化學(xué)性質(zhì)
英文名稱:AceticAcid
其他名:冰醋酸,醋酸
適應(yīng)癥:本品不同濃度用以治療各種皮膚淺部真菌感染,灌洗創(chuàng)面及雞眼、疣的治療。
藥品分類:消毒防腐劑-冰醋酸
分子量:60.05

分子式:C2H4O2
沸點(℃):117.9
凝固點(℃):16.6
相對密度(水為1):1.050
粘度(mPa.s):1.22(20℃)
20℃時蒸氣壓(KPa):1.5
外觀及氣味:無色液體,有刺鼻的醋酸味。
溶解性:能溶于水、乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等有機(jī)溶劑。
相容性材料:稀釋后對金屬有強(qiáng)烈腐蝕性,316#和318#不銹鋼及鋁可作良好的結(jié)構(gòu)材料。
國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)號:GB/T 676-2007
下為中華人民共和國關(guān)于工業(yè)乙酸的國家標(biāo)準(zhǔn):
指標(biāo)名稱 | 指標(biāo) |
| 優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 |
色度,Hazen 單位(鉑-鈷色號)≤ | 10 | 20 | 30 |
乙酸含量,% ≥ | 99.8 | 99.0 | 98.0 |
水分,% ≤ | 0.15 | - | - |
甲酸含量,% ≤ | 0.06 | 0.15 | 0.35 |
乙醛含量,% ≤ | 0.05 | 0.05 | 0.10 |
蒸發(fā)殘渣,% ≤ | 0.01 | 0.02 | 0.03 |
鐵含量(以Fe 計),% ≤ | 0.00004 | 0.0002 | 0.0004 |
還原高錳酸鉀物質(zhì), min ≥ | 30 | 5 | - |
化學(xué)性質(zhì)
乙酸的酸性
乙酸的羧基氫原子能夠部分電離變?yōu)闅潆x子(質(zhì)子)而釋放出來,導(dǎo)致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系數(shù)為4.8,pKa=4.75(25℃),濃度為1mol/L的醋酸溶液(類似于家用醋的濃度)的pH為2.4,也就是說僅有0.4%的醋酸分子是解離的。
乙酸二聚物
乙酸的晶體結(jié)構(gòu)顯示 ,分子間通過氫鍵結(jié)合為二聚體(亦稱二締結(jié)物),二聚體也存在于120℃的蒸汽狀態(tài)。二聚體有較高的穩(wěn)定性,已經(jīng)通過冰點降低測定分子量法以及X光衍射證明了分子量較小的羧酸如甲酸、乙酸在固態(tài)及液態(tài),甚至氣態(tài)以二聚體形式存在。當(dāng)乙酸與水溶和的時候,二聚體間的氫鍵會很快的斷裂。其它的羧酸也有類似的二聚現(xiàn)象。
無機(jī)化學(xué)反應(yīng)
1.乙酸能發(fā)生普通羧酸的典型化學(xué)反應(yīng),同時可以還原生成乙醇,通過親核取代機(jī)理生成乙酰氯,也可以雙分子脫水生成酸酐。
乙酸的典型化學(xué)反應(yīng):
乙酸與碳酸鈉:2CH3COOH+Na2CO3==2CH3COONa+CO2↑+H2O
乙酸與碳酸鈣:2CH3COOH+CaCO3==(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O
乙酸與碳酸氫鈉:NaHCO3+CH3COOH==CH3COONa+H2O+CO2↑
乙酸與堿反應(yīng):CH3COOH+OH-==CH3COO-+H2O
乙酸與弱酸鹽反應(yīng):2CH3COOH+CO32-==2CH3COO-+H2O+CO2↑
乙酸與活潑金屬單質(zhì)反應(yīng):Fe+2CH3COOH==(CH3COO)2Fe+H2↑
Zn+2CH3COOH==(CH3COO)2Zn +H2↑
2Na+2CH3COOH==2CH3COONa+H2↑
乙酸與氧化鋅反應(yīng):2CH3COOH+ZnO==(CH3COO)2Zn+H2O
乙酸與乙醇反應(yīng):CH3COOH+C2H5OH=△=CH3COOC2H5+H2O(注:條件是加熱,濃硫酸催化,可逆反應(yīng))
2.乙酸也可以成酯或氨基化合物。如乙酸可以與乙醇在濃硫酸存在并加熱的條件下生成乙酸乙酯(本反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)類型屬于取代反應(yīng)中的酯化反應(yīng))。
CH3COOH + CH3CH2OH<==> CH3COOCH2CH3 + H2O
3.由于弱酸的性質(zhì),對于許多金屬,乙酸是有腐蝕性的,例如鐵、鎂和鋅,反應(yīng)生成氫氣和金屬乙酸鹽。雖然鋁在空氣中表面會形成氧化鋁保護(hù)層,但是在醋酸的作用下,氧化膜會被破壞,內(nèi)部的鋁就可以直接和酸作用了。
4.金屬的乙酸鹽也可以用乙酸和相應(yīng)的堿性物質(zhì)反應(yīng),比如小蘇打與醋的反應(yīng)。除了醋酸鉻(II),幾乎所有的醋酸鹽能溶于水。
Mg(s)+ 2 CH3COOH(aq)→ (CH3COO)2Mg(aq) +H2(g)
NaHCO3(s)+ CH3COOH(aq) →CH3COONa(aq) +CO2(g) +H2O(l)
5.在440℃的高溫下,乙酸可分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水。
生物化學(xué)反應(yīng)
乙酸中的乙?;?,是生物化學(xué)中所有生命的基礎(chǔ)。當(dāng)它與輔酶A結(jié)合后,就成為了碳水化合物和脂肪新陳代謝的中心。然而,乙酸在細(xì)胞中的濃度是被嚴(yán)格控制在一個很低的范圍內(nèi),避免使得細(xì)胞質(zhì)的pH發(fā)生破壞性的改變。與其它長鏈羧酸不同,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) ,則是一種重要的食品添加劑,也被用來制造化妝品和局部性藥物。
乙酸由一些特定的細(xì)菌生產(chǎn)或分泌。值得注意的是醋菌類梭菌屬的丙酮丁醇梭桿菌,這個細(xì)菌廣泛存在于全世界的食物、水和土壤之中。在水果或其他食物腐敗時,醋酸也會自然生成。乙酸也是包括人類在內(nèi)的所有靈長類生物的陰道潤滑液的一個組成部分,被當(dāng)作一個溫和的抗菌劑。
安全信息
安全性與防護(hù)
危險性
閃點(℃):39
爆炸極限(%):4.0~17
靜電作用:可能有聚合危害
燃燒性:自燃溫度:463℃
危險特性:能與氧化劑發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng),與氫氧化鈉與氫氧化鉀等反應(yīng)劇烈。稀釋后對金屬有腐蝕性。
濃度較高的乙酸具有腐蝕性,能導(dǎo)致皮膚燒傷,眼睛永久失明以及黏膜發(fā)炎,因此需要適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)。上述燒傷或水泡不一定馬上出現(xiàn),很大部份情況是暴露后幾個小時出現(xiàn)。乳膠手套不能起保護(hù)作用,所以在處理乙酸的時候應(yīng)該帶上特制的手套,例如丁腈橡膠手套。濃縮乙酸在實驗室中燃燒比較困難,但是當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到39℃(102℉)的時候,它便具有可燃的威脅,在此溫度以上,乙酸可與空氣混合爆炸(爆炸極限4%~17%體積濃度)。
乙酸的危害和乙酸溶液的濃度有關(guān)。下表中例舉了乙酸溶液的歐盟分級:
濃度(質(zhì)量) | 摩爾濃度 | 分級 | R-Phrases |
---|
10%–25% | 1.67–4.16 mol/L | 刺激 (Xi) | R36/38 |
25%–90% | 4.16–14.99 mol/L | 腐蝕 (C) | R34 |
>90% | >14.99 mol/L | 腐蝕 (C) | R10, R35 |
因為強(qiáng)烈的刺激性氣味及腐蝕性蒸汽,操作濃度超過25%的乙酸要在眼罩下進(jìn)行。稀乙酸溶液,例如醋,是無害的。然而,攝入高濃度的乙酸溶液是有害人及動物健康的。
泄漏處理
污染排放類別:Z
泄漏處理:切斷火源,穿戴好防護(hù)眼鏡、防毒面具和耐酸工作服,用大量水沖洗溢漏物,使之流入航道,被很快稀釋,從而減少對人體的危害。
滅火方法
用霧狀水、干粉、抗醇泡沫、二氧化碳、滅火。用水保持火場中容器冷卻。用霧狀水驅(qū)散蒸氣,趕走泄漏液體,使稀釋成為不燃性混合物。并用水噴淋去堵漏的人員。
急救
皮膚接觸:皮膚接觸先用水沖洗,再用肥皂徹底洗滌。
眼睛接觸:眼睛受刺激用水沖洗,再用干布拭擦,嚴(yán)重的須送醫(yī)院診治。
吸入:若吸入蒸氣得使患者脫離污染區(qū),安置休息并保暖。
食 入:誤服立即漱口,給予催吐劑催吐,急送醫(yī)院診治。
防護(hù)措施
呼吸系統(tǒng)防護(hù):空氣中深度濃度超標(biāo)時,應(yīng)佩戴防毒面具。
眼睛防護(hù):戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。
手防護(hù):戴橡皮手套。
其它:工作后,淋浴更衣,不要將工作服帶入生活區(qū)。
安全信息
RTECS號:AF1225000
危險品標(biāo)志:C:Corrosive
風(fēng)險術(shù)語:R10
安全術(shù)語:S23
安全術(shù)語
S23:Do not breathe vapour.
切勿吸入蒸汽。
S26:In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎與眼睛接觸后,請立即用大量清水沖洗并征求醫(yī)生意見。
S45:In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)
若發(fā)生事故或感不適,立即就醫(yī)(可能的話,出示其標(biāo)簽)。
風(fēng)險術(shù)語 R10:Flammable.
易燃。
R35:Causes severe burns.
引起嚴(yán)重灼傷。
管理信息
操作的管理
密閉操作,加強(qiáng)通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過專門培訓(xùn),嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴自吸過濾式防毒面具(半面罩),戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡,穿防酸堿塑料工作服,戴橡膠耐酸堿手套。遠(yuǎn)離火種、熱源,工作場所嚴(yán)禁吸煙。使用防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)和設(shè)備。防止蒸氣泄漏到工作場所空氣中。避免與氧化劑、堿類接觸。搬運時要輕裝輕卸,防止包裝及容器損壞。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。倒空的容器可能殘留有害物。
儲存的管理
儲存于陰涼、通風(fēng)的庫房。遠(yuǎn)離火種、熱源。凍季應(yīng)保持庫溫高于16℃,以防凝固。保持容器密封。應(yīng)與氧化劑、堿類分開存放,切忌混儲。采用防爆型照明、通風(fēng)設(shè)施。禁止使用易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備和工具。儲區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備和合適的收容材料。
運輸?shù)墓芾?br/>本品鐵路運輸時限使用鋁制企業(yè)自備罐車裝運,裝運前需報有關(guān)部門批準(zhǔn)。鐵路非罐裝運輸時應(yīng)嚴(yán)格按照鐵道部《危險貨物運輸規(guī)則》中的危險貨物配裝表進(jìn)行配裝。起運時包裝要完整,裝載應(yīng)穩(wěn)妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。運輸時所用的槽(罐)車應(yīng)有接地鏈,槽內(nèi)可設(shè)孔隔板以減少震蕩產(chǎn)生靜電。嚴(yán)禁與氧化劑、堿類、食用化學(xué)品等混裝、混運。公路運輸時要按規(guī)定路線行駛,勿在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。
廢棄的管理
用焚燒法處置。
合成方法
乙酸的制備可以通過人工合成和細(xì)菌發(fā)酵兩種方法。生物合成法,即利用細(xì)菌發(fā)酵,僅占整個世界產(chǎn)量的10%,但是仍然是生產(chǎn)乙酸,尤其是醋的最重要的方法,因為很多國家的食品安全法規(guī)規(guī)定食物中的醋必須是通過生物法制備,而發(fā)酵法又分為有氧發(fā)酵法和無氧發(fā)酵法。
有氧發(fā)酵法
在氧氣充足的情況下,醋桿菌屬細(xì)菌能夠從含有酒精的食物中生產(chǎn)出乙酸。通常使用的是蘋果酒或葡萄酒混合谷物、麥芽、米或馬鈴薯搗碎后發(fā)酵。由這些細(xì)菌發(fā)酵反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
C?H5OH + O? →CH?COOH + H?O
具體做法是將醋菌屬的細(xì)菌接種于稀釋后的酒精溶液并保持一定溫度,放置于一個通風(fēng)的位置,在幾個月內(nèi)就能夠經(jīng)過發(fā)酵,最后生成醋。工業(yè)生產(chǎn)醋的方法通過提供充足的氧氣使得反應(yīng)過程加快,此方法已經(jīng)被商業(yè)化生產(chǎn)采用,也被稱為“快速方法”或“德國方法”,因為首次在德國1823年應(yīng)用成功而因此得名。此方法中,發(fā)酵是在一個塞滿了木屑或木炭的塔中進(jìn)行。含有酒精的原料從塔的上方滴入,新鮮空氣從下方自然進(jìn)入或強(qiáng)制對流。強(qiáng)化的空氣量使得此過程能夠在幾個星期內(nèi)完成,大大縮短了制醋的時間。
Otto Hromatka和Heinrich Ebner在1949年首次提通過液態(tài)的細(xì)菌培養(yǎng)基制備醋。在此方法中,酒精在持續(xù)的攪拌中發(fā)酵為乙酸,空氣通過氣泡的形式被充入溶液。通過這個方法,含乙酸15%的醋能夠在兩至三天制備完成。
無氧發(fā)酵法
部分厭氧細(xì)菌,包括梭菌屬的部分成員,能夠?qū)⑻穷愔苯愚D(zhuǎn)化為乙酸而不需要乙醇作為中間體??傮w反應(yīng)方程式如下:
C6H12O6==3CH3COOH
此外,許多細(xì)菌能夠從僅含單碳的化合物中生產(chǎn)乙酸,例如甲醇,一氧化碳或二氧化碳與氫氣的混和物。
2CO2 + 4H2 →CH3COOH + 2H2O
2CO + 2H2 →CH3COOH
梭菌屬因為有能夠反應(yīng)糖類的能力,減少了成本,這意味著這些細(xì)菌有比醋菌屬細(xì)菌的乙醇氧化法生產(chǎn)乙酸更有效率的潛力。然而,梭菌屬細(xì)菌的耐酸性不及醋菌屬細(xì)菌。耐酸性最大的梭菌屬細(xì)菌也只能生產(chǎn)不到10%的乙酸,而有的醋酸菌能夠生產(chǎn)20%的乙酸。使用醋酸屬細(xì)菌制醋仍然比使用梭菌屬細(xì)菌制備后濃縮更經(jīng)濟(jì)。所以,盡管梭菌屬的細(xì)菌早在1940年就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),但它的工業(yè)應(yīng)用范圍較窄。
除了上述生物法外,工業(yè)用乙酸多采用如下方法合成:
甲醇羰基化法
大部分乙酸是通過甲基羰基化合成的。此反應(yīng)中,甲醇和一氧化碳反應(yīng)生成乙酸,方程式如下
CH3OH + CO →CH3COOH
這個過程是以碘代甲烷為中間體,分三個步驟完成,并且需要多金屬成分的催化劑(第二步中)
⑴ CH?OH + HI →CH?I + H?O
⑵ CH?I + CO →CH?COI
⑶ CH?COI + H?O →CH?COOH + HI
通過控制反應(yīng)條件,也可以通過同樣的反應(yīng)生成乙酸酐。因為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來備受青睞。早在1925年,英國塞拉尼斯公司就開發(fā)出第一個甲基羰基化制乙酸的試點裝置。然而,由于缺少能耐高壓(200atm或更高)和耐腐蝕的容器,此方法的應(yīng)用一直受到限制。1963年,德國巴斯夫化學(xué)公司用鈷作催化劑,開發(fā)出第一個適合工業(yè)生產(chǎn)乙酸的工藝。1968年,銠催化劑的大大降低了反應(yīng)難度。采用銠的羰基化合物和碘化物組成的催化劑體系,使甲醇和一氧化碳在水-乙酸的介質(zhì)中在175℃和低于3兆帕的壓力條件下反應(yīng),即可得到乙酸產(chǎn)品。因為催化劑的活性和選擇性都比較高,所以反應(yīng)的副產(chǎn)物很少。甲醇低壓羰基化法制乙酸,具有原料價廉,操作條件緩和,乙酸產(chǎn)率高,產(chǎn)品質(zhì)量好和工藝流程簡單等優(yōu)勢,但反應(yīng)介質(zhì)有嚴(yán)重的腐蝕性,需要使用耐腐蝕的特殊材質(zhì)。1970年,美國孟山都公司建造了采用此工藝的裝置,因此銠催化甲基羰基化制乙酸逐漸成為支配性的孟山都法。90年代后期,英國石油成功的將Cativa催化法商業(yè)化,此方法采用釕催化劑,使用([Ir(CO)?I?]),它比孟山都法更加綠色也有更高的效率。
乙醛氧化法
在孟山都法商業(yè)生產(chǎn)之前,大部分的乙酸是由乙醛氧化制得。盡管不能與甲基羰基化相比,此法仍然是第二種工業(yè)制乙酸的方法,反應(yīng)方程式如下:
2CH?CHO+O?→2CH?COOH
乙醛可以通過氧化丁烷或輕石腦油制得,也可以通過乙烯水合后生成。
低碳烷烴液相氧化法
采用正丁烷為原料,以乙酸為溶劑,在170℃-180℃,5.5兆帕和乙酸鈷催化劑存在下,用空氣為氧化劑進(jìn)行氧化。同時此方法也可采用液化石油氣或輕質(zhì)油為原料。此方法原料成本低,但工藝流程較長,腐蝕嚴(yán)重,乙酸收率不高,僅限于廉價異丁烷或液化石油氣原料來源易得的地區(qū)采用。
2C?H?? + 5O? →4CH?COOH + 2H?O
此反應(yīng)可以在能使丁烷保持液態(tài)的最高溫度和壓力下進(jìn)行,副產(chǎn)物包括丁酮,乙酸乙酯,甲酸和丙酸。因為部分副產(chǎn)物也有經(jīng)濟(jì)價值,所以可以調(diào)整反應(yīng)條件使得副產(chǎn)物更多的生成,不過分離乙酸和副產(chǎn)物使得反應(yīng)的成本增加。
在類似條件下,使用上述催化劑,乙醛能被空氣中的氧氣氧化生成乙酸:
2 CH?CHO + O? →2CH?COOH
也能被 氫氧化銅懸濁液氧化:
2Cu(OH)?+CH?CHO→CH?COOH+Cu?O↓+2H?O
使用新式催化劑,此反應(yīng)能獲得95%以上的乙酸產(chǎn)率。主要的副產(chǎn)物為乙酸乙酯,甲酸和甲醛。因為副產(chǎn)物的沸點都比乙酸低,所以很容易通過蒸餾除去。
乙烯氧化法
由乙烯在催化劑(所用催化劑為氯化鈀:PdCl?、氯化銅:CuCl?和乙酸錳:(CH?COO)?Mn)存在的條件下,與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成。此反應(yīng)可以看作先將乙烯氧化成乙醛,再通過乙醛氧化法制得。
托普索法
托普索法以單一天然氣或煤為原料。第一步:合成氣在催化劑下生成甲醇和二甲醚;第二部:甲醇和二甲醚(兩者不需提純)和CO羰基化生成醋酸,此方法也叫做兩步法。
上下游產(chǎn)品信息
表征圖譜
相關(guān)文獻(xiàn)
用途
乙酸是大宗化工產(chǎn)品,是最重要的有機(jī)酸之一。主要可用于生產(chǎn)乙酸乙烯、乙酐、乙酸酯和乙酸纖維素等。聚乙酸乙烯酯可用來制備薄膜和粘合劑,也是合成纖維維綸的原料。乙酸纖維蘇可制造人造絲和電影膠片。乙酸酯是優(yōu)良的溶劑,廣泛用于油漆工業(yè)。乙酸還可用來合成乙酐、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、鹵代乙酸等,也可制造藥物如阿司匹林、還可以用于生產(chǎn)乙酸鹽等。在農(nóng)藥、醫(yī)藥和染料、照相藥品制造、織物印染和橡膠工業(yè)中都有廣泛應(yīng)用。
在食品工業(yè)中,乙酸用作酸化劑,增香劑和香料。制造食醋時,用水將乙酸稀釋至4~5%濃度,添加各種調(diào)味劑而得食用醋。作為酸味劑,使用時適當(dāng)稀釋,可用于調(diào)飲料、罐頭等,如制作蕃茄、蘆筍、嬰兒食品、沙丁魚、魷魚等罐頭,可制作軟飲料,冷飲、糖果、焙烤食品、布丁類、膠媒糖、調(diào)味品等。
乙酸具有防腐劑的作用。1.5%就有明顯的抑菌作作用。在3%范圍以內(nèi),可避免霉斑引起的肉色變綠變黑。