甲酸
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甲酸
來(lái)源：http://www.fkrn12-12.com/ 日期：2020-04-27 發(fā)布人：
甲酸是一種有機(jī)物，化學(xué)式為HCOOH，分子量46.03，俗名蟻酸，是簡(jiǎn)單的羧酸。為無(wú)色而有刺激性氣味的液體。甲酸屬于弱電解質(zhì)，但其水溶液中弱酸性且腐蝕性強(qiáng)，能刺激皮膚起泡。通常存在于蜂類、某些蟻類和毛蟲(chóng)的分泌物中。是有機(jī)化工原料，也用作消毒劑和防腐劑。
化學(xué)性質(zhì)
1、甲酸的酸性
甲酸是脂肪酸中唯一在羧基上連有氫原子的酸，氫原子斥電子力量遠(yuǎn)小于烴基，使羧基碳原子的電子密度比其他羧酸低，又因共軛效應(yīng)、羧基氧原子上的電子更偏向碳，所以甲酸的酸性，強(qiáng)于同系列中的其他羧酸。甲酸具有與大多數(shù)其他羧酸相同的性質(zhì)，在通常情況下甲酸不會(huì)生成酰氯或者酸酐。甲酸在水溶液中是一元弱酸，酸度系數(shù)(pKa)=3.75(at20℃)，1%甲酸溶液pH值為2.2。
以下是甲酸酸性所體現(xiàn)的性質(zhì)：
與堿反應(yīng)
甲酸具有酸的性質(zhì)，因此可以和堿發(fā)生中和反應(yīng)，生成甲酸鹽和水。
甲酸與氨水反應(yīng)：HCOOH+NH3·H2O==HCOONH4+H2O
甲酸與氫氧化鈉：HCOOH+NaOH=HCOONa+H2O
甲酸與氫氧化銅：2HCOOH+Cu(OH)2=Cu(HCOO)2+2H2O
甲酸與氫氧化鈣：2HCOOH+Ca(OH)2=Ca(HCOO)2+2H2O
與鹽反應(yīng)
甲酸也可以與部分鹽發(fā)生反應(yīng)。
甲酸與碳酸鈉：2HCOOH+Na2CO3=2HCOONa+H2O+CO2↑
甲酸與碳酸鈣：2HCOOH+CaCO3=Ca(HCOO)2+H2O+CO2↑
與金屬反應(yīng)
由于弱酸的性質(zhì)，對(duì)于許多金屬，甲酸是有腐蝕性的，例如鎂和鋅，反應(yīng)生成氫氣和金屬甲酸鹽。
甲酸與鈉反應(yīng)：2HCOOH+2Na=2HCOONa+H2↑
甲酸與鋅反應(yīng)：2HCOOH+Zn=Zn(COOH)2+H2↑
甲酸與鎂反應(yīng)：2HCOOH+Mg=Mg(COOH)2+H2↑
2、使高錳酸鉀褪色
甲酸具有和醛類似的還原性，而酸性高錳酸鉀有較強(qiáng)的氧化性，所以兩者可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使高錳酸鉀溶液褪色。
3、分解反應(yīng)
甲酸在濃硫酸的催化作用下加熱分解為CO和H2O。
4、銀鏡反應(yīng)
甲酸為強(qiáng)還原劑，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。
5、加成反應(yīng)
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。
6、酯化反應(yīng)
甲酸能和醇類在濃硫酸的作用下并加熱能發(fā)生酯化反應(yīng)。如甲酸與甲醇在濃硫酸的催化下并加熱，可發(fā)生酯化反應(yīng)，生成甲酸甲酯。
7、還原反應(yīng)
甲酸在催化劑的的作用下加氫可還原為甲醛。
8、甲酸完全燃燒
純度高的甲酸可在氧氣下完全燃燒，會(huì)生成二氧化碳和水。
制備方法
實(shí)驗(yàn)室制法
在無(wú)水丙三醇中加熱草酸，后蒸汽蒸餾得到。
或在鹽酸作用下水解異乙腈得到：
工業(yè)制法
1、甲酸鈉法：一氧化碳和氫氧化鈉溶液在160-200℃和2MPa壓力下反應(yīng)生成甲酸鈉，然后經(jīng)硫酸酸解、蒸餾即得成品。
2、甲醇羰基合成法（又稱甲酸甲酯法）：甲醇和一氧化碳在催化劑甲醇鈉存在下反應(yīng)，生成甲酸甲酯，然后再經(jīng)水解生成甲酸和甲醇。甲醇可循環(huán)送入甲酸甲酯反應(yīng)器，甲酸再經(jīng)精餾即可得到不同規(guī)格的產(chǎn)品。
3、甲酰胺法：一氧化碳和氨在甲醇溶液中反應(yīng)生成甲酰胺，再在硫酸存在下水解得甲酸，同時(shí)副產(chǎn)硫酸銨。原料消耗定額：甲醇31kg/t、一氧化碳702kg/t、氨314kg/t、硫酸1010kg/t。
4、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。
5、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。
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