甲酸(化學(xué)式HCOOH,分子式CH2O2,分子量46.03),俗名蟻酸,是較簡單的羧酸。無色而有刺激性氣味的液體。弱電解質(zhì),熔點(diǎn)8.6℃,沸點(diǎn)100.8℃。酸性很強(qiáng),有腐蝕性,能刺激皮膚起泡。存在于蜂類、某些蟻類和毛蟲的分泌物中。是有機(jī)化工原料,也用作消毒劑和防腐劑。
易燃。能與水、乙醇、乙醚和甘油任意混溶,和大多數(shù)的極性有機(jī)溶劑混溶,在烴中也有一定的溶解性。
相對密度(d204)1.220。折光率
1.3714。燃燒熱254.4 kJ/mol,臨界溫度306.8 ℃,臨界壓力8.63 MPa。閃點(diǎn)68.9 ℃(開杯)。密度1.22,相對蒸氣密度1.59(空氣=1),飽和蒸氣壓(24℃)5.33 kPa。
濃度高的甲酸在冬天易結(jié)冰。
禁配物:強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)堿、活性金屬粉末。
危險(xiǎn)特性:其蒸氣與空氣形成爆炸性混合物,遇明火、高熱能引起燃燒爆炸。與強(qiáng)氧化劑可發(fā)生反應(yīng)。
溶解性:與水混溶,不溶于烴類,可混溶于醇。
在烴中及氣態(tài)下,甲酸以通過以氫鍵結(jié)合的二聚體形態(tài)出現(xiàn)。在氣態(tài)下,氫鍵導(dǎo)致甲酸氣體與理想氣體狀態(tài)方程之間存在較大的偏差。液態(tài)和固態(tài)的甲酸由連續(xù)不斷的通過氫鍵結(jié)合的甲酸分子組成。
4、將適量的一氧化碳和氫氧化鈉水溶液在160~200 ℃下反應(yīng)生成甲酸鈉,經(jīng)中和、蒸餾、冷凝而得?;蛘咴谌野匪芤褐?,以鈀絡(luò)合物為催化劑,二氧化碳與氫氣于140~160℃反應(yīng)制得。
5、以甲酸鈉與濃硫酸作用制得工業(yè)級甲酸,然后可用活性炭吸附后減壓蒸餾以制得純品,也可加入B2O3CuSO4進(jìn)行減壓蒸餾精制。
6、二氧化碳法:在鈀絡(luò)合物催化下,在三乙胺水溶液中,二氧化碳與氫氣于140~160 ℃反應(yīng)而得。
7、主要采用合成酸化法和高壓催化法。合成酸化法:用焦炭燃燒產(chǎn)生的一氧化碳與氫氧化鈉合成甲酸鈉,再用硫酸酸化,經(jīng)蒸餾而得。高壓催化法:將一氧化碳和水蒸氣在催化劑存在下,于高溫高壓下反應(yīng)而得。
8、將甲酸與五氧化二磷混合,進(jìn)行減壓蒸餾,反復(fù)5一10次,方可得到無水甲酸,但得量低,費(fèi)時長,會造成一些分解。將甲酸與硼酸醉進(jìn)行蒸餾,操作簡便,效果更好。將硼酸置甩滬中高溫脫水至不再產(chǎn)生氣泡,所得熔融物倒在鐵片一上,置干燥器中冷卻,然后研磨成粉。將硼酸酚細(xì)粉加到甲酸中,放置幾日,形成硬塊,分出清徹液體進(jìn)行減壓蒸餾,收集22一25
℃/12-18 mm餾份為產(chǎn)品。蒸餾器應(yīng)是全磨口接頭并有干燥管保護(hù)。
毒理資料
健康危害:主要引起皮膚、粘膜的刺激癥狀。接觸后可引起結(jié)膜炎、眼瞼水腫、鼻炎、支氣管炎,重者可引起急性化學(xué)性肺炎。濃甲酸口服后可腐蝕口腔及消化道粘膜,引起嘔吐、腹瀉及胃腸出血,甚至因急性腎功能衰竭或呼吸功能衰竭而致死。皮膚接觸可引起炎癥和潰瘍。偶有過敏反應(yīng)。
急性毒性:LD501100mg/kg(大鼠經(jīng)口),LC5015000mg/m3(大鼠吸入,15min)。
刺激性:家兔經(jīng)皮:610mg,輕度刺激(開放性刺激試驗(yàn));家兔經(jīng)眼:122mg,重度刺激。
亞急性與慢性毒性:小鼠飲水中含0.01%~0.25%游離甲酸,2~4個月內(nèi)無任何影響;0.5%則影響食欲并使其生長緩慢。小鼠吸入10g/m3以上時,1~4d后死亡。
致突變性:微生物致突變,大腸桿菌70ppm(3h)。姐妹染色單體互換,人淋巴細(xì)胞10mmol/L。細(xì)胞遺傳學(xué)分析,倉鼠卵巢10mmol/L。
環(huán)境影響
生態(tài)毒性:LC50:175mg/L(24h)(藍(lán)鰓太陽魚);46mg/L(96h)(金魚);122mg/L(48h)(金色圓腹雅羅魚,靜態(tài));34mg/L(48h)(水蚤)。
生物降解性:MITI-I測試,初始濃度100ppm,污泥濃度30ppm,2周后降解100%。
非生物降解性:空氣中,當(dāng)羥基自由基濃度為5.00×105個/cm3時,降解半衰期為36d(理論)。
其實(shí)這種蟻酸在自然界中是非常普遍的,像是一些昆蟲蜜蜂或者是螞蟻之類的,如果它在叮咬別的動物的時候,都會直接分泌出一種物質(zhì),這就是我們所說的蟻酸。此次荷蘭的科學(xué)家研究的對象就是這些自然界動物分泌出來的這種蟻酸,將這種蟻酸用作燃料,并且推動公交大巴車運(yùn)行四百多公里,這是非常讓人感覺不可思議的事情。
以前我們所認(rèn)識的蟻酸,其實(shí)主要就是了解它對我們?nèi)祟惖奈:?,首先蟻酸其?shí)如果直接接觸我們?nèi)祟惖钠つw會產(chǎn)生很多刺激的癥狀可以引起結(jié)膜炎,甚至是支氣管炎以及肺炎等等,而如果將這種蟻酸直接滴在傷口或者是消化道的地方,更是可以引起強(qiáng)烈的腐蝕性,甚至?xí)霈F(xiàn)胃腸出血癥狀嚴(yán)重的會導(dǎo)致腎功能衰竭而死,即便是皮膚也會有很嚴(yán)重的潰瘍或者是過敏等反應(yīng)。
所以不論是在生活中還是在工作中,對于蟻酸都是有很嚴(yán)格的把控,像是在一些需要使用這種化學(xué)成分的工業(yè)生產(chǎn)之中,基本上生產(chǎn)過程都是非常的嚴(yán)密,而且要加強(qiáng)通風(fēng),也還有一系列的保護(hù)措施,像是佩戴那種防毒面具,甚至是佩戴空氣呼吸器的,對身體的各個部分都會加以保護(hù),聽起來如此危害極大的物質(zhì)居然能夠轉(zhuǎn)化為燃料供我們?nèi)祟愂褂靡泊_實(shí)讓人不敢相信。
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