实验制备溴乙酸乙酯酯中,把浓硫酸,乙醇,乙酸混合加热后把蒸气口向碳酸钠里,为什么碳酸钠层会有结晶?

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下面是甲、乙、 丙三位同学制取乙酸乙酯的过程,请你参与并协助他们完成相关实验。[实验目的]制取乙酸乙酯 [实验原理](1)甲、乙、丙三位同学均采用乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯,反应的化学方程式为________________ 浓硫酸的作用是____________。[装置设计](2)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图4所示三套实验装置
请从甲、乙两位同学设计的装置中选择一种作为实验室制取乙酸乙酯的装置,应选择的装置是________(选填“甲” 或“乙”),丙同学将甲装置改装成丙装置,用球形干燥管代替玻璃管,除了起到冷凝作用外,另一重要作用是____________。 [实验步骤] ①按照选择的装置组装仪器,在试管中先加入3 mL乙醇,并在摇动下缓缓加入2 mL浓硫酸充分摇匀,冷却后再加入2 mL冰醋酸; ②将试管固定在铁架台上;③在试管②中加入适量的饱和Na2CO3溶液;④用酒精灯对试管①加热;⑤当观察到试管②中有明显现象时停止实验。[问题讨论](3)步骤(1)装好实验装置,加入样品前还应检查________________ (4)根据试管②中观察到的现象,可知乙酸乙酯的物理性质有____________(回答出其中一点即可)(5)试管②中饱和Na2CO3溶液的作用除了溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度外,还可以________。(6)从试管②中分离出乙酸乙酯的实验操作是________________。
题型:实验题难度:中档来源:期末题
(1);作催化剂和吸水剂 (2)乙;防倒吸 (3)装置的气密性 (4)无色(答案合理即可) (5)吸收乙酸 (6)分液
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乙酸乙酯的制备
乙酸乙酯的制备:(1)实验目的: 掌握用醇和羧酸制备酯的方法。 (2)试剂: 乙醇、冰醋酸、浓硫酸、饱和碳酸钠水溶液、饱和食盐水、饱和氯化钙、无水硫酸镁(或无水硫酸钠) 2~3g (用于干燥乙酸乙酯) (3)反应原理: 主反应:副反应:(4)反应装置图:&(5)操作步骤①在一个大试管里注入乙醇2mL,再慢慢加入0.5mL浓硫酸、2mL乙酸,连接好制备乙酸乙酯的装置。 ②用小火加热试管里的混合物。把产生的蒸气经导管通到3mL饱和碳酸钠溶液的上方约2mm~3mm处,注意观察盛碳酸钠溶液的试管的变化,待有透明的油状液体浮在液面上,取下盛有碳酸钠溶液的试管,并停止加热。振荡盛有碳酸钠溶液的试管,静置,待溶液分层后,观察上层液体,并闻它的气味。 ③加热混合物一段时间后,可看到有气体放出,在盛碳酸钠溶液的试管里有油状物。 (6)注意事项: 1、酯化反应所用仪器必须无水,包括量取乙醇和冰醋酸的量筒也要干燥。 2、加热之前一定将反应混合物混合均匀,否则容易炭化。 3、分液漏斗的正确使用和维护。。 4、用10%碳酸钠水溶液洗涤有机相时有二氧化碳产生,注意及时给分液漏斗放气,以免气体冲开分液漏斗的塞子而损失产品。 5、正确进行蒸馏操作,温度计的位置影响流出温度,温度计水银球的上沿与蒸馏头下沿一平。 6、有机相干燥要彻底,不要把干燥剂转移到蒸馏烧瓶中。 7、反应和蒸馏时不要忘记加沸石。 8、用CaCl2溶液洗之前,一定要先用饱和NaCl溶液洗,否则会产生沉淀,给分液带来困难。
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944291891267283397028188402114919当前位置:
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乙酸乙酯是无色具有水果香味的液体,沸点为77.2 ℃,实验室某次制取它用冰醋酸14.3 mL、95%乙醇 23 mL。还用到浓硫酸、饱和碳酸钠以及极易与乙醇结合成六水合物的氯化钙溶液。主要装置如图所示: 实验步骤: ①先向A中的蒸馏烧瓶中注入少量乙醇和浓硫酸后摇匀,再将剩下的所有乙醇和冰醋酸注入分液漏斗里待用。这时分液漏斗里冰醋酸和乙醇的物质的量之比约为5∶7。 ②加热油浴保温约135 ℃~145℃③将分液漏斗中的液体缓缓滴入蒸馏烧瓶里,调节加入速率使蒸出酯的速率与进料速率大体相等,直到加料完成。 ④保持油浴温度一段时间,至不再有液体馏出后,停止加热。 ⑤取下B中的锥形瓶,将一定量饱和Na2CO3溶液分批少量多次地加到馏出液里,边加边振荡,至无气泡产生为止。 ⑥将⑤的液体混合物分液,弃去水层。 ⑦将饱和CaCl2溶液(适量)加入到分液漏斗中,振荡一段时间后静置,放出水层(废液)。 ⑧分液漏斗里得到的是初步提纯的乙酸乙酯粗品。 试回答: (1)实验中浓硫酸的主要作用是__________&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&_______。 (2)用过量乙醇的主要目的是________&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&_________。 (3)用饱和Na2CO3溶液洗涤粗酯的目的是________&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&___。 如果用NaOH溶液代替Na2CO3溶液将引起的后果___________________________________。 (4)用饱和CaCl2溶液洗涤粗酯的目的是_____&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&______。 (5)在步骤⑧所得的粗酯里还含有的杂质是______&&___。
题型:实验题难度:中档来源:不详
(1)作催化剂和吸水剂 (2)使酯化反应向生成乙酸乙酯的方向移动,提高乙酸乙酯的产率 (3)除去乙酸 使乙酸乙酯水解而使实验失败 (4)除去乙醇 (5)水 试题分析:在乙酸乙酯的反应中,浓硫酸做催化剂和脱水剂。根据勒沙特列原理,增加乙醇可以使反应向生产乙酸乙酯的方向移动,从而提高乙酸乙酯的产率。在这个试验中。饱和碳酸钠的作用主要有三个1.溶解乙醇。2.中和乙酸.3.降低乙酸乙酯的溶解。如果用氢氧化钠取代碳酸钠,则乙酸乙酯在碱性条件下会发生水解,造成收集不到乙酸乙酯,实验失败。乙酸与乙醇反应生成乙酸乙酯和水
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据魔方格专家权威分析,试题“乙酸乙酯是无色具有水果香味的液体,沸点为77.2℃,实验室某次制..”主要考查你对&&气体的收集、净化、干燥,氯气的制取,其他物质的制备(硫酸铜晶体、铁红等),乙烯的制取&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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气体的收集、净化、干燥氯气的制取其他物质的制备(硫酸铜晶体、铁红等)乙烯的制取
收集方法及装置: a.排水集气法:适用于收集不溶于水,不与水反应的气体。装置如下:如采用第二个装置,气体应短进长出。 b.向上排空气法:适用于收集密度比空气大不与空气反应的气体,装置如下:如采用第二个装置,气体应长进短出。 c.向下排空气法:适用于收集密度比空气小不与空气反应的气体。装置如下:如采用第二个装置,气体应短进长出。气体净化:装置:气体干燥:(1)干燥原则:干燥剂只能吸收气体中含有的水分而不能与气体发生反应。 ①酸性干燥剂不能干燥碱性气体。 ②碱性干燥剂不能干燥酸性气体。③具有强氧化性的干燥剂不能干燥具有强还原性的气体。注意H2、CO、SO2虽具有还原性,但可用浓H2SO4干燥。(2)常见物质干燥氯气的实验室制法:
(1)实验室用浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气。 (2)装置图: (3) 步骤:氯气的工业制法:
(1)电解饱和食盐水(氯碱工业),化学方程式为:(2)电解熔融的氯化钠(可制得金属蚋),化学方程式为: (3)电解熔融的氯化镁(可制得金属镁),化学方程式为:实验室制取甲烷(CH4):(1)反应原理:CH3COONa+NaOHCH4+Na2CO3(2)发生装置:固+固气 (3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)(4)收集方法:排水集气法/向下排空气法 (5)尾气处理:无 (6)检验方法:①点燃,淡蓝色火焰,燃烧产物是H2O和CO2 实验室制取一氧化氮(NO):(1)反应原理:3Cu+8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O(2)发生装置:固+液→气(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)(4)收集方法:排水集气法(5)尾气处理:收集法(塑料袋) (6)检验方法:无色气体,暴露于空气中立即变为红棕色 实验室制取二氧化氮(NO2):(1)反应原理:Cu+4HNO3(浓)==Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O(2)发生装置:固+液→气(3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气)(4)收集方法:向上排空气法(5)尾气处理:碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)实验室制取氯化氢(HCl): (1)反应原理:2NaCl+H2SO4Na2SO4+2HCl?(2)发生装置:固+液→气 (3)净化方法:浓硫酸(除水蒸气) (4)收集方法:向上排空气法(5)尾气处理:水(防倒吸装置)(6)检验方法:①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟 五水硫酸铜的制备:(1)实验原理:铜是不活泼金属,不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜,必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中,浓硝酸将铜氧化成Cu2+,Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜: Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑(不溶性杂质)用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0~100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质,溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜,经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离,得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大,可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中,加适量水,加热成饱和溶液,趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却,析出硫酸铜,过滤,与可溶性杂质分离,得到纯的硫酸铜。(2)实验步骤 ①称量1.5g铜屑,灼烧至表面呈现黑色,冷却;②加5.5mL3mol/L硫酸,2.5mL浓硝酸,反应平稳后水浴加热,补加2.5mL3mol/L硫酸,0.5mL浓硝酸;③铜近于完全溶解后,趁热倾滗法分离; ④水浴加热,蒸发浓缩至结晶膜出现; ⑤冷却、过滤; ⑥粗产品以1.2mL水/g的比例,加热溶于水,趁热过滤; ⑦滤液冷却、过滤、晾干,得到纯净的硫酸铜晶体。 ⑧称重,计算产率。 实验室制取硫化氢(H2S):(1)反应原理:FeS+2HCl→H2S↑+FeCl2(2)发生装置:固+液→气(启普发生器) (3)净化方法:饱和NaHS(除HCl),固体CaCl2(除水蒸气) (4)收集方法:向上排空气法 (5)尾气处理:CuSO4溶液或碱液吸收(H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O)(6)检验方法:①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑 乙烯的制取:
(1)实验室里是把酒精和浓硫酸按1:3混合迅速加热到170℃,使酒精分解制得。浓硫酸在反应过程里起催化剂和脱水剂的作用。    制取乙烯的反应属于液--液加热型C2H6OCH2=CH2↑+H2O(2)装置图:(3) 注意事项: ①酒精和浓硫酸按体积1比3混和,使乙醇利用率提高,必须使用无水酒精,而且必须控制170摄氏度才能制得乙烯。装置连接时由下至上,由左至右。温度计插入液面下。 ②烧瓶内加沸石以避免暴沸。 ③温度计水银头插入液面下,但不要接触烧瓶底部,以测定液体温度。 ④要使液面温度迅速升到170摄氏度,以避免副反应发生。 (4)收集方法:乙烯的密度与空气相当,所以不能用排空气取气法,只能用排水法收集。 检验:点燃时火焰明亮,冒黑烟,产物为水和CO2;通入酸性高锰酸钾溶液中,紫色高锰酸钾褪色。 (5)实验现象:生成无色气体,烧瓶内液体颜色逐渐加深。&(6)两点说明 ①实验室中用无水乙醇和浓硫酸制取乙烯气体,加热不久圆底烧瓶内的液体容易变黑,原因是:浓硫酸将无水乙醇氧化生成碳单质等多种物质,碳单质使烧瓶内的液体带上了黑色。制得的C2H4中往往混有等气体。 ②实验时要求使反应温度迅速卜升到170℃并稳定在170℃左右,因该温度下主要产物是乙烯和水,而在140℃时主要产物是乙醚和水,当温度高于170℃ 时,乙醇和浓硫酸发生的氧化反应更加突出,反应产物有等多种物质。相关反应方程式为:
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349348349436352117351184369276137477
在这个实验中:(1)水浴的作用是
,浓硫酸的作用是

(2)水流经冷凝管时,应从
口进入。(填a或b)
(3)烧杯中乙酸乙酯在
层,根据是
,加入几滴KMnO4溶液后,水层不显紫色,是因为

(4)粗制乙酸乙酯经过提纯,可得到纯净的酯,提纯的操作方法是
三、计算题
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醋酸一般指乙酸
乙酸,也叫醋酸(36%--38%)、冰醋酸(98%),化学式CH3COOH,是一种,为主要成分。纯的无水乙酸(冰醋酸)是无色的吸湿性固体,凝固点为16.6℃(62),凝固后为无色晶体,其水溶液中呈弱酸性且蚀性强,蒸汽对眼和有刺激性作用。英文名AceticAcid别&&&&称醋酸化学式CH3COOH分子量60.05CAS登录号64-19-7沸&&&&点117.9℃水溶性能溶于水密&&&&度1.050外&&&&观无色液体闪&&&&点39℃
乙酸在自然界分布很广,例如在水果或者植物油中,但是主要以酯的形式存在。在动物的组织内、排泄物和血液中以游离酸的形式存在。许多为生物都可以通过发酵将不同的有机物转化为乙酸。
乙酸是醋的主要成分,而醋几乎贯穿了整个人类文明史。乙酸发酵细菌()能在世界的每个角落发现,每个民族在酿酒的时候,不可避免的会发现醋——它是这些酒精饮料暴露于空气后的自然产物。如中国就有的儿子黑塔因酿酒时间过长得到醋的说法。
古罗马的人们将发酸的酒放在铅制容器中煮沸,能得到一种高甜度的糖浆,叫做“sapa”。“sapa”富含一种有甜味的铅糖,即。公元8世纪时,波斯炼金术士贾比尔,用浓缩了醋中的乙酸。
文艺复兴时期,人们通过金属醋酸盐的干馏制备冰醋酸。16世纪德国炼金术士安德烈亚斯·利巴菲乌斯就把由这种方法产生的冰醋酸和由醋中提取的酸进行了比较。因为水的存在,导致了醋酸的性质发生很大改变,以至于在几个世纪里,化学家们都认为这是两个截然不同的物质。直到法国化学家(Pierre Adet)证明了这两种物质的主要成分是相同的。[1]
1847年,德国科学家阿道夫·威廉·赫尔曼·科尔贝第一次通过无机原料合成了乙酸。反应历程如下:首先是二硫化碳经过氯化转化为,接着是的高温分解后水解并氯化,从而产生,最后一步通过电解还原产生乙酸。
1910年时,大部分的冰醋酸提取自干馏木材得到的。其工艺首先是将通过处理,然后将形成的乙酸钙用硫酸酸化,得到其中的乙酸。1911年,在德国建成了世界上第一套乙醛氧化合成乙酸的工业装置装置,随后研发了低碳烷烃氧化生产乙酸的方法。英文名称:AceticAcid
其他名:冰醋酸,醋酸
适应症:本品不同浓度用以治疗各种皮肤浅部真菌感染,灌洗创面及鸡眼、疣的治疗。[2]
药品分类:消毒防腐剂-冰醋酸
分子量:60.05
分子式:CH3COOH
沸点(℃):117.9
凝固点(℃):16.6
相对密度(水为1):1.050
粘度(mPa.s):1.22(20℃)
20℃时蒸气压(KPa):1.5
外观及气味:无色液体,有刺鼻的醋酸味。
溶解性:能溶于水、乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等有机溶剂。
相容性材料:稀释后对金属有强烈腐蚀性,316#和318#不锈钢及铝可作良好的结构材料。
国家产品标准号:GB/T 676-2007
下为中华人民共和国关于工业乙酸的国家标准:
指标名称指标 优等品一等品合格品,Hazen 单位(-色号)≤
乙酸含量,% ≥
含量,% ≤
含量,% ≤
蒸发残渣,% ≤
含量(以Fe 计),% ≤
还原物质, min ≥
乙酸的羧基能够部分电离变为氢()而释放出来,导致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸,为4.8,pKa=4.75(25℃),浓度为1mol/L的醋酸溶液(类似于家用醋的浓度)的pH为2.4,也就是说仅有0.4%的醋酸是解离的。
反应说明乙酸的晶体结构显示 ,分子间通过氢键结合为二聚体(亦称二缔结物),二聚体也存在于120℃的蒸汽状态。二聚体有较高的稳定性,已经通过冰点降低测定分子量法以及X光衍射证明了分子量较小的羧酸如甲酸、乙酸在固态及液态,甚至气态以二聚体形式存在。当乙酸与水溶和的时候,二聚体间的氢键会很快的断裂。其它的羧酸也有类似的二聚现象。[3]1.乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应,同时可以还原生成乙醇,通过亲核取代机理生成乙酰氯,也可以双分子脱水生成酸酐。
乙酸的典型化学反应:
乙酸与碳酸钠:2CH3COOH+Na2CO3==2CH3COONa+CO2↑+H2O
乙酸与碳酸钙:2CH3COOH+CaCO3==(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O
乙酸与碳酸氢钠:NaHCO3+CH3COOH==CH3COONa+H2O+CO2↑
乙酸与碱反应:CH3COOH+OH-==CH3COO-+H2O
乙酸与弱酸盐反应:2CH3COOH+CO32-==2CH3COO-+H2O+CO2↑
乙酸与活泼金属单质反应:Fe+2CH3COOH==(CH3COO)2Fe+H2↑
Zn+2CH3COOH==(CH3COO)2Zn +H2↑
2Na+2CH3COOH==2CH3COONa+H2↑
乙酸与氧化锌反应:2CH3COOH+ZnO==(CH3COO)2Zn+H2O
乙酸与乙醇反应:CH3COOH+C2H5OH=△=CH3COOC2H5+H2O(注:条件是加热,催化,可逆反应)[4]
2.乙酸也可以成酯或氨基化合物。如乙酸可以与乙醇在浓硫酸存在并加热的条件下生成乙酸乙酯(本反应为可逆反应,反应类型属于取代反应中的酯化反应)。
CH3COOH + CH3CH2OH&==& CH3COOCH2CH3 + H2O
3.由于弱酸的性质,对于许多金属,乙酸是有腐蚀性的,例如铁、镁和锌,反应生成氢气和金属乙酸盐。虽然铝在空气中表面会形成氧化铝保护层,但是在醋酸的作用下,氧化膜会被破坏,内部的铝就可以直接和酸作用了。
4.金属的乙酸盐也可以用乙酸和相应的碱性物质反应,比如小苏打与醋的反应。除了醋酸铬(II),几乎所有的醋酸盐能溶于水。[2]
Mg(S)+ 2 CH3COOH(aq)→ (CH3COO)2Mg(aq) +H2(g)
NaHCO3(s)+ CH3COOH(aq) →CH3COONa(aq) +CO2(g) +H2O(l)
5.在440℃的高温下,乙酸可分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水。乙酸中的乙酰基,是生物化学中所有生命的基础。当它与辅酶A结合后,就成为了碳水化合物和脂肪新陈代谢的中心。然而,乙酸在细胞中的浓度是被严格控制在一个很低的范围内,避免使得细胞质的pH发生破坏性的改变。与其它长链羧酸不同,乙酸并不存在于甘油三酸脂中。但是,人造含乙酸的甘油三酸脂,又叫甘油醋酸酯(甘油三乙酸酯)[5],则是一种重要的食品添加剂,也被用来制造化妆品和局部性药物。
乙酸由一些特定的细菌生产或分泌。值得注意的是醋菌类梭菌属的丙酮丁醇梭杆菌,这个细菌广泛存在于全世界的食物、水和土壤之中。在水果或其他食物腐败时,醋酸也会自然生成。乙酸也是包括人类在内的所有灵长类生物的阴道润滑液的一个组成部分,被当作一个温和的抗菌剂。乙酸可用作酸度调节剂、酸化剂、腌渍剂、增味剂、香料等。它也是很好的抗微生物剂,这主要归因于其可使pH降低至低于微生物最适生长所需的pH。乙酸是我国应用最早、使用最多的酸味剂,主要用于复合调味料、配制蜡、罐头、干酪、果冻等。用于调味料时,可将乙酸加水稀释至4%~5%溶液后,添加到各种调味料中应用。以食醋作为酸味剂,辅以纯天然营养保健品制成的饮料称为国际型第三代饮料[6]。乙酸的制备可以通过人工合成和发酵两种方法。合成法,即利用细菌,仅占整个世界产量的10%,但是仍然是生产乙酸,尤其是醋的最重要的方法,因为很多国家的食品安全法规规定食物中的醋必须是通过生物法制备,而发酵法又分为有氧发酵法和无氧发酵法。在充足的情况下,属细菌能够从含有的食物中生产出乙酸。通常使用的是苹果酒或葡萄酒混合谷物、、米或马铃薯捣碎后发酵。由这些细菌发酵反应的为:
C?H5OH + O? →CH?COOH + H?O
具体做法是将醋菌属的细菌接种于稀释后的酒精并保持一定温度,放置于一个通风的位置,在几个月内就能够经过发酵,最后生成醋。醋的方法通过提供充足的氧气使得反应加快,此方法已经被商业化生产采用,也被称为“快速方法”或“德国方法”,因为首次在德国1823年应用成功而因此得名。此方法中,发酵是在一个塞满了木屑或木炭的塔中进行。含有酒精的原料从塔的上方滴入,从下方自然进入或。强化的空气量使得此过程能够在几个星期内完成,大大缩短了制醋的时间。
Otto Hromatka和Heinrich Ebner在1949年首次提通过的细菌培养基制备醋。在此方法中,酒精在持续的搅拌中发酵为乙酸,空气通过的形式被充入溶液。通过这个方法,含乙酸15%的醋能够在两至三天制备完成。部分厌氧细菌,包括的部分成员,能够将糖类直接转化为乙酸而不需要乙醇作为。总体反应如下:
C6H12O6==3 CH3COOH
此外,许多细菌能够从仅含单碳的化合物中生产乙酸,例如,或与的混和物。
2 CO2 + 4 H2 →CH3COOH + 2 H2O
2 CO + 2 H2 →CH3COOH
梭菌属因为有能够反应糖类的能力,减少了成本,这意味着这些细菌有比醋菌属细菌的乙醇氧化法生产乙酸更有效率的潜力。然而,梭菌属细菌的耐酸性不及醋菌属细菌。耐酸性最大的梭菌属细菌也只能生产不到10%的乙酸,而有的醋酸菌能够生产20%的乙酸。使用醋酸属细菌制醋仍然比使用梭菌属细菌制备后浓缩更经济。所以,尽管梭菌属的细菌早在1940年就已经被发现,但它的工业应用范围较窄。
除了上述生物法外,工业用乙酸多采用如下方法合成:大部分乙酸是通过羰基化合成的。此反应中,甲醇和一氧化碳反应生成乙酸,如下
CH3OH + CO →CH3COOH
这个过程是以碘代为中间体,分三个步骤完成,并且需要多金属成分的(第二步中)
⑴ CH?OH + HI →CH?I + H?O
⑵ CH?I + CO →CH?COI
⑶ CH?COI + H?O →CH?COOH + HI
通过控制反应条件,也可以通过同样的反应生成。因为一氧化碳和甲醇均是常用的,所以甲基一直以来备受青睐。早在1925年,塞拉尼斯公司就开发出第一个甲基羰基化制乙酸的试点装置。然而,由于缺少能耐高压(200atm或更高)和耐腐蚀的容器,此方法的应用一直受到限制。1963年,德国化学公司用钴作催化剂,开发出第一个适合工业生产乙酸的工艺。1968年,铑催化剂的大大降低了反应难度。采用铑的羰基化合物和碘化物组成的催化剂体系,使甲醇和一氧化碳在水-乙酸的介质中在175℃和低于3兆帕的压力条件下反应,即可得到乙酸产品。因为催化剂的活性和选择性都比较高,所以反应的副产物很少。甲醇低压羰基化法制乙酸,具有原料价廉,操作条件缓和,乙酸产率高,产品质量好和工艺流程简单等优势,但反应介质有严重的腐蚀性,需要使用耐腐蚀的特殊材质。1970年,美国公司建造了采用此工艺的装置,因此铑催化甲基羰基化制乙酸逐渐成为支配性的孟山都法。90年代后期,英国石油成功的将商业化,此方法采用钌催化剂,使用([Ir(CO)?I?]),它比孟山都法更加绿色也有更高的效率。在孟山都法商业生产之前,大部分的乙酸是由乙醛氧化制得。尽管不能与甲基相比,此法仍然是第二种工业制乙酸的方法,反应方程式如下:
2CH?CHO+O?→2CH?COOH
可以通过氧化或轻制得,也可以通过水合后生成。采用正丁烷为原料,以乙酸为溶剂,在170℃-180℃,5.5兆帕和乙酸钴催化剂存在下,用空气为氧化剂进行氧化。同时此方法也可采用液化石油气或轻质油为原料。此方法原料成本低,但工艺流程较长,腐蚀严重,乙酸收率不高,仅限于廉价异丁烷或液化石油气原料来源易得的地区采用。
2 C?H?? + 5 O? →4 CH?COOH + 2 H?O
此反应可以在能使丁烷保持液态的最高温度和压力下进行,副产物包括丁酮,,和丙酸。因为部分副产物也有经济价值,所以可以调整反应条件使得副产物更多的生成,不过分离乙酸和副产物使得反应的成本增加。
在类似条件下,使用上述催化剂,乙醛能被空气中的氧气氧化生成乙酸:
2 CH?CHO + O? →2 CH?COOH
也能被 氢氧化铜悬浊液氧化:
2Cu(OH)?+CH?CHO→CH?COOH+Cu?O↓+2H?O
使用新式催化剂,此反应能获得95%以上的乙酸产率。主要的副产物为乙酸乙酯,甲酸和。因为副产物的沸点都比乙酸低,所以很容易通过蒸馏除去。由乙烯在催化剂(所用催化剂为:PdCl?、:CuCl?和乙酸锰:(CH?COO)?Mn)存在的条件下,与氧气发生反应生成。此反应可以看作先将乙烯氧化成乙醛,再通过乙醛氧化法制得。托普索法以单一天然气或煤为原料。第一步:合成气在催化剂下生成甲醇和二甲醚;第二部:甲醇和二甲醚(两者不需提纯)和CO羰基化生成醋酸,此方法也叫做两步法。BP公司是世界最大的醋酸供应商,世界醋酸生产的70%采用BP技术。BP公司1996年推出Cativa技术专利,Cativa工艺采用基于铱的新催化剂体系,并使用多种新的助剂,如铼、钌、锇等,铱催化剂体系活性高于铑催化剂,副产物少,并可在水浓度较低(小于5%)情况下操作,可大大改进传统的甲醇羰基化过程,削减生产费用高达30%,节减扩建费用50%。此外,因水浓度降低,CO利用效率提高,蒸汽消耗减少。塞拉尼斯也是世界上最大的醋酸生产商之一。1978年,赫斯特-塞拉尼斯公司(现塞拉尼斯公司)在美国得州克莱尔湖工业化投运了孟山都法醋酸装置。1980年,塞拉尼斯公司推出AOPlus法(酸优化法)技术专利,大大改进了孟山都工艺。
AOPlus工艺通过加入高浓度无机碘(主要是)以提高催化剂的稳定性,加入碘化锂和碘甲烷后,反应器中水浓度降低至4%~5%,但羰基化反应速率仍保持很高水平,从而极大地降低了装置的费用。催化剂组成的改变使反应器在低水浓度(4%~5%)下运行,提高了反应产率和分离提纯能力。[7]乙酸是大宗化工产品,是最重要的有机酸之一。主要可用于生产乙酸乙烯、乙酐、乙酸酯和乙酸纤维素等。聚乙酸乙烯酯可用来制备薄膜和粘合剂,也是合成纤维维纶的原料。乙酸纤维苏可制造人造丝和电影胶片。乙酸酯是优良的溶剂,广泛用于尤其工业。乙酸还可用来合成乙酐、丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯、卤代乙酸等,也可制造药物如阿司匹林、还可以用于生产乙酸盐等。在、医药和染料、照相药品制造、织物印染和橡胶工业中都有广泛应用。
在食品工业中,乙酸用作酸化剂,增香剂和香料。制造食醋时,用水将乙酸稀释至4~5%浓度,添加各种调味剂而得食用醋。作为酸味剂,使用时适当稀释,可用于调饮料、罐头等,如制作蕃茄、芦笋、婴儿食品、沙丁鱼、等罐头,可制作软饮料,冷饮、糖果、焙烤食品、布丁类、胶媒糖、调味品等。
乙酸具有防腐剂的作用。1.5%就有明显的抑菌作作用。在3%范围以内,可避免霉斑引起的肉色变绿变黑。[8-17]
方法名称:冰醋酸—冰醋酸的测定—中和滴定法
应用范围:该方法采用滴定法测定冰醋酸中冰醋酸的含量。
该方法适用于冰醋酸。
方法原理:供试品加新沸过的冷水与指示液,用氢氧化钠滴定液滴定,根据滴定液使用量,计算冰醋酸的含量。
1. 氢氧化钠滴定液(1mol/L)36%乙酸
2. 酚酞指示液(酚酞指示液不变色)
3. 基准邻苯二甲酸氢钾
4.紫色石蕊溶液(紫色石蕊溶液变红)
仪器设备:
试样制备:1.氢氧化钠滴定液(1mol/L)
配制:取氢氧化钠适量,加水振摇使溶解成饱和溶液,冷却后,置聚乙烯塑料瓶中,静置数日,澄清后备用。取澄清的氢氧化钠饱和溶液56mL,加新沸过的冷水使成1000mL,摇匀。
标定:取在105℃干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾约0.6g,精密称定,加新沸过的冷水50mL,振摇,使其尽量溶解,加酚酞指示液2滴,用本液滴定,在接近终点时,应使邻苯二甲酸氢钾完全溶解,滴定至溶液显粉红色。每1mL氢氧化钠滴定液(1mol/L)相当于204.2mg的。根据本液的消耗量与的取用量,算出本液的浓度。
贮藏:置聚乙烯塑料瓶中,密封保存;塞中有2孔,孔内各插入玻璃管1支,1管与钠管相连,1管供吸出本液使用。
取酚酞1g,加乙醇100mL使溶解。
操作步骤:取供试品约4mL,置称定重量的具塞锥形瓶中,精密称定,加新沸过的冷水40mL与酚酞指示液3滴,用氢氧化钠滴定液(1mol/L)滴定。每1mL氢氧化钠滴定液(1mol/L)相当于60.05mg的C?H?O?。
注:“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一。“精密量取”系指量取体积的准确度应符合国家标准中对该体积的精度要求。[18]急性毒性:LD50:3.3 g/kg(大鼠经口);1060 mg/kg(兔经皮)。LC50:5620 ppm,1 h(小鼠吸入);12.3 g/m3,1 h(大鼠吸入)。人经口1.47 mg/kg,最低中毒量,出现消化道症状;人经口20~50 g,致死剂量。80%浓度的醋酸能导致豚鼠皮肤的严重灼伤,50%~80%产生中等度至严重灼伤,小于50%则很轻微,5%~16%浓度从未有过灼伤。人不能在2~3 g/m?3浓度中耐受3 min以上。人的口服致死量为20~50 g。
亚急性和慢性毒性:本品浓度在100 mg/m3左右时慢性作用可使工人的鼻、鼻咽、睑和咽喉发生炎症反应,甚至引起支气管炎。人吸入(200~490)mg/m3×(7~12)年,有眼睑水肿、结膜充血、、等症状。
致突变性:微生物致突变:大肠杆菌300 ppm(3 h)。姊妹染色单体交换:人淋巴细胞5 mmol/L。
生殖毒性:大鼠经口最低中毒剂量(TDL0):700 mg/kg(18 d,产后),对新生鼠行为有影响。大鼠睾丸内最低中毒剂量(TDL0):400 mg/kg(1 d,雄性),对雄性生育指数有影响。
健康危害:侵入途径为吸入、食入、经皮吸收。吸入后对鼻、喉和呼吸道有刺激性。对眼有强烈刺激作用。皮肤接触,轻者出现红斑,重者引起化学灼伤。误服浓乙酸,口腔和消化道可产生糜烂,重者可因休克而致死。
慢性影响:眼睑水肿、结膜充血、慢性咽炎和支气管炎。长期反复接触,可致皮肤干燥、脱脂和皮炎。
环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染。[19]闪点(℃):39
爆炸极限(%):4.0~17
:可能有聚合危害
燃烧性:自燃温度:463℃
危险特性:能与发生强烈反应,与与等反应剧烈。稀释后对金属有腐蚀性。
浓度较高的乙酸具有腐蚀性,能导致皮肤烧伤,眼睛永久失明以及黏膜发炎,因此需要适当的防护。上述烧伤或水泡不一定马上出现,很大部份情况是暴露后几个小时出现。乳胶手套不能起保护作用,所以在处理乙酸的时候应该带上特制的手套,例如丁腈橡胶手套。浓缩乙酸在实验室中燃烧比较困难,但是当环境温度达到39℃(102℉)的时候,它便具有可燃的威胁,在此温度以上,乙酸可与空气混合爆炸(爆炸极限4%~17%体积浓度)。
乙酸的危害和乙酸溶液的浓度有关。下表中例举了乙酸溶液的欧盟分级:
  (质量)
1.67–4.16 mol/L
4.16–14.99 mol/L
&14.99 mol/L
因为强烈的刺激性气味及腐蚀性蒸汽,操作浓度超过25%的乙酸要在眼罩下进行。稀乙酸溶液,例如醋,是无害的。然而,摄入高浓度的乙酸溶液是有害人及动物健康的。污染排放类别:Z
泄漏处理:切断,穿戴好防护眼镜、和耐酸工作服,用大量水冲洗溢漏物,使之流入航道,被很快稀释,从而减少对人体的危害。用、干粉、抗醇、二氧化碳、灭火。用水保持火场中容器冷却。用雾状水驱散蒸气,赶走泄漏液体,使稀释成为不燃性混合物。并用水喷淋去堵漏的人员。皮肤接触:皮肤接触先用水冲洗,再用肥皂彻底洗涤。
眼睛接触:眼睛受刺激用水冲洗,再用干布拭擦,严重的须送医院诊治。
吸入:若吸入蒸气得使患者脱离污染区,安置休息并保暖。
食 入:误服立即漱口,给予催吐剂催吐,急送医院诊治。呼吸系统防护:空气中深度浓度超标时,应佩戴防毒面具。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
手防护:戴橡皮手套。
其它:工作后,淋浴更衣,不要将工作服带入生活区。RTECS号:AF1225000
危险品标志:C:Corrosive
风险术语:R10
安全术语:S23
S23Do not breathe vapour.
切勿吸入蒸汽。
S26In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎与眼睛接触后,请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。
S45In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the label whenever possible.)
若发生事故或感不适,立即就医(可能的话,出示其标签)。
风险术语 R10Flammable.
R35Causes severe burns.
引起严重灼伤。密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(半面罩),戴化学安全防护眼镜,穿防酸碱塑料工作服,戴橡胶耐酸碱手套。远离火种、热源,工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止蒸气泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、碱类接触。搬运时要轻装轻卸,防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。冻季应保持库温高于16℃,以防凝固。保持容器密封。应与氧化剂、碱类分开存放,切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。本品铁路运输时限使用铝制企业自备罐车装运,装运前需报有关部门批准。铁路非罐装运输时应严格按照铁道部《危险货物运输规则》中的危险货物配装表进行配装。起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。运输时所用的槽(罐)车应有接地链,槽内可设孔隔板以减少震荡产生静电。严禁与氧化剂、碱类、食用化学品等混装、混运。公路运输时要按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留。用焚烧法处置。
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