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冰醋酸，也就是無水乙酸。它是一種羧酸物，屬于弱酸類，由烴基和羧基相連，其分子表達(dá)式為C2H4O2。但由于冰醋酸中的醋酸含量高,一般都在95%以上,其揮發(fā)酸所占比重大,故表現(xiàn)出較強(qiáng)的揮發(fā)性。冰醋酸是重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、有機(jī)化工、有機(jī)合成、合成纖維、高分子化工、農(nóng)藥、制革、橡膠等行業(yè)。冰醋酸是有機(jī)酸中最重要的一種,在有機(jī)合成方面主要用于合成一氯乙酸,乙酸乙烯,氨基酸等.冰醋酸作為精細(xì)化工產(chǎn)品.在醫(yī)藥工業(yè),食品工業(yè)等行業(yè)亦有著廣闊的市場.冰醋酸作為化學(xué)試劑也是常用的品種之一。
1.物理性質(zhì)。冰醋酸是一種無色透明的液體，它屬于飽和一元酸，它的主要成分中是水，并且含有一定的乙醛、乙酸酐、甲酸等，在其中也含有一些其它的氧化物。其沸點(diǎn)在118℃，而熔點(diǎn)是16.6℃，并且其每一百克的溶解度為8。具體來講，其物理性質(zhì)主要表現(xiàn)在下面的幾個(gè)方面:
(1)相對分子質(zhì)量。冰醋酸有著自己的化學(xué)式，冰醋酸的分子量大概是60.05。擁有著這樣的分子質(zhì)量的冰醋酸，通過很多的實(shí)驗(yàn)證明其成品是一種處于動態(tài)平衡狀態(tài)下的液體。而影響冰醋酸的物理性質(zhì)的也就是兩個(gè)平衡。這兩個(gè)平衡分別是醋酸和二聚醋酸的動態(tài)平衡以及醋酸和醋酐的動態(tài)平衡。
(2)凝固點(diǎn)。一般來講，液體變?yōu)榫w的過程就是凝固，而凝固點(diǎn)則是指一個(gè)溫度，這個(gè)溫度所在液體會變成固體，當(dāng)然凝固點(diǎn)因各種液體的性質(zhì)而有所不同。在冰醋酸中，由于冰醋酸是一種水混合物，其凝固點(diǎn)與水有著密切的關(guān)系。往往在冰醋酸中加入一些水，就可以降低其凝固點(diǎn)。普遍來講，如果冰醋酸的水混合物并沒有參雜別的東西，那么冰醋酸的凝固點(diǎn)是16℃。
(3)飽和蒸汽壓和沸點(diǎn)。飽和蒸汽壓是液體或者固體在一定的溫度下，處于平衡的狀態(tài)的蒸汽所具有的壓力。而在冰醋酸的飽和蒸汽壓，發(fā)生在溫度為20℃，并且其蒸汽壓為1．5KPa。
(4)密度與溶解性。對于任何的一個(gè)物質(zhì)的物理性質(zhì)的講述都離不開對其密度的講述，對冰醋酸也是一樣。一般來講，在正常的狀態(tài)下，冰醋酸的密度應(yīng)該為1049.55kg?cm-3。當(dāng)然它的密度并不是一成不變的，而是會隨著溫度、質(zhì)量分?jǐn)?shù)的不同，也相應(yīng)的發(fā)生一些變化。
而對于冰醋酸的溶解性則在常溫下，它可以溶于水以及一些郵寄溶液。例如，乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等。
2.化學(xué)性質(zhì)。在工業(yè)生產(chǎn)中，更多的是應(yīng)用冰醋酸的化學(xué)方面的性質(zhì)。具體來講，冰醋酸的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在下面的幾個(gè)方面:
(1)各種化學(xué)反應(yīng)。冰醋酸作為一種微生物的代謝產(chǎn)物，其與各種化學(xué)物質(zhì)都會發(fā)生反應(yīng)。首先，其與醇類物質(zhì)會發(fā)生酯化反應(yīng)。
當(dāng)然除了與醇類物質(zhì)會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，冰醋酸還會與不飽和烴發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這個(gè)化學(xué)反應(yīng)中可以生成醋酸酯。若在其反應(yīng)的過程中加入一些貴金屬作為催化劑，那么反應(yīng)的產(chǎn)物會成為不飽和酯。并且醋酸還可以跟一些金屬氧化物或者是碳酸鹽發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)。
(2)酸堿性。醋酸是一種很典型的弱酸，其在常溫下很容易被解離，這個(gè)解離常數(shù)一般是4．76，冰醋酸的這個(gè)性質(zhì)可以用來做一些水中的非常弱的堿的定量分析。當(dāng)然在醋酸中放入一些很強(qiáng)的酸，依舊可以表現(xiàn)出那些強(qiáng)酸的酸性，也就是說這可以作為一些醋酸酯化反應(yīng)的催化劑。
1.有氧發(fā)酵與無氧發(fā)酵。
在醋酸的制作中，很久以前人們就在探索，在人類的歷史中，最早的醋酸的制作是采用醋桿菌屬細(xì)菌。這種制作是在氧氣充足的情況下進(jìn)行，所以也被稱為有氧發(fā)酵制作方法。一般而言，用此種方法制作醋酸，通常會采用一些原料，這些原料可以是蘋果酒、葡萄酒、混合谷物、麥芽以及馬鈴薯等。其具體制度的方程式為:
圖1為有氧發(fā)酵的反應(yīng)方程式
這種制度的方式，制作過程比較簡單，就是將酒精溶液中放入醋桿菌屬細(xì)菌，并且保持在通風(fēng)的狀態(tài)下，經(jīng)過幾個(gè)月的時(shí)間，則可以制作出醋。而一般在工業(yè)生產(chǎn)醋的過程中，為了讓生產(chǎn)的時(shí)間縮短，所以在生產(chǎn)的過程中會人工性的提供一些氧氣，從而使得制作過程加快。
而相對于上面的這種有氧發(fā)酵，還有一種醋酸的制作方法，即無氧發(fā)酵的制作方式。這種制作方式是應(yīng)用一些比較厭氧的細(xì)菌來進(jìn)行冰醋酸的直接轉(zhuǎn)換，其中間不需要任何的中間體。總體的化學(xué)反應(yīng)式為:
圖2為無氧發(fā)酵的反應(yīng)方程式
2.丁烷氧化法。
丁烷氧化法也是制作冰醋酸的一種方法，這種方法也成為直接氧化法。其在制作中主要采用丁烷作為原料，并且直接作用于空氣，從而制作出醋酸。其反應(yīng)原理如下:
圖3為丁烷氧化法的反應(yīng)方程式
3.乙烯直接氧化法。
這種制作工藝采用的是一步到位的直接把乙烯氧化成醋酸，不需要經(jīng)過乙烯轉(zhuǎn)化為乙醛的步驟。一般來講，這種制作方法是在催化劑的作用下，將所需要的乙烯、催化劑、蒸汽以及氮?dú)獾确诺綄ｉT的反應(yīng)容器中，保持溫度在150到160攝氏度，然后進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。其具體的反應(yīng)式應(yīng)該表述為:
圖4為乙烯直接氧化法的反應(yīng)方程式
這種制作醋酸的方法具有很高的收益率，并且有著很高的選擇性，制作過程比較簡單，相對來說制作的副產(chǎn)品少，所以是一種清潔的生產(chǎn)方式，被廣泛的運(yùn)用到醋酸的生產(chǎn)之中。
4.利用廢棄的木材作原料生產(chǎn)冰醋酸
（1）木材干餾窯的砌筑
用耐火磚砌筑成同心圓的兩個(gè)半球形的圓室,內(nèi)室為燃燒室,直徑2m;外室為干餾室,直徑3m;內(nèi)室與外室的耐火磚壁的間距0.5m左右。在內(nèi)室的頂部砌有煙道口(上接煙囪)及加煤口,并通過外室的磚壁露在外部空間。在外室的頂部砌筑有通氣口及加料口,通氣口經(jīng)引出后呈傾斜的V字形延伸至地面附近,稱其為干餾管,應(yīng)用耐酸的材料制得;在干餾管V形底部的終端安裝放料用閥門,下面接盛裝木焦油(木醋液)的耐酸容器。
（2）廢木材的干餾
從加煤口往內(nèi)室中加滿煤炭,再從外室的加料口加入事先已鋸成約0.2m的廢木料于干餾室內(nèi),關(guān)閉好加料口。點(diǎn)燃煤層之后,就可將干餾管的出口關(guān)上。隨著燃燒室內(nèi)煤層的燃燒升溫,干餾室內(nèi)的木材隔絕空氣受強(qiáng)熱而開始干餾,產(chǎn)生出大量的醋酸蒸汽時(shí)開啟干餾管出口,讓木材干餾所產(chǎn)生的氣體進(jìn)入干餾管冷凝為木焦油,并使其集聚在管道底部終端,隨時(shí)開啟閥門放出木焦油。如此經(jīng)過幾天的時(shí)間,待燃燒室內(nèi)的煤炭燃盡成為煤渣,干餾室內(nèi)的廢木材即成為優(yōu)質(zhì)的木炭。
（3）木焦油的堿化處理
將所收集的木焦油(又名木醋液)在充分的攪拌下,緩緩地加入事先配制好的澄清的飽和石灰水溶液(應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)的生石灰來配制),立即生成醋酸鈣;當(dāng)pH6.7～7.0時(shí)(可用精密pH試紙測定之),即為堿化處理的終點(diǎn)。隨后,緩緩地加熱搪瓷桶內(nèi)的料液至液溫為65℃左右,并維持10～15min,適當(dāng)攪動,使木焦油中不與石灰水反應(yīng)的甲醇、丙酮揮發(fā)干凈,從而得到純度較高的醋酸鈣溶液。
（4）酸化提取
將上述純凈的醋酸鈣溶液進(jìn)行過濾,再將濾液蒸干,即得到固體醋酸鈣(又名醋石)。將醋酸鈣置于耐酸搪瓷盆中,按其重量60%加入濃度為90%～92%的硫酸,攪拌均勻后,逐漸升溫至85～90℃生成硫酸鈣之后,將醋酸液體放入蒸餾釜中,并加入少量無水硫酸鈉作為脫水劑,控制溫度在118～120℃以上,提取出冰醋酸成品。
5.其它制作方法。
重要有:低壓法、BPCat-iva法、AOPlus法以及低壓甲醇羰基法工等。
1.冰醋酸在食醋生產(chǎn)中的應(yīng)用。
近年來，隨著經(jīng)濟(jì)市場的不斷競爭，廠家為了節(jié)約原料，降低成本，相繼開發(fā)了一系列的食用冰醋酸，從而代替了食醋的主要制作原料大麥以及淀粉。具體來講，冰醋酸在食醋的生產(chǎn)中的應(yīng)用如下:
（1）合理使用冰醋酸。在食用醋的生產(chǎn)中合理的使用冰醋酸能夠幫助廠家降低食醋生產(chǎn)的成本，并且增強(qiáng)其市場競爭力。
（2）加大冰醋酸的水解生產(chǎn)。冰醋酸因?yàn)榫哂蟹悬c(diǎn)、熔點(diǎn)高的物理性質(zhì)，所以其加入水就可以直接溶解成食醋，并且作為食醋具有穩(wěn)定的質(zhì)量。
（3）注意水解冰醋酸的質(zhì)量問題。雖然水解冰醋酸可以為廠家節(jié)省生產(chǎn)成本，增加其經(jīng)濟(jì)效益，但是在進(jìn)行水解食醋的過程中對于冰醋酸所占的比例也要控制在一個(gè)比較適度的范圍之內(nèi)，不然的話有可能會影響食用醋的質(zhì)量，減少其營養(yǎng)成分，從而給企業(yè)的經(jīng)濟(jì)帶來一些損失。
2.冰醋酸在食用菌生產(chǎn)中的應(yīng)用。
冰醋酸作為一種化學(xué)溶劑不僅能夠用于食用醋的生產(chǎn)，還可以用于食用菌的生產(chǎn)。具體的應(yīng)用應(yīng)該包括下面的幾點(diǎn):
（1）培養(yǎng)料的處理。在食用菌的培養(yǎng)料中，由于其存放的時(shí)間性，導(dǎo)致培養(yǎng)料中會滋生一些雜菌，并且難以消除，從而影響食用菌的質(zhì)量。
（2）開放式接種。對于食用菌的栽培，一般是發(fā)生在接種箱里面，但是由于各方面因素的影響，在接種箱內(nèi)進(jìn)行食用菌的栽培，其栽培的成活率卻很低。而用冰醋酸進(jìn)行食用菌的栽培，則能夠提高其栽培的效率。
（3）空間消毒。冰醋酸作為一種化學(xué)溶劑，還可以用于空間消毒。在食用菌的栽培中經(jīng)常會出現(xiàn)一些滋生菌，這些滋生菌會造成很大的污染并且難以消除。而在過程中如果能夠用0.5%的冰醋酸進(jìn)行噴灑并且加熱熏蒸，則有助于細(xì)菌的減少，保證食用菌的栽培質(zhì)量。
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