Ácido oxálico - Oxalic acid

Nomes
	Nome IUPAC preferido Ácido oxálico
	Nome IUPAC sistemático Ácido etanodioico
	Outros nomes Água sanitária, ácido de caranguejo
Identificadores
Número CAS
Modelo 3D ( JSmol )
3DMet
Referência Beilstein	385686
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard	100,005,123
Número EC
Referência Gmelin	2208
KEGG
Malha	Oxálico + ácido
PubChem CID
Número RTECS
UNII
Número ONU	3261
Painel CompTox ( EPA )
	InChI InChI = 1S / C6H6O6 / c3-1 (4) 2 (5) 6 / h (H, 3,4) (H, 5,6) Chave: MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N ;
	SORRISOS OC (= O) C (= O) O;
Propriedades
Fórmula química	C 2 H 2 O 4
Massa molar	90,034 g · mol −1 ; (anidro) ; 126,065 g · mol −1 (di-hidratado)
Aparência	Cristais brancos
Odor	inodoro
Densidade	1,90 g · cm- 3 (anidro, a 17 ° C) ; 1,653 g · cm- 3 (di-hidratado)
Ponto de fusão	189 a 191 ° C (372 a 376 ° F; 462 a 464 K) ; 101,5 ° C (214,7 ° F; 374,6 K) di-hidratado
Solubilidade em Água	90-100 g / L (20 ° C)
Solubilidade	237 g / L (15 ° C) em etanol 14 g / L (15 ° C) em éter dietílico
Pressão de vapor	<0,001 mmHg (20 ° C)
Acidez (p K a )	1,25, 4,14
Base conjugada	Hidrogenoxalato
Suscetibilidade magnética (χ)	-60,05 · 10 −6 cm 3 / mol
Farmacologia
Código ATCvet	QP53AG03 ( OMS )
Perigos
Riscos principais	corrosivo
Ficha de dados de segurança	MSDS externo
NFPA 704 (diamante de fogo)	3 1 0 ÁCIDO
Ponto de inflamação	166 ° C (331 ° F; 439 K)
	Dose ou concentração letal (LD, LC):
LD Lo (o mais baixo publicado )	1000 mg / kg (cão, oral) ; 1400 mg / kg (rato) ; 7500 mg / kg (rato, oral)
	NIOSH (limites de exposição à saúde dos EUA):
PEL (permitido)	TWA 1 mg / m 3
REL (recomendado)	TWA 1 mg / m 3 ST 2 mg / m 3
IDLH (perigo imediato)	500 mg / m 3
Compostos relacionados
Compostos relacionados
	Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
	verificar (o que é ?)
	Referências da Infobox

O ácido oxálico é um ácido orgânico com o nome IUPAC de ácido etanodioico e fórmula HO
2C-CO
2H . É o ácido dicarboxílico mais simples . É um sólido cristalino branco que forma uma solução incolor em água. Seu nome vem do fato de que os primeiros investigadores isolaram o ácido oxálico de plantas com flores do gênero Oxalis , comumente conhecidas como azedas. Ocorre naturalmente em muitos alimentos, mas a ingestão excessiva de ácido oxálico ou o contato prolongado com a pele podem ser perigosos.

O ácido oxálico tem uma força de ácido muito maior do que o ácido acético . É um agente redutor e sua base conjugada , conhecida como oxalato ( C
2O2−
4), é um agente quelante para cátions metálicos. Normalmente, o ácido oxálico ocorre como o di - hidrato com a fórmula C
2H
2O
4.2H ₂ O .

História

A preparação de sais de ácido oxálico (ácido de caranguejo) a partir de plantas já era conhecida, pelo menos desde 1745, quando o botânico e médico holandês Herman Boerhaave isolou um sal de azedinha . Em 1773, François Pierre Savary de Friburgo, na Suíça, havia isolado o ácido oxálico de seu sal na azeda.

Em 1776, os químicos suecos Carl Wilhelm Scheele e Torbern Olof Bergman produziram ácido oxálico pela reação de açúcar com ácido nítrico concentrado ; Scheele chamou o ácido que resultou de socker-syra ou såcker-syra (ácido de açúcar). Em 1784, Scheele mostrou que o "ácido de açúcar" e o ácido oxálico de fontes naturais eram idênticos.

Em 1824, o químico alemão Friedrich Wöhler obteve ácido oxálico pela reação de cianogênio com amônia em solução aquosa. Este experimento pode representar a primeira síntese de um produto natural .

Preparação

O ácido oxálico é produzido principalmente pela oxidação de carboidratos ou glicose usando ácido nítrico ou ar na presença de pentóxido de vanádio . Uma variedade de precursores podem ser usados, incluindo ácido glicólico e etilenoglicol . Um método mais recente envolve a carbonilação oxidativa de álcoois para dar os diésteres de ácido oxálico:

4 ROH + 4 CO + O ₂ → 2 (CO ₂ R) ₂ + 2 H ₂ O

Esses diésteres são subsequentemente hidrolisados em ácido oxálico. Aproximadamente 120.000 toneladas são produzidas anualmente.

Historicamente, o ácido oxálico era obtido exclusivamente pelo uso de cáusticos, como hidróxido de sódio ou potássio , na serragem. A pirólise do formato de sódio (basicamente preparado a partir do monóxido de carbono), leva à formação de oxalato de sódio , facilmente convertido em ácido oxálico.

Métodos de laboratório

Embora possa ser facilmente adquirido, o ácido oxálico pode ser preparado em laboratório pela oxidação da sacarose usando ácido nítrico na presença de uma pequena quantidade de pentóxido de vanádio como catalisador .

O sólido hidratado pode ser desidratado com calor ou por destilação azeotrópica .

Desenvolvido na Holanda, uma eletrocatálise por um complexo de cobre ajuda a reduzir o dióxido de carbono a ácido oxálico; esta conversão usa dióxido de carbono como matéria - prima para gerar ácido oxálico.

Estrutura

O ácido oxálico anidro existe como dois polimorfos ; em um, a ligação de hidrogênio resulta em uma estrutura semelhante a uma cadeia, enquanto o padrão de ligação de hidrogênio na outra forma define uma estrutura semelhante a uma folha. Como o material anidro é ácido e hidrofílico (busca de água), ele é usado em esterificações .

Reações

O ácido oxálico é relativamente forte para um ácido carboxílico :

C ₂ O ₄ H ₂ ⇌ C ₂ O ₄ H ^- + H ⁺		p K _a = 1,27
C ₂ O ₄ H ^- ⇌ C ₂O²⁻ ₄+ H ⁺		p K _a = 4,27

O ácido oxálico sofre muitas das reações características de outros ácidos carboxílicos. Forma ésteres como o oxalato de dimetilo ( p.f. 52,5 a 53,5 ° C (126,5 a 128,3 ° F)). Ele forma um cloreto de ácido chamado cloreto de oxalil .

O oxalato, a base conjugada do ácido oxálico, é um excelente ligante para íons metálicos, por exemplo, o fármaco oxaliplatina .

O ácido oxálico e os oxalatos podem ser oxidados pelo permanganato em uma reação autocatalítica .

Os valores de p K _a do ácido oxálico variam na literatura de 1,25-1,46 e 3,81-4,40. O 100º ed do CRC, lançado em 2019, tem os valores de 1,25 e 3,81.

Ocorrência

Biossíntese

Existem pelo menos duas vias para a formação de oxalato mediada por enzimas. Em uma via, o oxaloacetato , um componente do ciclo do ácido cítrico de Krebs , é hidrolisado em oxalato e ácido acético pela enzima oxaloacetase :

[O ₂ CC (O) CH ₂ CO ₂ ] ²⁻ + H ₂ O → C
₂O²⁻
₄+ CH
₃CO^-
₂+ H ⁺

Também surge da desidrogenação do ácido glicólico , que é produzido pelo metabolismo do etilenoglicol .

Ocorrência em alimentos e plantas

O oxalato de cálcio é o componente mais comum das pedras nos rins . Os primeiros investigadores isolaram o ácido oxálico da azeda ( Oxalis ). Membros da família do espinafre e das brássicas ( repolho , brócolis , couve de Bruxelas ) são ricos em oxalatos, assim como azeda e umbelíferas como a salsa . Folhas de ruibarbo contêm cerca de 0,5% de ácido oxálico, e jack-in-the-púlpito ( Arisaema triphyllum ) contém cristais de oxalato de cálcio . Da mesma forma, a trepadeira da Virgínia , uma videira decorativa comum, produz ácido oxálico em suas bagas, bem como cristais de oxalato na seiva, na forma de ráfides . As bactérias produzem oxalatos a partir da oxidação de carboidratos .

As plantas do gênero Fenestraria produzem fibras ópticas feitas de ácido oxálico cristalino para transmitir luz a locais fotossintéticos subterrâneos.

A carambola , também conhecida como carambola, também contém ácido oxálico junto com caramboxina . O suco cítrico contém pequenas quantidades de ácido oxálico. As frutas cítricas produzidas na agricultura orgânica contêm menos ácido oxálico do que aquelas produzidas na agricultura convencional.

A formação de pátinas de oxalato de cálcio de ocorrência natural em certas estátuas e monumentos de calcário e mármore foi proposta como sendo causada pela reação química da pedra de carbonato com ácido oxálico secretado por líquen ou outros microorganismos .

Produção por fungos

Muitas espécies de fungos do solo secretam ácido oxálico, resultando em maior solubilidade de cátions metálicos, maior disponibilidade de certos nutrientes do solo e podem levar à formação de cristais de oxalato de cálcio.

De outros

O betume oxidado ou o betume exposto aos raios gama também contém ácido oxálico entre seus produtos de degradação. O ácido oxálico pode aumentar a lixiviação de radionuclídeos condicionados no betume para descarte de rejeitos radioativos .

Bioquímica

A base conjugada do ácido oxálico é o anião hydrogenoxalate, e a sua base conjugada ( oxalato ) é um inibidor competitivo da lactato desidrogenase (LDH) enzima. O LDH catalisa a conversão do piruvato em ácido lático (produto final do processo de fermentação (anaeróbio)) oxidando a coenzima NADH em NAD ⁺ e H ⁺ simultaneamente. Restaurar os níveis de NAD ⁺ é essencial para a continuação do metabolismo energético anaeróbio por meio da glicólise . Como as células cancerosas usam preferencialmente o metabolismo anaeróbico (ver efeito Warburg ), a inibição de LDH inibiu a formação e o crescimento de tumores, portanto, é um curso potencial interessante de tratamento do câncer.

Formulários

Cerca de 25% do ácido oxálico produzido será usado como mordente em processos de tingimento. Também é usado em alvejantes , especialmente para celulose , e para remoção de ferrugem e outras limpezas, em fermento em pó e como um terceiro reagente em instrumentos de análise de sílica.

Limpeza

As principais aplicações do ácido oxálico incluem limpeza ou branqueamento, especialmente para a remoção de ferrugem (agente complexante de ferro). Sua utilidade em agentes de remoção de ferrugem é devido à formação de um sal solúvel em água estável com ferro férrico, íon ferrioxalato . O produto de limpeza Zud contém ácido oxálico.

O ácido oxálico também é amplamente utilizado como alvejante para madeira , na maioria das vezes em sua forma cristalina para ser misturado com água até sua diluição adequada para uso.

Metalurgia Extrativa

O ácido oxálico é um reagente importante na química dos lantanídeos . Os oxalatos de lantanídeos hidratados se formam prontamente em soluções fortemente ácidas em uma forma densamente cristalina , facilmente filtrada, amplamente livre de contaminação por elementos não-lantanídeos. A decomposição térmica desses oxalatos dá os óxidos , que é a forma mais comumente comercializada desses elementos.

Nicho usa

Abelha coberta com cristais de oxalato

O ácido oxálico é usado por alguns apicultores como um miticida contra o ácaro varroa parasita .

O ácido oxálico é usado para limpar minerais.

O ácido oxálico às vezes é usado no processo de anodização do alumínio, com ou sem ácido sulfúrico. Em comparação com a anodização com ácido sulfúrico, os revestimentos obtidos são mais finos e apresentam menor rugosidade superficial.

O ácido oxálico é um ingrediente em alguns produtos de clareamento dental.

Conteúdo em itens alimentares

Vegetal	Ácido oxálico (g / 100 g)
Amaranto	1.09
Espargos	0,13
Feijão, bata	0,36
Folhas de beterraba	0,61
Beterraba	0,06
Brócolis	0,19
Couve de bruxelas	0,02
Repolho	0,10
Cenoura	0,50
Mandioca	1,26
Couve-flor	0,15
Salsão	0,19
Chicória	0,2
Cebolinha	1,48
Collards	0,45
Coentro	0,01
Milho doce	0,01
Pepino	0,02
Beringela	0,19
Endívia	0,11
Alho	0,36
Couve	0,02
Alface	0,33
Quiabo	0,05
Cebola	0,05
Salsa	1,70
Pastinaga	0,04
Ervilha	0,05
Pimentão	0,04
Batata	0,05
Beldroega	1,31
Rabanete	0,48
Folhas de ruibarbo	0,52
Rutabaga	0,03
Espinafre	0,97 (varia de 0,65 a 1,3 gramas por 100 gramas com base no peso fresco)
Abóbora	0,02
Batata doce	0,24
Acelga , verde	0,96
Tomate	0,05
Nabo	0,21
Verduras	0,05
Agrião	0,31

Toxicidade

O ácido oxálico na forma concentrada pode ter efeitos nocivos por contato e se ingerido . Não é identificado como mutagênico ou cancerígeno , embora haja um estudo sugerindo que pode causar câncer de mama; existe um possível risco de malformação congênita no feto; pode ser prejudicial se inalado , e é extremamente destrutivos para tecidos de mucosas e parte superior do tracto respiratório ; perigoso se ingerido; Nocivo e destrutivo para os tecidos e causa queimaduras se absorvido pela pele ou em contato com os olhos. Os sintomas e efeitos incluem sensação de queimação, tosse, respiração ofegante, laringite , falta de ar, espasmo , inflamação e edema da laringe , inflamação e edema dos brônquios , pneumonite , edema pulmonar .

Em humanos, o ácido oxálico ingerido tem um LD _Lo oral (dose letal mais baixa publicada) de 600 mg / kg. Foi relatado que a dose oral letal é de 15 a 30 gramas. A toxicidade do ácido oxálico é devida à insuficiência renal causada pela precipitação de oxalato de cálcio sólido .

O oxalato pode entrar nas células onde é conhecido por causar disfunção mitocondrial .

A ingestão de etilenoglicol resulta em ácido oxálico como metabólito que também pode causar insuficiência renal aguda.

Pedras nos rins

A grande maioria dos cálculos renais, 76%, é composta de sal de cálcio do ácido oxálico . O ácido oxálico também pode causar dor nas articulações pela formação de precipitados semelhantes nas articulações. O hidróxido de cálcio ( cal apagada ) diminui o oxalato urinário em humanos e ratos. A ingestão de alimentos que contenham cálcio, como o leite, com alimentos ricos em ácido oxálico, causa a formação de oxalato de cálcio no estômago, que não é absorvido pelo corpo.

Entre 1% e 15% das pessoas em todo o mundo são afetadas por pedras nos rins em algum momento de suas vidas. Em 2015, eles causaram cerca de 16.000 mortes em todo o mundo.

Notas

^ a Salvo indicação em contrário, todas as medições são baseadas em pesos de vegetais crus com teor de umidade original.

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