熔 点:16.6℃沸 点:117.9℃水溶性:能溶于水密 度:1.050外 观:无色液体
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乙酸在自然界分布很广,例如在水果或者植物油中,但是主要以酯的形式存在。在动物的组织内、排泄物和血液中以游离酸的形式存在。许多微生物都可以通过发酵将不同的**物转化为乙酸。
乙酸是醋的主要成分,而醋几乎贯穿了整个人类文明史。乙酸发酵(醋酸)能在世界的每个角落发现,每个在酿酒的时候,不可避免的会发现醋——它是这些酒精饮料暴露于空气后的自然产物。如中国就有杜康的儿子黑塔因酿酒时间过长得到醋的说法。
古罗马的人们将发酸的酒放在铅制容器中煮沸,能得到一种高甜度的糖浆,叫做“sapa”。“sapa”富含一种有甜味的铅糖,即乙酸铅。公元8世纪时,波斯炼金术士贾比尔,用蒸馏法浓缩了醋中的乙酸。
文艺复兴时期,人们通过金属醋酸盐的干馏制备冰醋酸。16世纪德国炼金术士安德烈亚斯·利巴菲乌斯就把由这种方法产生的冰醋酸和由醋中提取的酸进行了比较。因为水的存在,导致了醋酸的性质发生很大改变,以至于在几个世纪里,化学家们都认为这是两个截然不同的物质。直到法国化学家阿迪(Pierre Adet)证明了这两种物质的主要成分是相同的。
乙酸中的乙酰基,是生物化学中所有生命的基础。当它与辅酶A结合后,就成为了碳水化合物和脂肪新陈代谢的中心。然而,乙酸在细胞中的浓度是被严格控制在一个很低的范围内,避免使得细胞质的pH发生破坏性的改变。与其它长链羧酸不同,乙酸并不存在于甘油三酸脂中。但是,人造含乙酸的甘油三酸脂,又叫甘油醋酸酯(甘油三乙酸酯) [5] ,则是一种重要的食品添加剂,也被用来制造化妆品和局部性药物。
乙酸由一些特定的生产或分泌。值得注意的是醋菌类梭菌属的丙酮丁醇梭,这个广泛存在于全世界的食物、水和土壤之中。在水果或其他食物时,醋酸也会自然生成。乙酸也是包括人类在内的所有灵长类生物的阴道润滑液的一个组成部分,被当作一个温和的剂。
乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应,同时可以还原生成乙醇,通过亲核取代机理生成乙酰氯,也可以双分子脱水生成酸酐。
乙酸的典型化学反应:
乙酸与碳酸钠:2CH3COOH+Na2CO3==2CH3COONa+CO2↑+H2O
乙酸与碳酸钙:2CH3COOH+CaCO3==(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O
乙酸与碳酸氢钠:NaHCO3+CH3COOH==CH3COONa+H2O+CO2↑
乙酸与碱反应:CH3COOH+OH-==CH3COO-+H2O
乙酸与弱酸盐反应:2CH3COOH+CO32-==2CH3COO-+H2O+CO2↑
乙酸与活泼金属单质反应:Fe+2CH3COOH==(CH3COO)2Fe+H2↑
Zn+2CH3COOH==(CH3COO)2Zn +H2↑
2Na+2CH3COOH==2CH3COONa+H2↑
乙酸与反应:2CH3COOH+ZnO==(CH3COO)2Zn+H2O
乙酸与乙醇反应:CH3COOH+C2H5OH=△=CH3COOC2H5+H2O(注:条件是加热,浓硫酸催化,可逆反应) [4]
2.乙酸也可以成酯或氨基化合物。如乙酸可以与乙醇在浓硫酸存在并加热的条件下生成乙酸乙酯(本反应为可逆反应,反应类型属于取代反应中的酯化反应)。
CH3COOH + CH3CH2OH<==> CH3COOCH2CH3 + H2O
3.由于弱酸的性质,对于许多金属,乙酸是有腐蚀性的,例如铁、镁和锌,反应生成氢气和金属乙酸盐。虽然铝在空气中表面会形成氧化铝保护层,但是在醋酸的作用下,氧化膜会被破坏,内部的铝就可以直接和酸作用了。
4.金属的乙酸盐也可以用乙酸和相应的碱性物质反应,比如小苏打与醋的反应。除了醋酸铬(II),几乎所有的醋酸盐能溶于水。 [2]
Mg(S)+ 2 CH3COOH(aq)→ (CH3COO)2Mg(aq) +H2(g)
NaHCO3(s)+ CH3COOH(aq) →CH3COONa(aq) +CO2(g) +H2O(l)
5.在440℃的高温下,乙酸可分解生成和二氧化碳或乙烯酮和水。
通过控制反应条件,也可以通过同样的反应生成。因为一氧化碳和甲醇均是常用的化工原料,所以甲基羰基化一直以来备受青睐。早在1925年,英国塞拉尼斯公司就开发出个甲基羰基化制乙酸的试点装置。然而,由于缺少能耐高压(200atm或更高)和耐腐蚀的容器,此方法的应用一直受到限制。1963年,德国巴斯夫化学公司用钴作催化剂,开发出个适合工业生产乙酸的工艺。1968年,铑催化剂的大大降低了反应难度。采用铑的羰基化合物和碘化物组成的催化剂体系,使甲醇和一氧化碳在水-乙酸的介质中在175℃和低于3兆帕的压力条件下反应,即可得到乙酸产品。因为催化剂的活性和选择性都比较高,所以反应的副产物很少。甲醇低压羰基化法制乙酸,具有原料**,操作条件缓和,乙酸产率高,产品质量好和工艺流程简单等优势,但反应介质有严重的腐蚀性,需要使用耐腐蚀的特殊材质。1970年,美国孟山都公司建造了采用此工艺的装置,因此铑催化甲基羰基化制乙酸逐渐成为支配性的孟山都法。90年代后期,英国石油成功的将Cativa催化法商业化,此方法采用钌催化剂,使用([Ir(CO)₂I₂]),它比孟山都法更加绿色也有更高的效率。
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