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乙酸

  • 物竞编号:01D8
  • 中文名称:乙酸
  • 英文名称:Acetic acid
  • 别名名称:醋酸 冰醋酸 冰乙酸
  • 更多别名:Ethanoic acid Vineger acid Methane-carboxylic acid Glacial acetic acid
  • 分 子 式:C2H4O2
  • 分 子 量:60.05

编号系统

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CAS号:64-19-7

MDL号:MFCD00036152

EINECS号:231-791-2

RTECS号:AF1225000

BRN号:506007

PubChem号:24848291

物性数据

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1.       性状:无色透明液体,低温下凝固为冰状晶体。有刺激性气味。

2.       沸点(ºC,101.3kPa):117.9

3.       熔点(ºC):16.65

4.       相对密度(g/mL,20/4ºC):1.0493

5.       相对密度(g/mL,25/4ºC):1.0437

6.       相对蒸汽密度(g/mL,空气=1):2.07

7.       折射率(n20ºC):1.3719

8.       折射率(n25ºC):1.3698

9.       黏度(mPa·s,15ºC):1.314

10.    黏度(mPa·s,30ºC):1.040

11.    闪点(ºC):40

12.    燃点(ºC):550

13.    蒸发热(KJ/mol,25ºC):23.05

14.    蒸发热(KJ/mol,b.p.):24.39

15.    熔化热(KJ/kg):108.83

16.    生成热(KJ/mol,25ºC,液体):-484.41

17.    燃烧热(KJ/mol,25ºC,液体):876.72

18.    比热容(KJ/(kg·K),21.5ºC,定压):2.08

19.    临界温度(ºC):321.30

20.    临界压力(MPa):5.8

21.    沸点上升常数(25ºC):1.0411

22.    电导率(S/m,25ºC):6×10-9

23.    离解常数(25ºC):1.75×10-5

24.    爆炸下限(%,V/V):5.4

25.    爆炸上限(%,V/V):16.0

26.    体膨胀系数(K-1,20ºC):1.0225×10-3

27.    体膨胀系数(K-1,60ºC):1.0708×10-3

28.    体膨胀系数(K-1,100ºC):1.1257×10-3

29.    蒸气压(kPa,20ºC):1.57

30.    溶解性:能与水及乙醇、乙醚、四氯化碳等常用有机溶剂混溶。不溶于二硫化碳和C12以上的高级脂肪烃。能溶解大多数树脂和精油。

31.    Lennard-Jones参数(A):9.858

32.    Lennard-Jones参数(K):163.5

33.    溶度参数(J·cm-3)0.5:18.356

34.    van der Waals面积(cm2·mol-1):5.180×109

35.    van der Waals体积(cm3·mol-1):33.300

36.    液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-874.37

37.    液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1):-484.30

38.    液相标准熵(J·mol-1·K-1) :158.0

39.    液相标准热熔(J·mol-1·K-1):123.1

40.    气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1):-926.13

41.    气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) :-432.54

42.    气相标准熵(J·mol-1·K-1) :283.47

43.    气相标准生成自由能( kJ·mol-1):-383.1

44.    气相标准热熔(J·mol-1·K-1):63.44

毒理学数据

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1、急性毒性:LC50:4960mg/Kg(小白鼠经口);LD503310mg/Kg(大白鼠经口)。

2、属低毒类。乙酸稀溶液(5%)即常用食醋对人无害。但浓溶液毒性强,能引起严重炎症,有腐蚀性,能刺激食道和胃,引起呕吐、腹泻、循环系统麻痹、酸中毒、尿毒症和血尿而致死。乙酸对类脂物有溶解性,能经皮肤吸收,对皮肤腐蚀性强,溅在皮肤上应立即用水和碳酸氢钠水溶液洗涤。乙酸的挥发性大,大量使用时危险性较大,吸入490.8mg/m3浓度的蒸气1小时就能引起严重中毒。明显损伤眼黏膜和牙齿珐琅质。嗅觉阈浓度40mg/m3。工作场所最高容许浓度25mg/m3。

生态学数据

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具有腐蚀性。吸入本品蒸气对鼻、喉和呼吸道有刺激性。对眼有强烈刺激作用。有腐蚀性,其蒸气对皮肤及呼吸道黏膜有刺激素

分子结构数据

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1、   摩尔折射率:12.87

2、   摩尔体积(m3/mol):56.1

3、   等张比容(90.2K):133.5

4、   表面张力(dyne/cm):31.9

5、   极化率(10-24cm3):5.10

性质与稳定性

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1.纯乙酸在16℃以下时,能结成冰状固体,故称冰醋酸。当水加到乙酸中,混合后的总体积变小,密度增加。分子比为1:1,进一步稀释,不再发生上述体积的改变。有刺激性气味。

化学性质:乙酸具弱酸性(Ka=1.75×10-5,25℃),能与碳酸氢钠、碳酸钠和氢氧化钠作用成盐。与三氯化磷、五氯化磷或亚硫酰氯作用时生成酰氯。与脱水剂一起加热生成乙酸酐。在浓硫酸催化下与醇反应生成酯。与氨、碳酸铵或胺作用生成酰胺。乙酸的钠盐与碱石灰共热时生成甲烷。乙酸的钙、钡、锰、铅盐强热时生成丙酮。乙酸的α-氢原子活泼,容易被卤素取代生成α-卤代乙酸。

易燃,具腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。易燃,其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与铬酸、过氧化钠、硝酸或其它氧化剂接触,有爆炸危险。

2.低浓度的乙酸无毒,但当其水溶液或在溶剂中的浓度超过50%时,对皮肤就有强烈的腐蚀性,对眼、呼吸道、食道及胃有强烈的刺激作用,能引起呕吐、腹泻、神经麻痹和尿中毒,甚至死
亡。对小鼠和家兔的经口LD50分别为3310mg/kg和1200mg/kg,工作场所乙酸
的最高允许浓度为10*10-6。
 吸入乙酸中毒者应立即离开现场,呼吸新鲜空气。当乙酸触及皮肤时,应立即用大量清水或2%的碳酸氢钠溶液冲洗。误服时用温水或2.5%的氧化镁溶液洗胃,禁止用碳酸氢钠溶液洗胃,重症者应立即送医院治疗。

3. 存在于烤烟烟叶、白肋烟烟叶、香料烟烟叶、烟气中。

4. 天然存在于香蕉、奶酪、啤酒中。

5. 无水乙酸俗称冰醋酸,在16ºC以下凝固,凝固时体积膨胀。普通的乙酸含纯乙酸36%。
 

贮存方法

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1.密封阴凉保存。冰乙酸可用铝或不锈钢制容器贮存。稀乙酸对所有金属都有腐蚀性,宜用木制或衬蜡、衬沥青、陶瓷、搪瓷容器贮存。

2.用铝合金桶或塑料桶包装。大量的运输由铁路槽车完成,有时也用驳船运输乙酸。乙酸贮运时应远离火种、热源,不可与氧化剂、碱类物品共贮混运。贮存乙酸的容器要注意密封,注意防火、防爆。

合成方法

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1.乙酸在自然界分布很广。例如在水果或植物油中,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。许多微生物可以将不同的有机物通过发酵转化为乙酸。中国古代就有关于制醋的记载,早在公元前,人类已能用酒经各种乙酸菌氧化发酵制醋,19世纪后期,发现将木材干馏可以获得乙酸。1911年,在德国建成了世界上第一套乙醛氧化生产乙酸的工业装置。不久又研究发展了低碳烃氧化生产乙酸的方法。1960年原联邦德国采用甲醇在高压(20MPa)下经羰基化制乙酸的方法。随后,美国孟山都公司采用铑络合物催化剂(以碘化物作助催化剂),使甲醇羰基化制乙酸的压力降到0.3-3.0MPa,并于1970年建成生产能力135kt乙酸的甲醇低压羰基化工业装置。由于该法技术经济先进,从70年代中期起新建的大厂多采用甲醇低压羰基化法。1984年世界乙酸的年生产能力已达6Mt,其中低压羰基化法约占40%。1.发酵法 利用淀粉发酵所得的淡酒液(含3-6%乙醇),在醋母的菌的作用下,于35℃左右进行发酵,淡酒液就被空气氧化成醋。醋中除含3-6%的乙酸外,尚含有其他有机酸,酯类和蛋白质。发酵的主要用来制食用醋。2.合成法 它是工业生产乙酸的主要方法。(1)乙醛氧化法.以乙醛为原料,采用氧气或空气为氧化剂,在50-80℃,0.6-1.0MPa和乙酸锰催化剂在存下,于鼓泡塔式反应器中进行液相氧化(见本条工业实例)。

(2) 甲醇低压羰基化法。又称孟山都法。采用铑的羰基化合物和碘化物组成的催化剂系统,使甲醇和一氧化碳在水乙酸介质中于175℃左右和低于3.0MPa的条件下反应,生成乙酸。由于催化剂的活性和选择性都很高,故副反应很少。反应产物先后经脱经组分塔和脱水塔处理,分出的劝组分和含水乙酸可循环返回反应器,离开反应器的气体先用冷甲醇洗涤,以回收带出的碘甲烷(中间产物),然后送往一氧化碳回收装置。所得粗产品再经精馏提纯即得成品乙酸。以甲醇汁,产率>99%。甲醇低压羰基化法制乙酸,具有原料价廉,操作条件缓和,乙酸产率高,产品质量好和工艺过程简单等优点,目前乙酸生产中技术经济最先进的方法。但反应介质有严重的腐蚀性,需要使用昂贵的特种钢材。

(3)甲醇高压羰基合成法 甲醇与一氧化碳在乙酸水溶液中反应,以羰基钴为催化剂,碘甲烷为助催化剂,反应条件为250℃和70MPa。反应后的产物经分离系统分离后,即可得成品。以甲醇计,收率可达90%。

(4)低碳烷烃液相氧化法。常用正丁烷为原料,以乙酸为溶剂,在170-180℃,5.5MPa和乙酸钴催化剂存在下,用空气为氧化剂进行液相氧化。也可以用液化石油气或轻质油为原料。这一方使用的原料比较便宜,但工艺流程较长,腐蚀严重,且乙酸收率不高,故仅限于有廉价丁烷或液化石油气供应的地区性区采用。例如美国Celance公司用丁烷氧化,收率76%,副产甲酸6%。如以炼油厂30-100℃轻油为原料,氧化温度165-167℃,压力3.92-4.90MPa,催化剂环烷酸钴用量约为进油量的万分之零点一。经空气液相氧化制得的混合酸,经六个塔分离得乙酸,其收率为轻油的40%左右。每生产1t乙酸,得副产品丙酸0.1t,丁二酸0.02t,甲酸0.12t,中性酸0.4t.约消耗轻油2.4t,催化剂0.2kg。乙醛氧化制乙酸的工业实例:乙醛和乙酸锰从塔底部加入氧化塔,分段通入氧气,反应温度控制在70-75℃,塔顶气相压力维持在9.81×104Pa,塔顶通入适量的氮气以防止气相发生爆炸。连续出料。反应生成的粗乙酸凝固点应在8.5-9℃之间,流入浓缩精制工序,尾气经低温冷却,冷凝液回流氧化塔,气体放空。粗乙酸连续进入浓缩塔,塔顶温度控制在95-103℃,冷凝器冷凝的稀乙酸,在稀酸回收塔内回收乙酸,不能冷凝的气体进入低温冷凝成稀乙醛回收使用。除去低沸点的粗乙酸连续加入乙酸蒸发锅,塔顶温度维持在120℃左右,馏出的乙酸即为成品。塔底高沸点物和催化剂可灼烧,以除去有机物后回收催化剂。食品酸味剂用乙酸按GB1903-80,含量≥98.0%,杂质指标应符合要求。试剂乙酸的提纯方法:在工业级乙酸中加入高锰酸钾粉末(为乙酸重量的1-2%),充分搅拌使溶解.加入量应保持1h内高锰酸钾不褪色。最后分去下部不溶解部分。在蒸馏塔中蒸出乙酸,再向新蒸出的乙酸中加入适量粉状铬酐。使其溶解,分取上层清液进行蒸馏。取中间馏分即为成品。脱水的方法除用乙酐外,还可利用乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、二异丙醚等与水组成的共沸混合物,进行共沸蒸馏脱水。

2.乙醛氧化法
乙醛和乙酸锰从塔底部加入氧化塔,分段通入氧气,反应温度控制在70~75℃,塔顶气相压力维持在0.098MPa,塔顶通人适量的氮气以防止气相发生爆炸。反应生成的粗乙酸凝固点应在8.5~9.0℃之间,连续出料进入精制工段。尾气经低温冷却,冷凝液回流氧化塔,气体放空。
粗乙酸连续进入浓缩塔,塔顶温度控制在95~103℃,冷凝器冷凝的稀乙酸在稀酸回收塔内回收乙酸,不能冷凝的气体进入低温冷凝器冷凝成稀乙醛回收使用。除去低沸点的粗乙酸连续加入乙酸蒸发锅,塔顶温度维持在120℃左右,蒸馏出的乙酸即为成品。


3.低碳烷烃液相氧化法
常以丁烷为原料,乙酸为溶剂,乙酸钴为催化剂,以空气为氧化剂,在170~180℃:和5.5MPa条件下进行液相催化氧化。也可以30~100℃的轻油为原料。所得混合酸经6个塔分离得乙酸。

精制方法:乙酸中含有水、乙醛、丙酮、甲酸、丙酸、酯类、硫酸盐、亚硫酸盐、氯化物、乙酸盐等杂质。精制方法是在乙酸中加入与水等摩尔的酐,使与存在的水反应,再加入铬酸酐(每100mL乙酸加2g铬酸酐),在接近沸点的温度加热1小时,然后分馏。也可加入2%~5%的高锰酸钾代替铬酸酐,回流2~6小时后分馏。进一步纯化可用分步结晶的方法。无水乙酸(冰醋酸)容易吸收水分。脱水的方法除用乙酸酐外,也可用干燥剂如高氯酸镁、无水硫酸铜、三乙酸硼、三乙酸铬等。此外,尚可利用乙酸乙酯、乙酸丁酯、苯、二异丙醚等与水组成的共沸混合物,进行共沸蒸馏脱水。

 4.工业上可用甲醇羰基化法生产乙酸;然后经高锰酸钾氧化,过滤和蒸馏可得精品乙酸。

在低于15℃的温度下使乙酸恒温结晶,然后真空吸滤或离心分离滤出其结晶部分,即为成品纯冰乙酸。

5.乙炔法:将乙炔与水在催化剂存在下直接水合得到乙醛,然后在醋酸锰催化剂的乙酸溶液中,用氧气将乙醛氧化而得。

6.乙烯法:将乙烯和氧气在催化剂存在下,一步直接氧化合成乙醛,再氧化即得乙酸。轻油液相氧化法:将轻油在钴催化剂存在下,液相氧化生成乙酸、甲酸、丙酸、丁酸等混合物,再经蒸馏,两次精馏而得。

7.乙烯氧化法

8. 烟草:BU,56;FC,9;FC,OR,18;FC,40;FC,BU,OR,36

用途

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1.常用分析试剂,广泛用于中和或酸化作用。非水滴定溶剂,配制缓冲溶液,有机合成。制造色素、药物、乙酸纤维、乙酰化合物等。也用于溶解磷、硫、氢卤酸等。作酸味剂,可用于复合调味料,配制醋、罐头、果冻和干酪,按生产需要适量使用。还可作曲香酒的增香剂,使用量为0.1-0.3g/kg。用作制造橡胶、塑料、染料等的溶剂。也用作制造乙酸乙烯酯、醋酸纤维素、乙酸酯、乙酸盐、照相药品、医药、农药以及其他有机合成的原料。
2.常用分析试剂。通用溶剂和非水滴定溶剂。用于制造醋酸盐、醋酸纤维素、医药、颜料、酯类、塑料、香料等。
3.PH值调节剂。可用于制备乙酸乙酯,制备纤维、油漆、黏合剂、共聚树脂等,制备乙酐、氯乙酸、羟基乙酸以及工业酸洗等用途。
4.可用于工业酸洗。用于制备纤维、涂料、胶黏剂、共聚树脂等。
5. 是重要的有机化工原料,可制得多种有机化工产品。医药工业用来制取多种医药,染料工业用来制造多种染料,合成材料工业用于合成多种高分子材料,是重要的有机化学中间体。另外还用作工业溶剂、皮革鞣剂、橡胶胶乳凝固剂、染料助染剂、人造香料、化学试剂等,还用作酸化剂、增香剂等。
6.乙酸可用在某些酸洗和抛光溶液中,在弱酸性溶液中作缓冲剂 ( 如镀锌、化学镀镍),在半光亮镀镍电解液中作添加剂,在锌、镉的钝化溶液中可提高钝化膜的结合力,并常用来调节弱酸性镀液的ph,还可用作某些有机添加剂 ( 如香豆素)的溶剂。
7.常用分析试剂,通用溶剂和非水滴定溶剂,有机合成,色素和药品的合成。
8. 常用于调味品、烘烤食品、肉制品。

安全信息

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危险运输编码:UN 1792 8/PG 2

危险品标志: 刺激腐蚀

安全标识:S26 S36/S37/S39 S23 S45

危险标识:R34 R35 R42 R36/38 R10

表征图谱

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  1. 乙酸质谱(MS)
    乙酸质谱(MS)
  2. 乙酸红外图谱(IR1)
    乙酸红外图谱(IR1)
  3. 乙酸红外图谱(IR2)
    乙酸红外图谱(IR2)
  4. 乙酸核磁图(13CNMR)
    乙酸核磁图(<sup>13</sup>CNMR)
  5. 乙酸Raman光谱
    乙酸Raman光谱
  6. 乙酸核磁图(1HNMR)
    乙酸核磁图(<sup>1</sup>HNMR)