4、將適量的一氧化碳和氫氧化鈉水溶液在160~200 ℃下反應(yīng)生成甲酸鈉,經(jīng)中和、蒸餾、冷凝而得?;蛘咴谌野匪芤褐?,以鈀絡(luò)合物為催化劑,二氧化碳與氫氣于140~160℃反應(yīng)制得。
5、以甲酸鈉與濃硫酸作用制得工業(yè)級(jí)甲酸,然后可用活性炭吸附后減壓蒸餾以制得純品,也可加入B2O3CuSO4進(jìn)行減壓蒸餾精制。
6、二氧化碳法:在鈀絡(luò)合物催化下,在三乙胺水溶液中,二氧化碳與氫氣于140~160 ℃反應(yīng)而得。
7、主要采用合成酸化法和高壓催化法。合成酸化法:用焦炭燃燒產(chǎn)生的一氧化碳與氫氧化鈉合成甲酸鈉,再用硫酸酸化,經(jīng)蒸餾而得。高壓催化法:將一氧化碳和水蒸氣在催化劑存在下,于高溫高壓下反應(yīng)而得。
8、將甲酸與五氧化二磷混合,進(jìn)行減壓蒸餾,反復(fù)5一10次,方可得到無水甲酸,但得量低,費(fèi)時(shí)長,會(huì)造成一些分解。將甲酸與硼酸醉進(jìn)行蒸餾,操作簡便,效果更好。將硼酸置甩滬中高溫脫水至不再產(chǎn)生氣泡,所得熔融物倒在鐵片一上,置干燥器中冷卻,然后研磨成粉。將硼酸酚細(xì)粉加到甲酸中,放置幾日,形成硬塊,分出清徹液體進(jìn)行減壓蒸餾,收集22一25
℃/12-18 mm餾份為產(chǎn)品。蒸餾器應(yīng)是全磨口接頭并有干燥管保護(hù)。
易燃。能與水、乙醇、乙醚和甘油任意混溶,和大多數(shù)的極性有機(jī)溶劑混溶,在烴中也有一定的溶解性。
相對密度(d204)1.220。折光率1.3714。燃燒熱254.4kJ/mol,臨界溫度306.8 ℃,臨界壓力8.63 MPa。閃點(diǎn)68.9 ℃(開杯)。密度1.22,相對蒸氣密度1.59(空氣=1),飽和蒸氣壓(24℃)5.33 kPa。
濃度高的甲酸在冬天易結(jié)冰。
禁配物:強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)堿、活性金屬粉末。
危險(xiǎn)特性:其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與強(qiáng)氧化劑可發(fā)生反應(yīng)。
溶解性:與水混溶,不溶于烴類,可混溶于醇。
在烴中及氣態(tài)下,甲酸以通過以氫鍵結(jié)合的二聚體形態(tài)出現(xiàn)。在氣態(tài)下,氫鍵導(dǎo)致甲酸氣體與理想氣體狀態(tài)方程之間存在較大的偏差。液態(tài)和固態(tài)的甲酸由連續(xù)不斷的通過氫鍵結(jié)合的甲酸分子組成。
甲酸在濃硫酸的催化作用下分解為CO和H2O。
由于甲酸的結(jié)構(gòu)特殊,它的一個(gè)氫原子和羧基直接相連。也可看做是一個(gè)羥基甲醛。因此甲酸同時(shí)具有酸和醛和性質(zhì)。
甲酸具有與大多數(shù)其他羧酸相同的性質(zhì),盡管在通常情況下甲酸不會(huì)生成酰氯或者酸酐。甲酸脫水分解為一氧化碳和水。甲酸具有和醛類似的還原性。它能起銀鏡反應(yīng),把銀氨絡(luò)離子中的銀離子還原成金屬銀,而自己被氧化成二氧化碳和水。
甲酸是唯一能和烯烴進(jìn)行加成反應(yīng)的羧酸。甲酸在酸的作用下(如硫酸,氫氟酸),和烯烴迅速反應(yīng)生成甲酸酯。但是類似于Koch反應(yīng)的副反應(yīng)也會(huì)發(fā)生,產(chǎn)物是更高級(jí)的羧酸。
辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)值:-0.54,爆炸上限%(V/V):57.0,爆炸下限%(V/V):18.0。甲酸為強(qiáng)的還原劑,能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。在飽和脂肪酸中酸性較強(qiáng),離解常數(shù)為2.1×10-4。在室溫慢慢分解成一氧化碳和水。與濃硫酸一起加熱至60~80℃,分解放出一氧化碳。甲酸加熱到160℃以上即分解放出二氧化碳和氫。甲酸的堿金屬鹽加熱至400℃生成草酸鹽。
甲酸是基本有機(jī)化工原料之一,廣泛用于農(nóng)藥、皮革、染料、醫(yī)藥和橡膠等工業(yè)。甲酸可直接用于織物加工、鞣革、紡織品印染和青飼料的儲(chǔ)存,也可用作金屬表面處理劑、橡膠助劑和工業(yè)溶劑。在有機(jī)合成中用于合成各種甲酸酯、吖啶類染料和甲酰胺系列醫(yī)藥中間體。具體分類如下:
醫(yī)藥工業(yè):咖啡因、、氨基比林、氨茶堿、可可堿冰片、維生素B1、甲硝唑、甲苯咪唑。
農(nóng)藥工業(yè):粉銹寧、三唑酮、三環(huán)唑、三氨唑、三唑磷、多效唑、烯效唑、殺蟲醚、三氯殺螨醇等。
化學(xué)工業(yè):甲酸鈣、甲酸鈉、甲酸銨、甲酸鉀、甲酸乙酯、甲酸鋇、二甲基甲酰胺、甲酰胺、橡膠防老劑、季戊四醇、新戊二醇、環(huán)氧大豆油、環(huán)氧大豆油酸辛酯、特戊酰氯、脫漆劑、酚醛樹脂、酸洗鋼板等。
皮革工業(yè):皮革的鞣制劑、脫灰劑和中和劑。
橡膠工業(yè):天然橡膠凝聚劑。
其它:還可以制造印染媒染劑,纖維和紙張的染色劑、處理劑、增塑劑、食品保鮮和動(dòng)物飼料添加劑等。
制取CO?;瘜W(xué)式:HCOOH=(濃H2SO4催化)加熱=CO+H2O
還原劑。測定砷、鉍、鋁、銅、金、銦、鐵、鉛、錳、汞、鉬、銀和鋅等。檢定鈰、錸和鎢。檢驗(yàn)芳香族伯胺和仲胺。測定相對分子質(zhì)量和結(jié)晶的溶劑。測定甲氧基。顯微分析中用作固定劑。制造甲酸鹽類。
甲酸及其水溶液能溶解許多金屬、金屬氧化物、氫氧化物及鹽,所生成的甲酸鹽都能溶解于水,因而可作為化學(xué)清洗劑。甲酸不含氯離子,可用于含不銹鋼材料的設(shè)備的清洗。
較簡單的羧酸,與其他脂肪羧酸相比,結(jié)構(gòu)較特殊,酸性較強(qiáng)。為無色透明有刺激氣味的發(fā)煙液體,分子式為HCOOH。相對分子質(zhì)量46.03。相對密度1.2196。熔點(diǎn)8.4℃。凝固點(diǎn)7℃。沸點(diǎn)100.7℃、50℃(15.999×103Pa)。折射率1.3714。閃點(diǎn)68.9℃。粘度1.784mPa·s。燃點(diǎn)410℃。與水、乙醇、乙醚等互溶。與水形成高沸點(diǎn)二元共沸物,含本品77.5%,共沸點(diǎn)107.3℃,此沸點(diǎn)高于純水及純甲酸的沸點(diǎn)。本品羰基直接與氫相連,使甲酸既有酸的特性,又有醛的某些性質(zhì)??梢猿甥}、成酯;可以與胺反應(yīng),生成酰胺;與不飽烴加成,生成酯。它的還原性則體現(xiàn)醛的性質(zhì),例如能使硝酸銀的氨水溶液(土倫試劑)還原為金屬銀,使高錳酸鉀退色,使二氧化硫還原為硫代硫酸根離子(SO2→S2O32-),使硝酸汞還原為汞等。甲酸與濃硫酸作用,可以脫水生成一氧化碳。加熱至160℃也可以脫羧,生成二氧化碳和氫;在銅-鉻、鉑、鈀等催化作用下,也能產(chǎn)生分解反應(yīng),生成二氧化碳及氫。
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毒理資料
健康危害:主要引起皮膚、粘膜的刺激癥狀。接觸后可引起結(jié)膜炎、眼瞼水腫、鼻炎、支氣管炎,重者可引起急性化學(xué)性肺炎。濃甲酸口服后可腐蝕口腔及消化道粘膜,引起嘔吐、腹瀉及胃腸出血,甚至因急性腎功能衰竭或呼吸功能衰竭而致死。皮膚接觸可引起炎癥和潰瘍。偶有過敏反應(yīng)。
急性毒性:LD501100mg/kg(大鼠經(jīng)口),LC5015000mg/m3(大鼠吸入,15min)。
刺激性:家兔經(jīng)皮:610mg,輕度刺激(開放性刺激試驗(yàn));家兔經(jīng)眼:122mg,重度刺激。
亞急性與慢性毒性:小鼠飲水中含0.01%~0.25%游離甲酸,2~4個(gè)月內(nèi)無任何影響;0.5%則影響食欲并使其生長緩慢。小鼠吸入10g/m3以上時(shí),1~4d后死亡。
致突變性:微生物致突變,大腸桿菌70ppm(3h)。姐妹染色單體互換,人淋巴細(xì)胞10mmol/L。細(xì)胞遺傳學(xué)分析,倉鼠卵巢10mmol/L。
環(huán)境影響
生態(tài)毒性:LC50:175mg/L(24h)(藍(lán)鰓太陽魚);46mg/L(96h)(金魚);122mg/L(48h)(金色圓腹雅羅魚,靜態(tài));34mg/L(48h)(水蚤)。
生物降解性:MITI-I測試,初始濃度100ppm,污泥濃度30ppm,2周后降解100%。
非生物降解性:空氣中,當(dāng)羥基自由基濃度為5.00×105個(gè)/cm3時(shí),降解半衰期為36d(理論)。
中文名稱:
中文別名:甲(蟻)酸;蟻酸;無水甲酸;甲酸;甲酸光譜級(jí);甲;蟻酸;天然甲酸
CASNo.:EINECS號(hào):200-001-8分子式:CH2O2分子量:46.03
用途:甲酸,俗名蟻酸,是較簡單的羧酸。無色而有刺激性氣味的液體。弱電解質(zhì),熔點(diǎn)8.6℃,沸點(diǎn)100.8℃。酸性很強(qiáng),有腐蝕性,能刺激皮膚起泡。存在于蜂類、某些蟻類和毛蟲的分泌物中。甲酸是一種強(qiáng)還原劑,常用于羊毛染色、電鍍、橡膠、皮革脫毛、鞣革、制藥、涂料、洗衣、食品保存劑等。生產(chǎn)中主要以蒸汽形態(tài)經(jīng)呼吸道吸入及皮膚吸收,也可經(jīng)消化道吸收。主要危害是對皮膚、粘膜的刺激性,表現(xiàn)為流淚、流涕、咳嗽、咽喉部不適、皮膚紅斑、水泡等。未見全身中毒報(bào)告??赡芘c其理化特性易引起人們警覺有關(guān)。預(yù)防:加強(qiáng)個(gè)體防護(hù),接觸高濃度蒸氣時(shí),必須使用防毒面具。
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