结构式
| 物竞编号 | 01D8 |
|---|---|
| 分子式 | C2H4O2 |
| 分子量 | 60.05 |
| 标签 |
醋酸, 冰醋酸, 冰, Ethanoic acid, Vineger acid, Methane-carboxylic acid, Glacial acetic acid, 酸味剂, 增香剂, 酸类溶剂 |
编号系统
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
1.性状：性状：无色透明液体，有刺激性酸臭。[1]
2.pH值：2.4（1.0mol/L水溶液）[2]
3.熔点（℃）：16.6[3]
4.沸点（℃）：118.1（101.7kPa）[4]
5.相对密度（水=1）：1.05（20℃）[5]
6.相对蒸气密度（空气=1）：2.07[6]
7.饱和蒸气压（kPa）：1.52（20℃）[7]
8.燃烧热（kJ/mol）：-873.7[8]
9.临界温度（℃）：321.6[9]
10.临界压力（MPa）：5.78[10]
11.辛醇/水分配系数：-0.31~0.17[11]
12.闪点（℃）：39（CC）；43（OC）[12]
13.引燃温度（℃）：426[13]
14.爆炸上限（%）：16.0[14]
15.爆炸下限（%）：5.4[15]
16.溶解性：溶于水、乙醇、、甘油，不溶于二硫化碳。[16]
17.折射率（n20ºC）：1.3719
18.折射率（n25ºC）：1.3698
19.黏度（mPa·s,15ºC）：1.314
20.黏度（mPa·s,30ºC）：1.040
21.蒸发热（KJ/mol,25ºC）：23.05
22.蒸发热（KJ/mol,b.p.）：24.39
23.熔化热（KJ/kg）：108.83
24.生成热（KJ/mol,25ºC,液体）：-484.41
25.燃烧热（KJ/mol,25ºC,液体）：876.72
26.比热容（KJ/(kg·K),21.5ºC,定压）：2.08
27.沸点上升常数（25ºC）：1.0411
28.电导率（S/m,25ºC）：6×10-9
29.离解常数（25ºC）：1.75×10-5
30.体膨胀系数（K-1,20ºC）：1.0225×10-3
31.体膨胀系数（K-1,60ºC）：1.0708×10-3
32.体膨胀系数（K-1,100ºC）：1.1257×10-3
33.Lennard-Jones参数（A）：9.858
34.Lennard-Jones参数（K）：163.5
35.溶度参数(J·cm-3)0.5：18.356
36.van der Waals面积（cm2·mol-1）：5.180×109
37.van der Waals体积（cm3·mol-1）：33.300
38.液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-874.37
39.液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-484.30
40.液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：158.0
41.液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：123.1
42.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-926.13
43.气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) ：-432.54
44.气相标准熵(J·mol-1·K-1) ：283.47
45.气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-383.1
46.气相标准热熔(J·mol-1·K-1)：63.44
毒理学数据
1.急性毒性[17]
LD50：3530mg/kg（大鼠经口）；1060mg/kg（兔经皮）
LC50：13791mg/m3（小鼠吸入，1h）
2.刺激性[18]
家兔经皮，50mg（24h），轻度刺激。
家兔经眼：5mg（30s），轻度刺激（用水冲洗）。
3.致突变性[19] 微生物致突变：大肠杆菌300ppm（3h）。姐妹染色单体交换：人淋巴细胞5mmol/L。细胞遗传学分析：仓鼠卵巢10mmol/L。
4.其他[20] 大鼠经口低中毒剂量（TDLo）：700mg/kg（18d，产后），对新生鼠行为有影响。大鼠睾丸内低中毒剂量（TDLo）：400mg/kg（1d，雄性），对雄性生育指数有影响。
生态学数据
1.生态毒性[21]
LC50：92~106mg/L（48h），79~88mg/L（96h）（黑头呆鱼）；75mg/L（96h）（蓝鳃太阳鱼）；251mg/L（96h）（食蚊鱼）
EC50：32mg/L（48h）（水蚤）
IC50：90mg/L（72h）（藻类）
2.生物降解性[22] MITI-I测试，初始浓度100ppm，污泥浓度30ppm，2周后降解74%。
3.非生物降解性[23] 空气中，当羟基自由基浓度为5.00×105个/cm3时，降解半衰期为22d（理论）。
分子结构数据
1、摩尔折射率：12.87
2、摩尔体积（cm3/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
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值（XlogP）:-0.2
2.氢键供体数量:1
3.氢键受体数量:2
4.可旋转化学键数量:0
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积37.3
7.重原子数量:4
8.表面电荷:0
9.复杂度:31
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
性质与稳定性
1.纯在16℃以下时，能结成冰状固体，故称冰醋酸。当水加到中，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。
2.化学性质：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酐。在浓催化下与醇反应生成酯。与氨、碳酸铵或胺作用生成酰胺。的钠盐与碱石灰共热时生成甲烷。的钙、钡、锰、铅盐强热时生成丙酮。的α-氢原子活泼，容易被卤素取代生成α-卤代。
3.低浓度的无毒，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,工作场所的高允许浓度为10*10-6。吸入中毒者应立即离开现场，呼吸新鲜空气。当触及皮肤时，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。
4.无水俗称冰醋酸，在16ºC以下凝固，凝固时体积膨胀。普通的含纯36%。
5.稳定性[24] 稳定
6.禁配物[25] 碱类、强氧化剂
7.聚合危害[26] 不聚合
贮存方法
1.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。贮运时应远离火种、热源，不可与氧化剂、碱类物品共贮混运。贮存的容器要注意密封，注意防火、防爆。
2.储存注意事项[27] 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。冬季应保持库温高于16℃，以防凝固。保持容器密封。应与氧化剂、碱类分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
合成方法
1.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。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菌氧化发酵制醋，19世纪后期，发现将木材干馏可以获得。1911年，在德国建成了世界上套乙醛氧化生产的工业装置。不久又研究发展了低碳烃氧化生产的方法。1960年原联邦德国采用甲醇在高压（20MPa）下经羰基化制的方法。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），使甲醇羰基化制的压力降到0.3-3.0MPa，并于1970年建成生产能力135kt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介质中于175℃左右和低于3.0MPa的条件下反应，生成。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。以甲醇计，产率>99%。甲醇低压羰基化法制，具有原料价廉，操作条件缓和，产率高，产品质量好和工艺过程简单等优点，目前生产中技术经济先进的方法。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，以为溶剂,在170-180℃，5.5MPa和钴催化剂存在下，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，其收率为轻油的40%左右。每生产1t，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。乙醛氧化制的工业实例：乙醛和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。粗连续进入浓缩塔，塔顶温度控制在95-103℃，冷凝器冷凝的稀，在稀酸回收塔内回收，不能冷凝的气体进入低温冷凝成稀乙醛回收使用。除去低沸点的粗连续加入蒸发锅，塔顶温度维持在120℃左右，馏出的即为成品。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。食品酸味剂用按GB1903-80，含量≥98.0%,杂质指标应符合要求。试剂的提纯方法：在工业级中加入高锰酸钾粉末(为重量的1-2%)，充分搅拌使溶解.加入量应保持1h内高锰酸钾不褪色。后分去下部不溶解部分。在蒸馏塔中蒸出，再向新蒸出的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、丁酯、、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。粗连续进入浓缩塔，塔顶温度控制在95～103℃，冷凝器冷凝的稀在稀酸回收塔内回收，不能冷凝的气体进入低温冷凝器冷凝成稀乙醛回收使用。除去低沸点的粗连续加入蒸发锅，塔顶温度维持在120℃左右，蒸馏出的即为成品。
3.低碳烷烃液相氧化法：常以丁烷为原料，为溶剂，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。精制方法：中含有水、乙醛、丙酮、甲酸、丙酸、酯类、盐、亚盐、氯化物、盐等杂质。精制方法是在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（冰醋酸）容易吸收水分。脱水的方法除用酐外，也可用干燥剂如高氯酸镁、无水铜、三硼、三铬等。此外，尚可利用、丁酯、、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；然后经高锰酸钾氧化，过滤和蒸馏可得精品。
在低于15℃的温度下使恒温结晶，然后真空吸滤或离心分离滤出其结晶部分，即为成品纯冰。
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。轻油液相氧化法:将轻油在钴催化剂存在下,液相氧化生成、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
用途
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、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。也用作制造乙烯酯、醋酸纤维素、酯、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，制备纤维、油漆、黏合剂、共聚树脂等，制备乙酐、氯、羟基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.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.用于制造醋酸盐、醋酸纤维素、医药、颜料、酯类、塑料、香料等。[28]
