化学性质

中文名 甲酸
外文名 Formic acid
别名 蚁酸
MDL号 MFCD00003297
RTECS号 LQ4900000
BRN号 1209246
PubChem号 24873243
InChI 1S/CH2O2/c2-1-3/h1H,(H,2,3)
管制信息 受公安部门管制
化学式 HCOOH或CH2O2
分子量 46.03

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外观 无色透明发烟液体,有强烈刺激性气味
CAS登录号 64-18-6
EINECS登录号 200-001-8
密度 1.22 g/cm³
熔点 8.2 至 8.4 ℃
沸点 100.6 ℃
闪点 69 ℃ 溶解性 与水混溶,不溶于烃类,可混溶于乙醇、乙醚,溶于苯
安全性描述 S45;S26;S23;S36/37/39
危险性符号 R35
UN危险货物编号 1779
折射率 1.3714

安全信息

危害说明
毒理资料
健康危害:主要引起皮肤、粘膜的刺激症状。接触后可引起结膜炎、眼睑水肿、鼻炎、支气管炎,重者可引起急性化学性肺炎。浓甲酸口服后可腐蚀口腔及消化道粘膜,引起呕吐、腹泻及胃肠出血,甚至因急性肾功能衰竭或呼吸功能衰竭而致死。皮肤接触可引起炎症和溃疡。偶有过敏反应。
急性毒性:LD50 1100mg/kg(大鼠经口),LC50 15000mg/m3(大鼠吸入,15min)。
刺激性:家兔经皮:610mg,轻度刺激(开放性刺激试验);家兔经眼:122mg,重度刺激。
亚急性与慢性毒性:小鼠饮水中含0.01%~0.25%游离甲酸,2~4个月内无任何影响;0.5%则影响食欲并使其生长缓慢。小鼠吸入10g/m3以上时,1~4d后死亡。
致突变性:微生物致突变,大肠杆菌70ppm(3h)。姐妹染色单体互换,人淋巴细胞10mmol/L。细胞遗传学分析,仓鼠卵巢10mmol/L。
环境影响
生态毒性:LC50:175mg/L(24h)(蓝鳃太阳鱼);46mg/L(96h)(金鱼);122mg/L(48h)(金色圆腹雅罗鱼,静态);34mg/L(48h)(水蚤)。
生物降解性:MITI-I测试,初始浓度100ppm,污泥浓度30ppm,2周后降解100%。
非生物降解性:空气中,当羟基自由基浓度为5.00×105个/cm3时,降解半衰期为36d(理论)。
危害控制
急救措施
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
误食:用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。
皮肤接触:立即脱去被污染衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。
眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。
泄漏处理
迅速撤离泄漏污染区人员至安全区,并进行隔离,严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。防止流入下水道、排洪沟等限制性空间。
小量泄漏:用砂土或其它不燃材料吸附或吸收。也可以将地面洒上苏打灰,然后用大量水冲洗,洗水稀释后放入废水系统。
大量泄漏:构筑围堤或挖坑收容。用泡沫覆盖,降低蒸气灾害。喷雾状水冷却和稀释蒸汽。用泵转移至槽车或专用收集器内,回收或运至废物处理场所处置。
防护措施
工程控制:生产过程密闭,加强通风。提供安全淋浴和洗眼设备。
呼吸系统防护:可能接触其蒸气时,必须佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩)或自吸式长管面具。紧急事态抢救或撤离时,建议佩戴空气呼吸器。
眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。
身体防护:穿橡胶耐酸碱服。
手防护:戴橡胶耐酸碱手套。
其他防护:工作现场禁止吸烟、进食和饮水。工作完毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。
消防措施
危险特性:可燃;其蒸气与空气可形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。与强氧化剂接触可发生化学反应。具有较强的腐蚀性。
有害燃烧产物:一氧化碳
灭火剂:抗溶性泡沫、干粉、二氧化碳。
灭火注意事项:消防人员须穿全身防护服、佩戴氧气呼吸器灭火。用水保持火场容器冷却,并用水喷淋保护去堵漏的人员。
废弃处理
用焚烧法或甲醇羰基化法处置。
安全管理
环境标准
职业接触限值:
中国MAC(mg/m3):未制定标准。
前苏联MAC(mg/m3):1。
TLVTN:OSHA 5ppm,9.4mg/m3; ACGIH 5ppm,9.4mg/m3。
TLVWN:ACGIH 10ppm,19mg/m3。
监测方法
气相色谱法。
操作处置
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(全面罩),穿橡胶耐酸碱服,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、活性金属粉末接触。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。
储存方法
储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不超过30℃,相对湿度不超过85%。保持容器密封。应与氧化剂、碱类、活性金属粉末分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。
运输方法
铁路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。严禁与氧化剂、碱类、活性金属粉末、食用化学品等混装、混运。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。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。
安全信息
危险品运输编号
UN1779
安全说明
S23:不要吸入蒸汽。
S26:万一接触眼睛,立即使用大量清水冲洗并送医诊治。
S45:出现意外或者感到不适,立刻到医生那里寻求帮助(最好带去产品容器标签)。
S36/37/39:穿戴适当的防护服、手套和眼睛/面保护;
危险类别码
R35:引起严重灼伤。
应用和建议用量
用于调配苹果、番木瓜、菠萝蜜、面包、干酪、乳酪、奶油等食用香精及威士忌酒、朗姆酒用香精。在最终加香食品中浓度约为l~18mg/kg 。

合成方法

1.甲酸钠法 一氧化碳和氢氧化钠溶液在160-200℃和2MPa压力下反应生成甲酸钠,然后经硫酸酸解、蒸馏即得成品。

2.甲醇羰基合成法(又称甲酸甲酯法) 甲醇和一氧化碳在催化剂甲醇钠存在下反应,生成甲酸甲酯,然后再经水解生成甲酸和甲醇。甲醇可循环送入甲酸甲酯反应器,甲酸再经精馏即可得到不同规格的产品。

        

3.甲酰胺法 一氧化碳和氨在甲醇溶液中反应生成甲酰胺,再在硫酸存在下水解得甲酸,同时副产硫酸铵。原料消耗定额:甲醇31kg/t、一氧化碳702kg/t、氨314kg/t、硫酸1010kg/t。另外,丁烷枵轻油氧化法主要用来生产乙酸,甲酸作为副产品回收,处于研究阶段的方法有一氧化碳和水直接合成法。

精制方法:无水甲酸可在减压下直接分馏制得,分馏时用冰水冷却凝结。对含水甲酸,可用硼酐或无水硫酸铜做干燥剂。五氧化二磷和氯化钙能与甲酸作用,不宜用作干燥剂。对试剂级88%的甲酸,可用邻苯二甲酸酐回流6小时后蒸馏的方法除去其中的水分。进一步纯化可利用分步结晶法。甲酸与乙酸混在一起时,可加入脂肪烃进行共沸蒸馏分离。

4.将适量的一氧化碳和氢氧化钠水溶液在160~200℃下反应生成甲酸钠,经中和、蒸馏、冷凝而得。或者在三乙胺水溶液中,以钯络合物为催化剂,二氧化碳与氢气于140~160℃反应制得。

5.以甲酸钠与浓硫酸作用制得工业级甲酸,然后可用活性炭吸附后减压蒸馏以制得纯品,也可加入B2O3 CuSO4进行减压蒸馏精制。

6.二氧化碳法 在钯络合物催化下,在三乙胺水溶液中,二氧化碳与氢气于140~160℃反应而得。反应式:

7.主要采用合成酸化法和高压催化法。合成酸化法:用焦炭燃烧产生的一氧化碳与氢氧化钠合成甲酸钠,再用硫酸酸化,经蒸馏而得。高压催化法:将一氧化碳和水蒸气在催化剂存在下,于高温高压下反应而得。

8.制法:将甲酸与五氧化二磷混合,进行减压蒸馏,反复5一10次,方可得到无水甲酸,但得量低,费时长,会造成一些分解。将甲酸与硼酸醉进行蒸馏,操作简便,效果更好。将硼酸置甩沪中高温脱水至不再产生气泡,所得熔融物倒在铁片一上,置干燥器中冷却,然后研磨成粉。将硼酸酚细粉加到甲酸中,放置几日,形成硬块,分出清彻液体进行减压蒸馏,收集22一25℃/12-18mm馏份为产品。蒸馏器应是全磨口接头并有干燥管保护。

 

用途

1.酸是基本有机化工原料之一,广泛用于农药,皮革,纺织,印染,医药和橡胶工业等,还可制取各种溶剂,增塑剂,橡胶凝固剂,动物饲料添加剂及新工艺合成胰岛素等。我国的甲酸消费中,医药工业约占45%,化学工业约占30%,轻工,纺织等其它部门约占25%。甲酸是我国重要的出口化工产品之一。目前我国甲酸生产全部采用甲酸钠法。甲酸常用作廉价的,挥发性和腐蚀性较小的无机酸的代用品,广泛用于轻工行业。在纺织和印染工业中,甲酸用作消除印地科素亚硝酸钠法所产生的亚硝酸气用剂,弱酸性染料和中性络合染料染色助剂,活性染料染锦纶的助染剂。甲酸不会在印染过程中残留在织物上,酸性较乙酸强,能使六介铬还原,因此可在铬媒染过程中提高染料的利用率。用甲酸代替硫酸可避免纤维素降解,而且酸度适中,染色均习,因此是一种优良助染剂。甲酸作为无机酸的代用品,用于鞣革中的脱色,脱毛,中和石灰和防止湿皮革的发霉。用甲酸作凝固剂可以提出高天然橡胶的质量,降低生产成本,也可用于废旧橡胶的再生。用甲酸制作饲料添加剂,在青贮饲料方面有很大潜力。甲酸有抑制或防止霉菌生长的功能,对饲料能改变天然的发酵形式,常添加脂酸以增进抗霉效果。用甲酸处理过的青饲料喂奶牛能防止冬季牛奶减产,育肥效果也有明显提高。在食品工业中,甲酸用于酿酒行业的消毒,防腐,用作罐头的清洗消毒剂,果汁和食物的保藏剂。甲酸的大量衍生物是医药,农药,染料,香料,溶剂的中间体,用于制造冰片,氨基比林,咖啡因,维生素B1,安乃近,杀虫脒,粉锈宁,三环唑,二甲基甲酰胺等。甲酸衍生物中以取代的甲酰胺和甲酸酯类在工业上应用较多(甲酰胺的衍生物见该品条目)。甲酸的酯类在香料工业中用途很广,如:甲酸乙酯——桃,莓等果实香精;甲酸异戊酯——果实香精,皮革用香精;甲酸已酯——苹果香精;甲酸庚酯——杏,梅,桃等果实香精;甲酸正癸酯——橙花香精及鸢尾油用;甲酸苄酯——素馨等花香及皂用香精;甲酸桂酯——素馨及月下香等香精用;甲酸香茅酯——用于玫瑰,桂花,野百合等香精;甲酸丁香酯——用于康乃馨香精等;甲酸香叶酯——玫瑰,橙花,香叶等香精;甲酸芳樟酯——薰衣草,香柠檬等香精;甲酸薄荷酯——化妆品香精,喷雾用香精;甲酸苯乙酯——白玫瑰,兰花,菊花等香精;甲酸百里香酯——化妆品香料。

2.用作分析试剂,如作还原剂,配制缓冲溶液。还用于纯一氧化碳制备、农药制备。

3.纸浆制造中的杀菌防霉。

4.还可以制造皮革柔软剂、橡胶凝聚剂、印染媒染剂、纤维和纸张的染色剂及处理剂、增塑剂和动物饲料添加剂等。还可用作化妆品的防腐剂,化妆品中最大允许含量为0.5%(酸)。

5.甲酸及其水溶液能溶解许多金属、金属氧化物、氢氧化物及盐,所生成的甲酸盐都能溶解于水,因而可作为化学清洗剂。甲酸不含氯离子,可用于含不锈钢材料的设备的清洗。

6.用于制化学药品、橡胶凝固剂及纺织、印染、电镀等。

 

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