уксусная кислота
УКСУСНАЯ КИСЛОТА (этановая кислота) CH3COOH
мол. м. 60,05; бесцв. прозрачная жидкость с резким запахом. Для безводной ("ледяной") т. пл. 16,64 °C, т. кип. 117,8 °C;
ХАРАКТЕРИСТИКА АЗЕОТРОПНЫХ СМЕСЕЙ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ
таблица в процессе добавления
Образует тройные азеотропные смеси с водой и бензолом, т. кип. 88 °C, с водой и бутилацетатом, т. кип. 89 °C.
В природе У. к. распространена в своб. виде или в виде солей и сложных эфиров в растениях (в зеленых листьях), в выделениях животных (моче, желчи), образуется при гниении и брожении (в кислом молоке, сыре, вине). Брожение происходит под влиянием специфич. бактерий "уксусного грибка".
По химическим свойствам У. к. — типичная карбоновая кислота. Соли и эфиры У. к. наз. ацетатами. При взаимодействии У. к. с этиленом в зависимости от условий реакции образуются этил-ацетат (кислые кат.), винилацетат CH3COOCH = CH2 (кат. — Pd — Li) либо диацетат этиленгликоля (CH3COOCH2)2 (кат. — TeO2 и HBr). Реакция У. к. с более высокомол. олефинами в присутствии солей Mn(III) приводит к алкилбутиролактонам, напр.:
С ацетиленом в присутствии солей Hg У. к. дает винилацетат, в присутствии трет-бутилпероксида — адипиновую кислоту; с формальдегидом в присутствии катализатора (напр., KOH на SiO2) в паровой фазе — акриловую кислоту.
У. к. растворяет мн. металлы, их оксиды и карбонаты с образованием солей. Окислители ускоряют реакцию. Так, Со легко раств. в У. к. в присутствии Co(NO3)2 или H2O2.
У. к. — один из главных промежут. метаболитов, выполняющих как структурную, так и энергетич. функцию в обмене веществ.
Пром. способы получения У. к. 1) Каталитич. окисление ацетальдегида в жидкой фазе в присутствии солей Mn или смеси солей Mn, Со, Ni и Fe при 56–75 °C и давлении 0,2–0,3 МПа; окислитель — техн. O2, степень конверсии более 95%, выход У. к. 92–93%. Окисление ацетальдегида O2 воздуха в присутствии катализатора, состоящего из смеси ацетатов Со и Cu, при 50–60 °C дает смесь У. к. и уксусного ангидрида в соотношении (45:55), степень конверсии 16–18%, выход (по сумме продуктов) 94–96%. Выделение и очистку У. к. производят ректификацией.
2) Жидкофазное окисление воздухом углеводородных фракций нефти C5-C6 при 140–180 °C и давлении 5–8 МПа; наряду с У. к. получают муравьиную (15% по массе от суммы продуктов) и пропионовую кислоты (7–8%).
3) Каталитич. карбонилирование метанола в присутствии комплексных соед. Rh при 185 С и давлении 2,8 МПа. Конверсия метанола близка к 100%, конверсия CO — 86%.
4) Уксуснокислое брожение этанола (пищ. У. к.).
5) Пиролиз древесины (наряду с метанолом и ацетоном). В лаборатории безводную У. к. получают перегонкой сухого CH3COONa и H2SO4.
У. к. — сырье в производстве уксусного ангидрида, ацетилхлорида, монохлоруксусной кислоты, ацетатов, MH. красителей, инсектицидов, лекарственных средств (аспирин, фенацетин); используют в пищ. промышленности в изготовлении приправ, маринадов, консервов в виде столового уксуса — 3–15%-ный водный раствор и уксусной эссенции — 80%-ный водный раствор пищевой У. к. У. к. — растворитель лаков, коагулянт латекса, ацетилирующий агент в орг. синтезе. Соли У. к. (Fe, Al, Cr и др.) — протравы при крашении.
Пары У. к. раздражают слизистые оболочки верх, дыхат. путей, растворы (концентрация выше 30% по массе) при соприкосновении с кожей вызывают ожоги. T. всп. 38 °C, т. само-воспл. 454 °C, КПВ 3,3–22% (по объему), температурные пределы взрываемости 35–76 °C. ПДК в атм. воздухе 0,06 мг/м3, в воздухе рабочей зоны 5 мг/м3.
Мировой объем производства 3,5 млн. т/год (1990), в т. ч. США — 1,2, Япония — 0,33, Германия — 0,31.
Лит.: Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т., Свойства газов и жидкостей, пер. с англ., 3 изд., Л., 1982; Kirk — Othmer encyclopedia, 3 ed., v. 1, N. Y., 1978, p. 124–47.
З. П. Присяжнюк
Химическая энциклопедия