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乙酸的幾點(diǎn)化學(xué)性質(zhì)介紹


實(shí)驗(yàn)室k / 2018-09-06

       與不飽和烴的酯化反應(yīng)    烯烴與無水乙酸作用可得到乙酸酯,通常是仲醇或叔醇類的乙酸酯。如丙烯可得乙酸異丙酯,異丁烯則得乙酸叔丁酯。少量水能抑制這類反應(yīng)。烯烴在鉑等貴金屬催化劑存在時,經(jīng)氧化和酯化反應(yīng)能生成不飽和酯,如乙烯、空氣、乙酸通過鈀-乙酸鋰催化劑時即生成乙酸乙烯酯:

CH2=CH2+1/2O2+CH3COOH → CH2=CHOOCCH3+H2O

       丁二烯、丙烯和其它不飽和烴都可進(jìn)行類似的反應(yīng)。改變工藝條件或催化劑可以制備乙二醇二乙酸酯。例如,乙烯用二氧化鍗和氫溴酸為催化劑進(jìn)行氧化和酯化時即生成乙二醇二乙酸酯,后者可熱分解為乙酸乙烯酯

乙酸的化學(xué)性質(zhì)

       三價錳鹽或其它錳鹽與一種氧化劑存在時。乙酸與高級烯烴作用生成烷基丁內(nèi)酯,如與1-庚烯反應(yīng)即生成戊基丁內(nèi)酯:

       乙炔和乙酸用乙酸汞為催化劑可生成乙酸乙烯酯,此法現(xiàn)在已無工業(yè)價值,當(dāng)有過氧化叔丁基存在時,乙炔與乙酸反應(yīng)得己二酸

HC≡CH+2CH3COOH → HOOC(CH2)4COOH

 

       醇醛縮合反應(yīng)    以硅鋁酸鈣鈉[含鈣的造沸石(Decalso)]或負(fù)載氫氧化鉀的硅膠為催化劑時,乙酸與甲醛縮合得丙烯酸

CH3COOH+HCHO → CH2=CH—COOH+H2O

       甲醛單程轉(zhuǎn)化率50%~60%,而收率可達(dá)80%~100%。用此方法生產(chǎn)丙烯酸比其它路線能耗大,在工業(yè)上沒有進(jìn)一步應(yīng)用。

 

       與金屬氧化物或碳酸鹽反應(yīng)    醋酸是弱酸,其酸性比碳酸略強(qiáng)。很多金屬的氧化物、碳酸鹽溶解于醋酸能生成簡單的醋酸鹽。堿金屬的乙酸鹽的制備就是以相應(yīng)的堿金屬氧化物或碳酸鹽與乙酸直接作用而成,其反應(yīng)速度雖不及硫酸或鹽酸,但較其它大多數(shù)有機(jī)酸要快得多。過渡金屬的乙酸鹽可直接以金屬與乙酸反應(yīng),如添加少量的氧化劑可以促進(jìn)金屬的溶解。
       乙酸溶液中通過電流可使鉛棒加速溶解生成四乙酸鉛,甚至一些貴金屬在電流的影響下也能溶解于乙酸。
       熔融狀的堿金屬和堿土金屬乙酸鹽的混合物驟冷后形成透明的玻璃狀固體,它能摻入乙酸而不失其玻璃狀結(jié)構(gòu)。這種玻璃能完全溶解于水,在紫外線照射時能發(fā)出藍(lán)色或青色熒光。
       醋酸的水溶液腐蝕性極強(qiáng),10%(質(zhì)量)左右的醋酸水溶液對金屬腐蝕性最大,常用的食用醋和工業(yè)冰醋酸的腐蝕性都比較低,這為工業(yè)生產(chǎn)和家庭烹調(diào)帶來方便。


       分解反應(yīng)    乙酸燃燒時發(fā)出藍(lán)色火焰,燃燒產(chǎn)物是二氧化碳和水。熱的濃硫酸能使乙酸脫水炭化,放出二氧化碳和少量的二氧化硫。在Pt/C催化劑作用下,乙酸在227~527℃,在低壓條件下分解,得到乙烯酮、甲烷、二氧化碳等產(chǎn)物。干燥的乙酸蒸餾時生成少量的乙酸酐。如果沒有催化劑,沸騰7h達(dá)到平衡,如果有微量的酸性催化劑,20min就能達(dá)到平衡。平衡時每升乙酸含有4.2mmol乙酸酐。乙酸經(jīng)乙烯酮合成乙酸酐是乙酸酐的工業(yè)生產(chǎn)方法。

CH3COOH → CH2=C=O+H2O
CH2=C=O+CH3COOH → (CH3CO)2O

       乙酸光化分解生成甲烷、二氧化碳和一些游離基,其反應(yīng)機(jī)理比較復(fù)雜。電子撞擊和γ射線照射也得到相同的產(chǎn)物。
       純乙酸的電導(dǎo)率極低,在其中加入少量的水,電導(dǎo)率就會發(fā)生顯著的變化。當(dāng)加入少量的硫酸時電流則可順利地通過,并發(fā)生分解反應(yīng),分解產(chǎn)物為二氧化碳、一氧化碳和氫。電解醋酸鹽的水溶液時,在陽極會產(chǎn)生乙烷、二氧化碳和乙烯。


       酸-堿性    乙酸是典型的一價弱酸,25℃下在水中的解離常數(shù)是pKa=4.76??捎糜谒袠O弱的堿的定量分析。能直接與一些金屬氧化物和氫氧化物發(fā)生反應(yīng)生成乙酸鹽;又如鉛一類的金屬還能生成堿式乙酸鹽。某些金屬的乙酸鹽能溶于乙酸,與一個或多個乙酸分子結(jié)合形成乙酸的酸式鹽,如CH3COONa·CH3COOH.

       當(dāng)用石灰石或菱鎂礦中和乙酸的粗品焦木酸時,得到氧化鈣的乙酸鹽或氧化鎂的乙酸鹽。乙酸只能接受硝酸、硫酸這些強(qiáng)酸的質(zhì)子。其它一些非常強(qiáng)的酸,如超強(qiáng)酸,在乙酸中仍表現(xiàn)出強(qiáng)酸性,可以作為乙酸與烯烴或醇進(jìn)行酯化反應(yīng)的催化劑。
       由于乙酸具有一定的酸性,在乙酸溶劑中進(jìn)行硝化時,能生成硝離子NO2+,使硝化能夠進(jìn)行。這種硝基陽離子對苯酚的硝化反應(yīng)比單用硝酸的硝化反應(yīng)快得多。六亞甲基四胺在乙酸溶劑中可以被硝化生成有爆炸性的環(huán)三亞甲基三硝基胺,也稱為“旋風(fēng)炸藥”或RDX。


       氯代反應(yīng)    醋酸能在光催化下與氯氣發(fā)生光氯化反應(yīng),生成α-氯代醋酸,氯原子取代醋酸的α-氫類似于自由基連鎖反應(yīng),可發(fā)生多個氯原子的取代衍生物。

CH3COOH+Cl2 → CH2ClCOOH+HCl

CH3COOH+2Cl2 → CHCl2COOH+2HCl

CH3COOH+3Cl2 → CCl3COOH+3HCl

 

       ?;桶坊磻?yīng)    醋酸和三氯化磷反應(yīng)生成乙酰氯,和氨反應(yīng)生成乙酰胺。

3CH3COOH+PCl3 → 3CH3COCl+P(OH)3
CH3COOH+NH3 → CH3CONH2+H2O

       乙酸與苯甲酰氯反應(yīng)得乙酰氯:


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