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工业制法
1、甲酸钠法:一氧化碳和氢氧化钠溶液在160-200 ℃和2 MPa压力下反应生成甲酸钠,然后经硫酸酸解、蒸馏即得成品。
2、甲醇羰基合成法(又称甲酸甲酯法):甲醇和一氧化碳在催化剂甲醇钠存在下反应,生成甲酸甲酯,然后再经水解生成甲酸和甲醇。甲醇可循环送入甲酸甲酯反应器,甲酸再经精馏即可得到不同规格的产品。
3、甲酰胺法:一氧化碳和氨在甲醇溶液中反应生成甲酰胺,再在硫酸存在下水解得甲酸,同时副产硫酸铵。原料消耗定额:甲醇31 kg/t、一氧化碳702 kg/t、氨314 kg/t、硫酸1010 kg/t。
4、以甲酸钠与浓硫酸作用制得工业级甲酸,然后可用活性炭吸附后减压蒸馏以制得纯品。
5、二氧化碳法:在钯络合物催化下,在三乙胺水溶液中,二氧化碳与氢气于140~160 ℃反应而得。
甲酸具有和醛类似的还原性,而酸性高锰酸钾有较强的氧化性,所以两者可以发生氧化还原反应,使高锰酸钾溶液褪色。
分解反应
甲酸在浓硫酸的催化作用下加热分解为CO和H2O。
银镜反应
甲酸为强还原剂,它能起银镜反应,把银氨络离子中的银离子还原成金属银,而自己被氧化成二氧化碳和水。
加成反应
甲酸是 能和烯烃进行加成反应的羧酸。甲酸在酸的作用下(如硫酸, ),和烯烃迅速反应生成甲酸酯。但是类似于Koch反应的副反应也会发生,产物是更高级的羧酸。
酯化反应
甲酸能和醇类在浓硫酸的作用下并加热能发生酯化反应。如甲酸与甲醇在浓硫酸的催化下并加热,可发生酯化反应,生成甲酸甲酯。
还原反应
甲酸在催化剂的的作用下加氢可还原为甲醛。
甲酸完全燃烧
纯度高的甲酸可在氧气下完全燃烧,会生成二氧化碳和水。
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在烃中及气态下,甲酸以通过以氢键结合的二聚体形态出现。在气态下,氢键导致甲酸气体与理想气体状态方程之间存在较大的偏差。液态和固态的甲酸由连续不断的通过氢键结合的甲酸分子组成。由于甲酸的结构特殊,它的一个氢原子和羧基直接相连。也可看做是一个羟基甲醛。
化学性质
甲酸的酸性
甲酸是脂肪酸中 在羧基上连有氢原子的酸,氢原子斥电子力量远小于烃基,使羧基碳原子的电子密度比其他羧酸低,又因共轭效应、羧基氧原子上的电子更偏向碳,所以甲酸的酸性,强于同系列中的其他羧酸。甲酸具有与大多数其他羧酸相同的性质,在通常情况下甲酸不会生成酰氯或者酸酐。甲酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系数(pKa)=3.75(at 20℃),1%甲酸溶液pH值为2.2。