главная > справочник > химическая энциклопедия: Уксусная кислота

главная > справочник > химическая энциклопедия: Уксусная кислота

Уксусная кислота (название по IUPAC - этановая кислота) CH 3 COOH, молярная масса 60,05; бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом. Для безводной (так называемой "ледяной уксусной") кислоты т.пл. 16,64°C, т.кип. 117,8°C; 1,0492; 1,3715; р крит 57,85 кПа, t крит 321,6 °C, η 11,83 мПа·с (20°C), γ 27,57 мН/м, μ 5,6·10 -30 Кл·м; уравнение температурной зависимости давления пара (мм рт.ст.): lg p = 7,55716 - 1642,547(233,386 + T ); 195,7 кДж/моль, 24,4 кДж/моль, растворения 1,902 кДж/моль, -208,2 кДж/моль, -493,16 (жидкость) и -471,8 кДж/моль (пар); рК а 4,76 (25°C).

Уксусная кислота существует в виде димеров циклической и линейной структуры. Смешивается со многими растворителями, хорошо растворяет органические соединения, в ней растворяются газы HF, HCl, HBr, HI и др., гигроскопична. Образует азеотропные смеси (см. табл.).

Характеристика азеотропных смесей уксусной кислоты

Второй компонент смеси t. кип., °C Содержание уксусной кислоты, % по массе Четыреххлористый углерод 76,5 3 Циклогексан 81,8 6,3 Бензол 88,05 2 Гептан 91,9 33 Толуол 104,9 34 Трихлорэтилен 6,5 4,0 Этилбензол 114,65 66 о- Ксилол 116 76,0 п- Ксилол 115,25 72 Бромоформ 118 83

Уксусная кислота образует тройные азеотропные смеси с водой и бензолом, т.кип. 88°C, с водой и бутилацетатом, т.кип. 89°C.

В природе уксусная кислота распространена в свободном виде или в виде солей и сложных эфиров в растениях (в зеленых листьях), в выделениях животных (моче, желчи), образуется при гниении и брожении (в кислом молоке, сыре, вине). Брожение происходит под влиянием специфических бактерий "уксусного грибка".

По химическим свойствам уксусная кислота – типичная карбоновая кислота. Соли и эфиры уксусной кислоты называют ацетатами. При взаимодействии уксусной кислоты с этиленом в зависимости от условий реакции образуются этилацетат (кислые катализаторы), винилацетат CH 3 COOCH = CH 2 (катализатор – Pd-Li) либо диацетат этиленгликоля (СН 3 СООСН 2 ) 2 (катализатор – TeO 2 и HBr). Реакция уксусной кислоты с более высокомолекулярными олефинами в присутствии солей Мn(III) приводит к алкилбутиролактонам, например:

С ацетиленом в присутствии солей Hg уксусная кислота дает винилацетат, в присутствии трет -бутилпероксида – адипиновую кислоту; с формальдегидом в присутствии катализатора (например, KOH на SiO 2 ) в паровой фазе – акриловую кислоту.

Уксусная кислота растворяет многие металлы, их оксиды и карбонаты с образованием солей. Окислители ускоряют реакцию. Так, Co легко растворим в уксусной кислоте в присутствии Co(NO 3 ) 2 или H 2 O 2 .

Уксусная кислота – один из главных промежуточных метаболитов, выполняющих как структурную, так и энергетическую функцию в обмене веществ.

Промышленные способы получения уксусной кислоты

  1. Каталитическое окисление ацетальдегида в жидкой фазе в присутствии солей Mn или смеси солей Mn, Со, Ni и Fe при 56-75°С и давлении 0,2-0,3 МПа; окислитель - технический O 2 , степень конверсии более 95%, выход уксусной кислоты 92-93%. Окисление ацетальдегида O 2 воздуха в присутствии катализатора, состоящего из смеси ацетатов Со и Cu, при 50-60°C дает смесь уксусной кислоты и уксусного ангидрида в соотношении (45:55), степень конверсии 16-18%, выход (по сумме продуктов) 94-96%. Выделение и очистку уксусной кислоты производят ректификацией.
  2. Жидкофазное окисление воздухом углеводородных фракций нефти C 5 -C 6 при 140-180°C и давлении 5-8 МПа; наряду с уксусной кислотой получают муравьиную (15% по массе от суммы продуктов) и пропионовую кислоты (7-8%).
  3. Каталитическое карбонилирование метанола в присутствии комплексных соединений Rh при 185°С и давлении 2,8 МПа. Конверсия метанола близка к 100%, конверсия СО - 86%.
  4. Уксуснокислое брожение этанола (пищевая уксусная кислота).
  5. Пиролиз древесины (наряду с метанолом и ацетоном).

Уксусная кислота – сырье в производстве уксусного ангидрида, ацетилхлорида, монохлоруксусной кислоты, ацетатов, MHогих красителей, инсектицидов, лекарственных средств (аспирин, фенацетин); используют в пищевой промышленности в изготовлении приправ, маринадов, консервов в виде столового уксуса – 3–15%-ный водный раствор и уксусной эссенции – 80%-ный водный раствор пищевой уксусной кислоты. Уксусная кислота – растворитель лаков, коагулянт латекса, ацетилирующий агент в органическом синтезе. Соли уксусной кислоты (Fe, Al, Cr и др.) – протравы при крашении.

Пары уксусной кислоты раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей, растворы (концентрация выше 30% по массе) при соприкосновении с кожей вызывают ожоги. T.всп. 38°C, т. само-воспламенения 454°C, КПВ 3,3-22% (по объему), температурные пределы взрываемости 35-76°C. ПДК в атмосферном воздухе 0,06 мг/м 3 , в воздухе рабочей зоны 5 мг/м 3 .

Мировой объем произ-ва 3,5 млн. т/год (1990), в том числе США - 1,2, Япония - 0,33, Германия - 0,31.

Лит.: Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т., Свойства газов и жидкостей, пер. с англ., 3 изд., Л., 1982; Kirk - Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 1, N. Y., 1978, p. 124-47.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎