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甲酸是一种有机物,化学式为HCOOH,分子量46.03,俗名蚁酸,是简单的羧酸。为无色而有刺激性气味的液体。甲酸属于弱电解质,但其水溶液中弱酸性且腐蚀性强,能刺激皮肤起泡。通常存在于蜂类、某些蚁类和毛虫的分泌物中。是有机化工原料,也用作消毒剂和防腐剂。
甲酸早期由J. -L. 盖-吕萨克用草酸分解制得。1855~1856年,M. 贝特洛用氢氧化钠与一氧化碳直接制得甲酸钠,T. 戈德-施密特 用水解的方法从甲酸钠制得甲酸。此法于1896年在欧洲开始用于工业生产,至今小批量生产仍用此法。,并已有年产甲酸20千吨的工厂投产。此外,甲酸也可由轻质油氧化制醋酸的副产物中回收获得。
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。
甲酸钠法是甲酸的传统生产方法,但劳动条件差,污染严重。不少工业化 已淘汰该法,但中国绝大多数甲酸生产企业仍采用此法。德国BASF公司开发的甲酰胺法工艺因生产成本
太高,随后也遭淘汰。丁烷(或轻油)液相氧化工艺是一种生产醋酸同时联产甲酸的生产方法,每生产1t乙酸,副产0.05~0.25t甲酸,上世纪70年代曾是国外生产甲酸的主要方法,后
来随着甲醇低压羰基合成醋酸技术的工业化,使该法已无发展前途,现在大部分丁烷(或轻油)液相氧化装置已相继停产。国外甲酸生产主要采用甲酸甲酯水解工艺,约占甲酸总产能
的80%以上。