甲酸最早由J.-L.蓋-呂薩克用草酸分解制得。1855~1856年M.貝特洛用氫氧化鈉與一氧化碳直接制得甲酸鈉,T.戈德-施密特最先用水解的方法從甲酸鈉制得甲酸。此法于1896年在歐洲開始用于工業(yè)生產(chǎn),至今小批量生產(chǎn)仍用此法。1980年美國科學設計公司、伯利恒鋼鐵公司和利奧納德公司開發(fā)成功甲醇羰基化生產(chǎn)甲酸的方法,并已有年產(chǎn)甲酸20kt的工廠投產(chǎn)。此外,甲酸也可由輕質(zhì)油氧化制醋酸的副產(chǎn)物中回收獲得。
物化性質(zhì)
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68.9 ℃(開杯)。密度1.22,相對蒸氣密度1.59(空e5a48de588b6e799bee5baa6e997aee7ad9431333363363366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:強氧化劑、強堿、活性金屬粉末。
危險特性: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。與強氧化劑可發(fā)生反應。
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。
甲酸在濃硫酸的催化作用下分解為CO和H2O:
由于甲酸的結(jié)構(gòu)特殊,它的一個氫原子和羧基直接相連。也可看做是一個羥基甲醛。因此甲酸同時具有酸和醛和性質(zhì)。
甲酸具有與大多數(shù)其他羧酸相同的性質(zhì),盡管在通常情況下甲酸不會生成酰氯或者酸酐。甲酸脫水分解為一氧化碳和水。甲酸具有和醛類似的還原性。它能起銀鏡反應,把銀氨絡離子中的銀離子還原成金屬銀,而自己被氧化成二氧化碳和水:
甲酸能和烯烴進行加成反應的羧酸。甲酸在酸的作用下(如硫酸,氫氟酸),和烯烴迅速反應生成甲酸酯。但是類似于Koch反應的副反應也會發(fā)生,產(chǎn)物是更高級的羧酸。
辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)值:-0.54,爆炸上限%(V/V):57.0,爆炸下限%(V/V):18.0。
甲酸為強的還原劑,能發(fā)生銀鏡反應。在飽和脂肪酸中酸性強,離解常數(shù)為2.1×10-4。在室溫慢慢分解成一氧化碳和水。與濃硫酸一起加熱至60~80℃,分解放出一氧化碳。甲酸加熱到160℃以上即分解放出二氧化碳和氫。甲酸的堿金屬鹽加熱至400℃生成草酸鹽。