его важной роли в обмене веществ.

Польза

принимает участие в образовании урацила - компонента рибонуклеиновых кислот (РНК);
способствует образованию оротовой кислоты, которая активирует белковый обмен;
поддерживает сократительную функцию гладкой мускулатуры;
стимулирует работу нервной системы и мышечных волокон.

Щавелевая кислота стимулирует работу нервной системы.

Возможный вред

Употребление щавелевой кислоты сверх метаболических потребностей сопровождается активным образованием оксалатов. Эти соли также могут поступать в организм из пищевых источников.

ухудшение абсорбции важных минералов: кальция, магния и железа;
образование камней и повреждение почек;
развитие воспалительных процессов;
подавление активности некоторых ферментов.

Способы получения

Этандиовая кислота широко применяется в аналитической химии и является важным промышленным сырьем. Существует несколько надежных способов получения этого химического соединения.

Естественные: природные источники

Кристаллы оксалатов можно выделить из различных растений: покрытосеменных, голосеменных, водорослей. Большие концентрации солей обнаружены у представителей семейств Кислицевые, Гречиховые, Амарантовые, Сельдереевые, Капустные и др.

Водоросли являются природными источниками щавелевой кислоты.

Лабораторные

В лабораторных условиях этандиовое соединение широко используют в качестве первичного стандарта при кислотно-основном титровании, т.к. его можно точно взвесить. Также оно применяется для выработки различных веществ, используемых в аналитической и органической химии.

Соединение получают путем окисления сахарозы концентрированной азотной кислотой в присутствии небольшого количества катализатора пентаоксида диванадия. Затем гидратированные кристаллы обезвоживают нагреванием или азеотропной перегонкой.

В промышленности

Щавелевая кислота является важным сырьем в различных областях промышленности.

быстрым нагреванием формиата натрия до +360°C;
окислением органических циклических соединений (углеводов или спиртов) с расщеплением углеродного кольца оксидами азота или азотсодержащими минеральными кислотами;
окислением свекловичного жома с применением кислородсодержащих азотной и купоросной кислот при участии пентаоксида диванадия в качестве катализатора;
сбраживанием метанола спорами Aspergillus niger при участии фосфатов щелочных металлов;
сбраживанием водорослей Chlorella vulgaris грибковыми спорами Aspergillus niger.

Щавелевую кислоту получают в промышленности.

Области применения

Вещество находит множество применений в различных областях промышленности, а также в качестве промежуточного продукта органического синтеза.

осаждения и разделения фракций редкоземельных металлов в гидрометаллургии;
борьбы с коррозией металлов;
производства очистителей различного назначения;
отбеливания текстильных материалов;
обесцвечивания и укрепления структуры кожевенных изделий;
протравливания полиграфических форм перед процессом окрашивания;
получения реагентов для целей химического анализа.

В медицине

В середине XX ст. предпринимались попытки использовать вещество в качестве кровоостанавливающего средства при внутривенных инъекциях.

Однако оно осаждалось в тканях в виде нерастворимого оксалата кальция и вызывало интоксикацию, поэтому от инфузий отказались.

В современной фармакологии соединение применяют преимущественно для очистки химического сырья. Иногда оксалаты служат антикоагулянтами в образцах крови, взятых для химического анализа. Вещество используют и в производстве лекарственных препаратов: борнеола, террамицина, тетрациклина и некоторых других антибиотиков.

В кулинарии

Некоторые растительные продукты содержат высокие концентрации оксалатов. Например, большое количество солей накапливается в ревене, сельдерее, щавеле. Бесконтрольное употребление такой пищи нежелательно, но маленькие порции способствуют улучшению перистальтики.

Чтобы избежать избыточного осаждения солей, рекомендуется есть сырые продукты. Нагревание пищевого субстрата в процессе кулинарной обработки способствует переходу молекул свободных кислот в оксалаты.

Читайте также: