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乙酸

乙酸 乙酸分子模型
乙酸(acetic acid)分子中含有两个碳原子的饱和羧酸。分子式CH3COOH。因是醋的主要成分,又称醋酸。广泛存在于自然界,例如在水果或植物油中主要以其化合物的形式存在;在动物的组织内、排泄物和血液中以游离酸的形式存在  。无色液体  ,有刺激性臭味。熔点16  .6℃,沸点117  .9℃,   相对密度1.0492(20/4℃)。纯乙酸在16℃以下时能结成冰状的固体,所以常称为冰醋酸。易溶于乙醇乙醚四氯化碳。当水加到乙酸中,混合后的总体积变小,密度增加,直至分子比为1∶1  ,相当于形成一元酸的原乙酸CH3C(OH)3,进一步稀释,体积不再变化。 

基本信息库

中文名称:乙酸。

英文名称:Acetic acid。

别名:醋酸;冰醋酸。

CAS No.:64-19-7。

分子式:C2H4O2;

结构简式:CH3COOH。

分子量:60.05。

危险标记:20(酸性腐蚀品)。

包装方法:小开口铝桶;玻璃瓶或塑料桶(罐)外普通木箱或半花格木箱;磨砂口玻璃瓶或螺纹口玻璃瓶外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、铁盖压口玻璃瓶、塑料瓶或金属桶(罐)外普通木箱;螺纹口玻璃瓶、塑料瓶或镀锡薄钢板桶(罐)外满底板花格箱、纤维板箱或胶合板箱。

物理性质

乙酸分析纯乙酸

乙酸是食醋的主要成分(普通的醋约含6%~8%的乙酸)。易挥发。是一种具有强烈刺激性气味的无色液体,当温度低于它的熔点时,就凝结成冰状晶体,所以又叫冰醋酸。乙酸易溶于水和乙醇及其他有机溶剂。冰醋酸的浓度为17mol/L,一般的乙酸浓度为6mol/L。

主要成分:含量: 一级≥99.0%; 二级≥98.0%。

外观与性状:无色透明液体,有刺激性酸臭。

熔点(℃):16.7。

沸点(℃):118.1。

相对密度(水=1):1.05。

相对蒸气密度(空气=1):2.07。

蒸气压(kPa):1.52(20℃) 。

闪点:39℃。

燃烧热(kJ/mol):873.7。

辛醇-水分配系数(KOW): -0.31~0.17。

沉积物-水分配系数(KOC):65。 

生物转化和降解系数(Kb):1E-7。

生物富集系数(BCF):352.5。

稳定性和反应活性:稳定。

禁配物:碱类、强氧化剂。

危险特性: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他氧化剂接触,有爆炸危险。具有腐蚀性和强制激性。

溶解性:溶于水、醚、甘油,不溶于二硫化碳

化学性质

乙酸具有羧酸的典型性质,主要表现在以下两个方面:

① 酸性:乙酸具有明显的酸性,在水溶液里能电离出部分氢离子,它是一种弱酸。

乙酸的电离常数Ki是1.8×10-5(25℃),其酸性比碳酸(25℃时第一级Ki是4.3×10-7)强。乙酸具有酸的通性。例如,它能使蓝色石蕊试纸变红;能跟金属反应,也能跟碱、碳酸钠和碳酸氢钠等反应。

CH3COOH NaOH→CH3COONa H2O

2CH3COOH Na2CO3→2CH3COONa CO2↑ H2O

CH3COOH NaHCO3→CH3COONa CO2↑ H2O

② 酯化反应:乙酸跟乙醇在浓硫酸存在下加热,生成具有香味的乙酸乙酯。

用氧的同位素示踪,可以知道上述酯化反应过程中,乙酸分子中的羟基跟醇分子羟基上的氢原子结合成水,其余部分结合成酯。

酸跟醇作用生成酯和水的反应叫做酯化反应。酯化反应是可逆反应,不仅有机酸能发生酯化反应,而且无机酸如硝酸、硫酸等也能跟醇发生酯化反应。例如,浓硝酸跟丙三醇反应生成的酯叫做硝酸甘油酯,它是制炸药的原料。

乙酸能中和碱金属氢氧化物,能与活泼金属生成盐,这些金属盐都有重要用途。乙酸也可生成各种衍生物,如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等,可作为涂料和油漆工业的极好溶剂。乙酸酐与纤维素作用生成的醋酸纤维素可用于制造胶片、喷漆等,还是染料、香料、药物等工业不可缺少的原料,并被广泛用做溶剂。 也可用作溶剂及制取醋酸盐、醋酸酯(醋酸乙酯、醋酸乙烯酯)、维尼纶纤维的原料。

乙酸无水则几乎不导电,加水稀释时电离度增大,H 离子浓度也随之加大,但稀释至2mol/L以下则电离度仍徐徐增加,而H 浓度缓缓下降。与碳酸盐反应有二氧化碳生成,表明其酸性比碳酸强,具有弱酸的通性。与醇可发生酯化反应,并要有浓硫酸和加热为条件,可用于合成各种醋酸果香酯类香精;与乙炔于醋酸锌催化剂和170~250℃条件下反应生成醋酸乙烯酯,可聚合成聚醋酸乙烯,用作乳胶和制维尼纶纤维:

CH≡CH CH3COOH→CH3COOCH=CH2

在一定条件下脱水生成乙烯酮,再与醋酸反应生成醋酸酐:

CH3COOH→CH2=C=O H2O

其与纤维素发生酯化生成醋酸纤维素,用于制照相底片与电影胶片:

此外可合成医药如氯乙酸、乙酰水杨酸、乙酰苯胺等。

制取方式

发酵法:发酵法是乙酸最原始的制造方法。这种方法采用含糖类物质的植物果实发酵制乙醇,乙醇经过发酵氧化成乙醛,再将乙醛进一步氧化制得乙酸。食用的醋就是用这种方法制成的。发酵法主要用来制食用醋,由淀粉在醋母菌作用下于35℃左右进行发酵,淡酒液就被空气氧化成醋,醋中除含有3%~6%的乙酸外,尚含有其他有机酸、酯类和蛋白质。

乙醇氧化法:由乙醇在有催化剂的条件下和氧气发生氧化反应制得:

C2H5OH O2  CH3COOH H2O

乙醛氧化法:由乙醛在有催化剂的条件下(催化剂为乙酸锰:(CH3COO)2Mn)和氧气发生氧化反应制得:

2CH3CHO O2  2CH3COOH

乙烯氧化法:由乙烯在催化剂(所用催化剂为氯化钯:PdCl2、氯化铜:CuCl2和乙酸锰:(CH3COO)2Mn)存在的条件下与氧气发生反应生成.此反应可以看作先将乙烯氧化成乙醛,再通过乙醛氧化法制得;

丁烷氧化法:丁烷氧化法又称为直接氧化法,这是用丁烷为主要原料,通过空气氧化而制得乙酸的一种方法,也是主要的乙酸合成方法:

2CH3CH2CH2CH3 5O2  4CH3COOH 2H2O

乙醛催化氧化法:

甲醇低压羰基化法(孟山都法): CH3OH CO→CH3COOH

低碳烷或烯液相氧化法: 2C4H10 5O2→4CH3COOH 2H2O

合成法是工业生产乙酸的主要方法。由乙醛在乙酸锰、乙酸钴催化下,于50~80℃、8~10大气压下与空气进行液相氧化,即可生成乙酸。也可由甲醇在钴催化下与一氧化碳于215℃  、138大气压下进行反应生成乙酸,若用铑络合催化剂,反应可在较低温度和压力下进行。此时,也可以丁烷或丁烯为原料,经催化、加压和升温,经空气氧化生成乙酸。

主要用途

乙酸乙酸
乙酸用途极广,主要用于制造聚乙酸乙烯酯和纤维素乙酸酯(又称醋酸纤维)。也用于合成酯,低级醇形成的酯是优良的溶剂,广泛用于油漆工业。是氧化反应的良好溶剂,是对二甲苯氧化生产对苯二甲酸的溶剂。也是有机合成的重要原料。

应急处置

皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15 min。就医。

眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15 min。就医。

吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给予输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入:用水漱口,就医。

呼吸系统防护:空气中浓度超标时,应该佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩)。紧急事态抢救或撤离时,佩戴空气呼吸器。

眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。

身体防护:穿防酸碱塑料工作服。

手防护:戴橡胶耐酸碱手套。

其他防护:工作现场严禁吸烟。工作完毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。

泄漏应急处理:迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。小量泄漏:用砂土、干燥石灰或苏打灰混合。大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。喷雾状水冷却和稀释蒸气,保护现场人员,把泄漏物稀释成不燃物。用防爆泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。

有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。

灭火方法:用水喷射逸出液体,使其稀释成不燃性混合物,并用雾状水保护消防人员。灭火剂:雾状水、抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。 

管理信息

操作的管理:密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼镜,穿防酸碱塑料工作服,戴橡胶耐酸碱手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存的管理:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。冻季应保持库温高于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。   

运输的管理:本品铁路运输时限使用铝制企业自备罐车装运,装运前需报有关部门批准。铁路非罐装运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。运输时所用的槽(罐)车应有接地链,槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、碱类、食用化学品等混装、混运。公路运输时要按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。

废弃的管理:用焚烧法处置。

毒理学资料

急性毒性:LD50:3.3 g/kg(大鼠经口);1060 mg/kg(兔经皮)。LC50:5620 ppm,1 h(小鼠吸入);12.3 g/m3,1 h(大鼠吸入)。人经口1.47 mg/kg,最低中毒量,出现消化道症状;人经口20~50 g,致死剂量。80%浓度的醋酸能导致豚鼠皮肤的严重灼伤,50%~80%产生中等度至严重灼伤,小于50%则很轻微,5%~16%浓度从未有过灼伤。人不能在2~3 g/m?3浓度中耐受3 min以上。人的口服致死量为20~50 g。

亚急性和慢性毒性:本品浓度在100 mg/m3左右时慢性作用可使工人的鼻、鼻咽、睑和咽喉发生炎症反应,甚至引起支气管炎。人吸入(200~490)mg/m3×(7~12)年,有眼睑水肿、结膜充血、慢性咽炎、支气管炎等症状。

致突变性:微生物致突变:大肠杆菌300 ppm(3 h)。姊妹染色单体交换:人淋巴细胞5 mmol/L。

生殖毒性:大鼠经口最低中毒剂量(TDL0):700 mg/kg(18 d,产后),对新生鼠行为有影响。大鼠睾丸内最低中毒剂量(TDL0):400 mg/kg(1 d,雄性),对雄性生育指数有影响。

环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染。

应急医疗

诊断要点:

(1)可引起鼻咽部刺激,流涕、咽痛、剧烈干咳、呼吸困难、发绀及双肺湿啰音。

(2)眼损害结膜充血、眼睑水肿等。

(3)皮肤接触能产生红斑,严重者引起化学灼伤,有水疱和疼痛。

(4)误服时可引起口腔和消化道糜烂、呕吐、血性腹泻等腐蚀性胃肠炎,甚至休克等。

处理原则:

参见“甲酸”。

预防措施:

与有机酸有关的操作工人应尽量避免与酸直接接触;发生酸雾、蒸气或粉尘的设备应加以密闭,工作场所应有足够的吸出式通风。排出量或排出浓度超过大气排放标准者还应采取净化措施,再行排出。工作人员应配备个人防护设备,包括手套、衣服、围裙和防护面罩等。

监测方法

 1.现场应急监测方法

(1)气体检测管法;水质检测管法。

(2)气体速测管(北京劳保所产品、德国德尔格公司产品)。

2.实验室监测方法

监测方法 类  别 来  源
溶剂解吸-气相色谱法 空气 徐伯洪,闫慧芳主编:《工作场所有害物质监测方法》
气相色谱法 空气 杭士平主编:《空气中有害物质的测定方法》(第二版)

 

 

国家标准

1.中国职业接触限值(GBZ 2—2002)

最高容许浓度(MAC) 时间加权平均容许浓度(TWA) 短时间接触容许浓度(STEL)
20 mg/m3

 

2.环境标准

前苏联(1975) 居民区大气中有害物最大允许浓度 0.1 mg/m3(最大值)
0.003 mg/m3(昼夜均值)
前苏联(1975) 污水中有机物最大允许浓度 10 mg/L

参考资料

http://knology.chinaccm.com/phrase-2006011117311800291.html

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