结构式
| 物竞编号 | 01D7 |
|---|---|
| 分子式 | CH2O2 |
| 分子量 | 46.03 |
| 标签 |
蚁酸, 无水甲酸, Formic acid solution, Methanoic acid, 皮革工业鞣软剂, 印染工业的媒染剂, 天然橡胶凝聚剂, 消毒剂, 防腐剂 |
编号系统
CAS号：64-18-6
MDL号：MFCD00003297
EINECS号：200-001-8
RTECS号：LQ4900000
BRN号：1209246
PubChem号：24873243
物性数据
1.性状：无色透明发烟液体，有强烈刺激性酸味。[1]
2.pH值：2.2（1%溶液）[2]
3.熔点（℃）：8.4[3]
4.沸点（℃）：100.8[4]
5.相对密度（水=1）：1.23[5]
6.相对蒸气密度（空气=1）：1.59[6]
7.饱和蒸气压（kPa）：5.33（24℃）[7]
8.燃烧热（kJ/mol）：-254.4[8]
9.临界温度（℃）：315[9]
10.临界压力（MPa）：8.63[10]
11.辛醇/水分配系数：-0.54[11]
12.闪点（℃）：68.9（OC）；69（CC）[12]
13.引燃温度（℃）：480[13]
14.爆炸上限（%）：57.0[14]
15.爆炸下限（%）：12.0[15]
16.溶解性：与水混溶，不溶于烃类，可混溶于乙醇、，溶于。[16]
17.折射率（n20ºC）：1.37140
18.折射率（n25ºC）：1.3693
19.黏度（mPa·s,25ºC）：1.966
20.黏度（mPa·s,30ºC）：1.443
21.蒸发热（KJ/mol,25ºC）：19.90
22.蒸发热（KJ/mol,b.p.）：23.19
23.熔化热（KJ/mol）：12.69
24.生成热（KJ/mol,25ºC,液体）：-425.04
25.燃烧热（KJ/mol,25ºC,液体）：254.81
26.比热容（KJ/(kg·K),26.68ºC,定压）：2.15
27.热导率（W/(m·K),15ºC）：13.9148
28.热导率（W/(m·K),30ºC）：13.8456
29.热导率（W/(m·K),60ºC）：13.7744
30.热导率（W/(m·K),90ºC）：13.6033
31.相对密度（20℃，4℃）：1.2201
32.溶度参数(J·cm-3)0.5：21.442
33.van der Waals面积（cm2·mol-1）：3.634×109
34.van der Waals体积（cm3·mol-1）：22.740
35.液相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-254.2
36.液相标准声称热(焓)( kJ·mol-1)：-425.1
37.液相标准熵(J·mol-1·K-1) ：131.84
38.液相标准热熔(J·mol-1·K-1)：99.04
39.气相标准燃烧热(焓)(kJ·mol-1)：-300.5
40.气相标准声称热(焓)( kJ·mol-1) ：-378.7
41.气相标准熵(J·mol-1·K-1) ：248.99
42.气相标准生成自由能( kJ·mol-1)：-350.9
43.气相标准热熔(J·mol-1·K-1)：45.68
毒理学数据
1.急性毒性[17]
LD50：1100mg/kg（大鼠经口）
LC50：15000mg/m3（大鼠吸入，15min）
2.刺激性[18]
家兔经皮：610mg，轻度刺激（开放性刺激试验）。
家兔经眼：122mg，重度刺激。
3.亚急性与慢性毒性[19] 小鼠饮水中含0.01%~~0.25%游离甲酸，2~4个月内无任何影响；0.5%则影响食欲并使其生长缓慢。小鼠吸入10g/m3以上时，1~4d后死亡。
4.致突变性[20] 微生物致突变：大肠杆菌70ppm（3h）。姐妹染色单体互换：人淋巴细胞10mmol/L。细胞遗传学分析：仓鼠卵巢10mmol/L。
生态学数据
1.生态毒性[21] LC50：175mg/L（24h）（蓝鳃太阳鱼）；46mg/L（96h）（金鱼）；122mg/L（48h）（金色圆腹雅罗鱼，静态）；34mg/L（48h）（水蚤）
2.生物降解性[22] MITI-I测试，初始浓度100ppm，污泥浓度30ppm，2周后降解100%。
3.非生物降解性[23] 空气中，当羟基自由基浓度为5.00×105个/cm3时，降解半衰期为36d（理论）。
分子结构数据
1、摩尔折射率：8.40
2、摩尔体积（cm3/mol）：39.8
3、等张比容（90.2K）：97.5
4、表面张力（dyne/cm）：35.8
5、极化率（10-24cm3）：3.33
计算化学数据
1.疏水参数计算参考值（XlogP）:-0.2
2.氢键供体数量:1
3.氢键受体数量:2
4.可旋转化学键数量:0
5.互变异构体数量:无
6.拓扑分子极性表面积37.3
7.重原子数量:3
8.表面电荷:0
9.复杂度:10.3
10.同位素原子数量:0
11.确定原子立构中心数量:0
12.不确定原子立构中心数量:0
13.确定化学键立构中心数量:0
14.不确定化学键立构中心数量:0
15.共价键单元数量:1
性质与稳定性
1.化学性质：甲酸为强的还原剂，能发生银镜反应。在饱和脂肪酸中酸性强，离解常数为2.1×10-4。在室温慢慢分解成一氧化碳和水。与浓一起加热至60~80℃，分解放出一氧化碳。甲酸加热到160℃以上即分解放出二氧化碳和氢。甲酸的碱金属盐加热至400℃生成草酸盐。
2.甲酸能溶解脂肪。吸入甲酸蒸气对鼻和口腔黏膜有严重的刺激作用，并会导致发炎。在处理浓甲酸时，必须戴好防护面罩和橡皮手套。车间必须有淋浴和洗眼设备，工作场所要有良好的通风环境，界区空气中高容许甲酸浓度为5*10-6。吸入中毒者要立即离开现场，吸入新鲜空气，并吸入2%的雾化碳酸氢钠。一旦沾染甲酸，要立即用大量清水冲洗，注意不能用湿布擦拭。
3.稳定性[24] 稳定
4.禁配物[25] 强氧化剂、强碱、活性金属粉末
5.聚合危害[26] 不聚合
贮存方法
储存注意事项[27] 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过32℃，相对湿度不超过80%。保持容器密封。应与氧化剂、碱类、活性金属粉末分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
合成方法
1.甲酸钠法 一氧化碳和氢氧化钠溶液在160-200℃和2MPa压力下反应生成甲酸钠，然后经酸解、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，再在存在下水解得甲酸，同时副产铵。原料消耗定额：甲醇31kg/t、一氧化碳702kg/t、氨314kg/t、1010kg/t。另外，丁烷枵轻油氧化法主要用来生产，甲酸作为副产品回收，处于研究阶段的方法有一氧化碳和水直接合成法。
精制方法：无水甲酸可在减压下直接分馏制得，分馏时用冰水冷却凝结。对含水甲酸，可用硼酐或无水铜做干燥剂。五氧化二磷和氯化钙能与甲酸作用，不宜用作干燥剂。对试剂级88%的甲酸，可用邻二甲酸酐回流6小时后蒸馏的方法除去其中的水分。进一步纯化可利用分步结晶法。甲酸与混在一起时，可加入脂肪烃进行共沸蒸馏分离。
4.将适量的一氧化碳和氢氧化钠水溶液在160～200℃下反应生成甲酸钠，经中和、蒸馏、冷凝而得。或者在三乙胺水溶液中，以钯络合物为催化剂，二氧化碳与氢气于140～160℃反应制得。
5.以甲酸钠与浓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，也可加入B2O3 CuSO4进行减压蒸馏精制。
6.二氧化碳法 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。反应式：
7.主要采用合成酸化法和高压催化法。合成酸化法：用焦炭燃烧产生的一氧化碳与氢氧化钠合成甲酸钠，再用酸化，经蒸馏而得。高压催化法：将一氧化碳和水蒸气在催化剂存在下，于高温高压下反应而得。
8.制法：将甲酸与五氧化二磷混合，进行减压蒸馏，反复5一10次，方可得到无水甲酸,但得量低，费时长，会造成一些分解。将甲酸与硼酸醉进行蒸馏，操作简便，效果更好。将硼酸置甩沪中高温脱水至不再产生气泡，所得熔融物倒在铁片一上，置干燥器中冷却，然后研磨成粉。将硼酸酚细粉加到甲酸中，放置几日，形成硬块，分出清彻液体进行减压蒸馏，收集22一25℃/12-18mm馏份为产品。蒸馏器应是全磨口接头并有干燥管保护。
用途
1.酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药，皮革，纺织，印染，医药和橡胶工业等，还可制取各种溶剂，增塑剂，橡胶凝固剂，动物饲料添加剂及新工艺合成胰岛素等。我国的甲酸消费中，医药工业约占45%，化学工业约占30%，轻工，纺织等其它部门约占25%。甲酸是我国重要的出口化工产品之一。目前我国甲酸生产全部采用甲酸钠法。甲酸常用作廉价的，挥发性和腐蚀性较小的无机酸的代用品，广泛用于轻工行业。在纺织和印染工业中，甲酸用作消除印地科素亚硝酸钠法所产生的亚硝酸气用剂，弱酸性染料和中性络合染料染色助剂，活性染料染锦纶的助染剂。甲酸不会在印染过程中残留在织物上，酸性较强，能使六介铬还原，因此可在铬媒染过程中提高染料的利用率。用甲酸代替可避免纤维素降解，而且酸度适中，染色均习，因此是一种优良助染剂。甲酸作为无机酸的代用品，用于鞣革中的脱色，脱毛，中和石灰和防止湿皮革的发霉。用甲酸作凝固剂可以提出高天然橡胶的质量，降低生产成本，也可用于废旧橡胶的再生。用甲酸制作饲料添加剂，在青贮饲料方面有很大潜力。甲酸有抑制或防止霉菌生长的功能，对饲料能改变天然的发酵形式，常添加脂酸以增进抗霉效果。用甲酸处理过的青饲料喂奶牛能防止冬季牛奶减产，育肥效果也有明显提高。在食品工业中，甲酸用于酿酒行业的消毒，防腐，用作罐头的清洗消毒剂，果汁和食物的保藏剂。甲酸的大量衍生物是医药，农药，染料，香料，溶剂的中间体，用于制造冰片，氨基比林，咖啡因，维生素B1，安乃近，杀虫脒，粉锈宁，三环唑，二甲基甲酰胺等。甲酸衍生物中以取代的甲酰胺和甲酸酯类在工业上应用较多（甲酰胺的衍生物见该品条目）。甲酸的酯类在香料工业中用途很广，如：甲酸乙酯——桃，莓等果实香精；甲酸异戊酯——果实香精，皮革用香精；甲酸已酯——苹果香精；甲酸庚酯——杏，梅，桃等果实香精；甲酸正癸酯——橙花香精及鸢尾油用；甲酸苄酯——素馨等花香及皂用香精；甲酸桂酯——素馨及月下香等香精用；甲酸香茅酯——用于玫瑰，桂花，野百合等香精；甲酸丁香酯——用于康乃馨香精等；甲酸香叶酯——玫瑰，橙花，香叶等香精；甲酸芳樟酯——薰衣草，香柠檬等香精；甲酸薄荷酯——化妆品香精，喷雾用香精；甲酸乙酯——白玫瑰，兰花，菊花等香精；甲酸百里香酯——化妆品香料。
2.用作分析试剂，如作还原剂，配制缓冲溶液。还用于纯一氧化碳制备、农药制备。
3.纸浆制造中的杀菌防霉。
4.还可以制造皮革柔软剂、橡胶凝聚剂、印染媒染剂、纤维和纸张的染色剂及处理剂、增塑剂和动物饲料添加剂等。还可用作化妆品的防腐剂，化妆品中大允许含量为0.5%(酸)。
5.甲酸及其水溶液能溶解许多金属、金属氧化物、氢氧化物及盐，所生成的甲酸盐都能溶解于水，因而可作为化学清洗剂。甲酸不含氯离子，可用于含不锈钢材料的设备的清洗。
6.用于制化学药品、橡胶凝固剂及纺织、印染、电镀等。[28]
