Уксусная кислота

УКСУСНАЯ КИСЛОТА (этановая к-та) CH₃COOH, мол. м. 60,05; бесцв. прозрачная жидкость с резким запахом. Для безводной ("ледяной") т. пл. 16,64 ⁰C, т. кип. 117,8 ⁰C; 1,0492; 1,3715; р_крит 57,85 кПа, t_крит 321,6 ⁰C, 11,83 мПа·с (20 ⁰C), 27,57 мН/м,5,6·10^-30 Кл·м; ур-ние температурной зависимости давления пара (мм рт. ст.): lg p = 7,55716 - 1642,547(233,386 + t); 195,7 кДж/моль, 24,4 кДж/моль, растворения 1,902 кДж/моль, -208,2 кДж/моль, -493,16 (жидкость) и -471,8 кДж/моль (пар); рК_а 4,76 (25 ⁰C). Существует в виде димеров циклич. и линейной структуры. Смешивается со мн. р-рителями, хорошо растворяет орг. соединения, в ней раств. газы HF, HCl, HBr, HI и др., гигроскопична. Образует азео-тропные смеси (см. табл.).

ХАРАКТЕРИСТИКА АЗЕОТРОПНЫХ СМЕСЕЙ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ

Образует тройные азеотропные смеси с водой и бензолом, т. кип. 88 ⁰C, с водой и бутилацетатом, т. кип. 89 ⁰C.

В природе уксусная кислота 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 хим. св-вам уксусная кислота- типичная карбоновая кислота. Соли и эфиры уксусной кислоты наз. ацетатами. При взаимодействии уксусной кислоты с этиленом в зависимости от условий р-ции образуются этил-ацетат (кислые кат.), винилацетат CH₃COOCH = CH₂ (кат.-Pd - Li) либо диацетат этиленгликоля (СН₃СООСН₂)₂ (кат.-TeO₂ и HBr). Р-ция уксусной кислоты с более высокомол. олефинами в присут. солей Мn(III) приводит к алкилбутиролактонам, напр.:

С ацетиленом в присут. солей Hg уксусная кислота дает винилацетат, в присут. трет-бутилпероксида - адипиновую к-ту; с формальдегидом в присут. катализатора (напр., KOH на SiO₂) в паровой фазе - акриловую к-ту.

Уксусная кислота растворяет мн. металлы, их оксиды и карбонаты с образованием солей. Окислители ускоряют р-цию. Так, Со легко раств. в уксусной кислоте в присут. Co(NO₃)₂ или H₂O₂.

Уксусная кислота- один из главных промежут. метаболитов, выполняющих как структурную, так и энергетич. функцию в обмене в-в.

Пром. способы получения уксусной кислоты 1) Каталитич. окисление ацетальдегида в жидкой фазе в присут. солей Mn или смеси солей Mn, Со, Ni и Fe при 56-75 ⁰С и давлении 0,2-0,3 МПа; окислитель - техн. O₂, степень конверсии более 95%, выход уксусной кислоты 92-93%. Окисление ацетальдегида O₂ воздуха в присут. катализатора, состоящего из смеси ацетатов Со и Cu, при 50-60 ⁰C дает смесь уксусной кислоты и уксусного ангидрида в соотношении (45:55), степень конверсии 16-18%, выход (по сумме продуктов) 94-96%. Выделение и очистку уксусной кислоты производят ректификацией.

2) Жидкофазное окисление воздухом углеводородных фракций нефти C₅-C₆ при 140-180 ⁰C и давлении 5-8 МПа; наряду с уксусной кислотой получают муравьиную (15% по массе от суммы продуктов) и пропионовую к-ты (7-8%).

3) Каталитич. карбонилирование метанола в присут. комплексных соед. Rh при 185 С и давлении 2,8 МПа. Конверсия метанола близка к 100%, конверсия СО - 86%.

4) Уксуснокислое брожение этанола (пищ. уксусная кислота).

5) Пиролиз древесины (наряду с метанолом и ацетоном). В лаборатории безводную уксусную кислоту получают перегонкой сухого CH₃COONa и H₂SO₄.

Уксусная кислота- сырье в произ-ве уксусного ангидрида, ацетилхлори-да, монохлоруксусной к-ты, ацетатов, MH. красителей, инсектицидов, лек. ср-в (аспирин, фенацетин); используют в пищ. пром-сти в изготовлении приправ, маринадов, консервов в виде столового уксуса - 3-15%-ный водный р-р и уксусной эссенции - 80%-ный водный р-р пищевой уксусной кислоты. Уксусная кислота- р-ритель лаков, коагулянт латекса, ацетилирующий агент в орг. синтезе. Соли уксусной кислоты (Fe, Al, Cr и др.) - протравы при крашении.

Пары уксусной кислоты раздражают слизистые оболочки верх, дыхат. путей, р-ры (концентрация выше 30% по массе) при соприкосновении с кожей вызывают ожоги. T. всп. 38 ⁰C, т. само-воспл. 454 ⁰C, КПВ 3,3-22% (по объему), температурные пределы взрываемости 35-76 ⁰C. ПДК в атм. воздухе 0,06 мг/м³, в воздухе рабочей зоны 5 мг/м³.

Мировой объем произ-ва 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. 3. П. Присяжнюк.