Оцтова кислота 1
Оцтова кислота (назва по IUPAC - метанова кислота) CH3 COOH, молярна маса 60,05; безбарвна прозора рідина з різким запахом. Для безводної (так званої "крижаної оцтової") кислоти т.пл. 16,64 ° C, т.кіп. 117,8 ° C; 1,0492; 1,3715; ркріт 57,85 кПа, tкріт 321,6 ° C, η 11,83 мПа · с (20 ° C), γ 27,57 мН / м, μ 5,6 · 10 -30 Кл · м; рівняння температурної залежності тиску пари (мм рт.ст.): lgp = 7,55716 - 1642,547 (233,386 + T); 195,7 кДж / моль, 24,4 кДж / моль, розчинення 1,902 кДж / моль, -208,2 кДж / моль, -493,16 (рідина) і -471,8 кДж / моль (пар); рКа 4,76 (25 ° C).
Оцтова кислота існує у вигляді димерів циклічної і лінійної структури. Змішується з багатьма розчинниками, добре розчиняє органічні сполуки, в ній розчиняються гази HF, HCl, HBr, HI і ін. Гігроскопічна. Утворює азеотропні суміші (див. Табл.).
Характеристика азеотропних сумішей оцтової кислоти
Другий компонент суміші
Оцтова кислота утворює потрійні азеотропні суміші з водою і бензолом, т.кіп. 88 ° C, з водою і бутилацетатом, т.кіп. 89 ° C.
У природі оцтова кислота поширена в вільному вигляді або у вигляді солей і складних ефірів в рослинах (в зеленому листі), в виділеннях тварин (сечі, жовчі), утворюється при гнитті і бродінні (в кислому молоці, сирі, вині). Бродіння відбувається під впливом специфічних бактерій "оцтового грибка".
За хімічними властивостями оцтова кислота - типова карбонова кислота. Солі та ефіри оцтової кислоти називають ацетатами. При взаємодії оцтової кислоти з етиленом в залежності від умов реакції утворюються етилацетат (кислі каталізатори), винилацетат CH3 COOCH = CH2 (каталізатор - Pd-Li) або диацетат етиленгліколю (СН3 СООСН2) 2 (каталізатор - TeO2 і HBr). Реакція оцтової кислоти з більш високомолекулярними олефинами в присутності солей Мn (III) приводить до алкілбутіролактонам, наприклад:
З ацетиленом у присутності солей Hg оцтова кислота дає винилацетат. в присутності трет -бутілпероксіда - адипінова кислоту; з формальдегідом у присутності каталізатора (наприклад, KOH на SiO2) в паровій фазі - акрилову кислоту.
Оцтова кислота розчиняє багато метали, їх оксиди і карбонати з утворенням солей. Окислювачі прискорюють реакцію. Так, Co легко розчинний в оцтовій кислоті в присутності Co (NO3) 2 або H2 O2.
Оцтова кислота - один з головних проміжних метаболітів, що виконують як структурну, так і енергетичну функцію в обміні речовин.
Промислові способи отримання оцтової кислоти
- Каталітичне окислення ацетальдегіду в рідкій фазі в присутності солей Mn або суміші солей Mn, Со, Ni і Fe при 56-75 ° С і тиску 0,2-0,3 МПа; окислювач - технічний O2. ступінь конверсії більше 95%, вихід оцтової кислоти 92-93%. Окислення ацетальдегіду O2 повітря в присутності каталізатора, що складається з суміші ацетатів З і Cu, при 50-60 ° C дає суміш оцтової кислоти і оцтового ангідриду в співвідношенні (45:55), ступінь конверсії 16-18%, вихід (за сумою продуктів) 94-96%. Виділення і очищення оцтової кислоти виробляють ректифікацією.
- Жидкофазное окислення повітрям вуглеводневих фракцій нафти C5 -C6 при 140-180 ° C і тиску 5-8 МПа; поряд з оцтовою кислотою отримують мурашину (15% по масі від суми продуктів) і пропионовую кислоти (7-8%).
- Каталітичне карбонилирования метанолу в присутності комплексних сполук Rh при 185 ° С і тиску 2,8 МПа. Конверсія метанолу близька до 100%, конверсія СО - 86%.
- Оцтовокисле бродіння етанолу (харчова оцтова кислота).
- Піроліз деревини (поряд з метанолом і ацетоном).
Оцтова кислота - сировина у виробництві оцтового ангідриду, ацетилхлориду. монохлоруксусной кислоти, ацетатів, MHогіх барвників, інсектицидів, лікарських засобів (аспірин, фенацетин); використовують в харчовій промисловості у виготовленні приправ, маринадів, консервів у вигляді столового оцту - 3-15% -ний водний розчин і оцтової есенції - 80% -ний водний розчин харчової оцтової кислоти. Оцтова кислота - розчинник лаків, коагулянт латексу, ацетилюється агент в органічному синтезі. Солі оцтової кислоти (Fe, Al, Cr і ін.) - протрави при фарбуванні.
Пари оцтової кислоти подразнюють слизові оболонки верхніх дихальних шляхів, розчини (концентрація вище 30% по масі) при зіткненні зі шкірою викликають опіки. T.всп. 38 ° C, т. Само-займання 454 ° C, КПВ 3,3-22% (за обсягом), температурні межі вибуховості 35-76 ° C. ГДК в атмосферному повітрі 0,06 мг / м 3. в повітрі робочої зони 5 мг / м 3.
Літ .: Рід Р. Праусніц Дж. Шервуд Т. Властивості газів і рідин, пер. з англ. 3 вид. Л. 1982; Kirk - Othmer encyclopedia, 3 ed. v. 1, N. Y. 1978, p. 124-47.