冰醋酸是什么，主要在哪些领域应用

概述【1】【2】【3】

冰醋酸，也就是无水乙酸。它是一种羧酸物，属于弱酸类，由烃基和羧基相连，其分子表达式为C2H4O2。但由于冰醋酸中的醋酸含量高,一般都在95%以上,其挥发酸所占比重大,故表现出较强的挥发性。冰醋酸是重要的化工原料,广泛应用于医药、有机化工、有机合成、合成纤维、高分子化工、农药、制革、橡胶等行业。冰醋酸是有机酸中最重要的一种,在有机合成方面主要用于合成一氯乙酸,乙酸乙烯,氨基酸等.冰醋酸作为精细化工产品.在医药工业,食品工业等行业亦有着广阔的市场.冰醋酸作为化学试剂也是常用的品种之一。

理化性质【1】

1.物理性质。冰醋酸是一种无色透明的液体，它属于饱和一元酸，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。其沸点在118℃，而熔点是16.6℃，并且其每一百克的溶解度为8。具体来讲，其物理性质主要表现在下面的几个方面:

(1)相对分子质量。冰醋酸有着自己的化学式，冰醋酸的分子量大概是60.05。拥有着这样的分子质量的冰醋酸，通过很多的实验证明其成品是一种处于动态平衡状态下的液体。而影响冰醋酸的物理性质的也就是两个平衡。这两个平衡分别是醋酸和二聚醋酸的动态平衡以及醋酸和醋酐的动态平衡。

(2)凝固点。一般来讲，液体变为晶体的过程就是凝固，而凝固点则是指一个温度，这个温度所在液体会变成固体，当然凝固点因各种液体的性质而有所不同。在冰醋酸中，由于冰醋酸是一种水混合物，其凝固点与水有着密切的关系。往往在冰醋酸中加入一些水，就可以降低其凝固点。普遍来讲，如果冰醋酸的水混合物并没有参杂别的东西，那么冰醋酸的凝固点是16℃。

(3)饱和蒸汽压和沸点。饱和蒸汽压是液体或者固体在一定的温度下，处于平衡的状态的蒸汽所具有的压力。而在冰醋酸的饱和蒸汽压，发生在温度为20℃，并且其蒸汽压为1．5KPa。

(4)密度与溶解性。对于任何的一个物质的物理性质的讲述都离不开对其密度的讲述，对冰醋酸也是一样。一般来讲，在正常的状态下，冰醋酸的密度应该为1049.55kg?cm-3。当然它的密度并不是一成不变的，而是会随着温度、质量分数的不同，也相应的发生一些变化。
而对于冰醋酸的溶解性则在常温下，它可以溶于水以及一些邮寄溶液。例如，乙醇、乙醚、四氯化碳及甘油等。

2.化学性质。在工业生产中，更多的是应用冰醋酸的化学方面的性质。具体来讲，冰醋酸的化学性质主要表现在下面的几个方面:

(1)各种化学反应。冰醋酸作为一种微生物的代谢产物，其与各种化学物质都会发生反应。首先，其与醇类物质会发生酯化反应。
当然除了与醇类物质会发生化学反应，冰醋酸还会与不饱和烃发生化学反应，这个化学反应中可以生成醋酸酯。若在其反应的过程中加入一些贵金属作为催化剂，那么反应的产物会成为不饱和酯。并且醋酸还可以跟一些金属氧化物或者是碳酸盐发生一些化学反应。

(2)酸碱性。醋酸是一种很典型的弱酸，其在常温下很容易被解离，这个解离常数一般是4．76，冰醋酸的这个性质可以用来做一些水中的非常弱的碱的定量分析。当然在醋酸中放入一些很强的酸，依旧可以表现出那些强酸的酸性，也就是说这可以作为一些醋酸酯化反应的催化剂。

生产方法【1】【4】

1.有氧发酵与无氧发酵。

在醋酸的制作中，很久以前人们就在探索，在人类的历史中，最早的醋酸的制作是采用醋杆菌属细菌。这种制作是在氧气充足的情况下进行，所以也被称为有氧发酵制作方法。一般而言，用此种方法制作醋酸，通常会采用一些原料，这些原料可以是苹果酒、葡萄酒、混合谷物、麦芽以及马铃薯等。其具体制度的方程式为:

图1为有氧发酵的反应方程式

这种制度的方式，制作过程比较简单，就是将酒精溶液中放入醋杆菌属细菌，并且保持在通风的状态下，经过几个月的时间，则可以制作出醋。而一般在工业生产醋的过程中，为了让生产的时间缩短，所以在生产的过程中会人工性的提供一些氧气，从而使得制作过程加快。
而相对于上面的这种有氧发酵，还有一种醋酸的制作方法，即无氧发酵的制作方式。这种制作方式是应用一些比较厌氧的细菌来进行冰醋酸的直接转换，其中间不需要任何的中间体。总体的化学反应式为:

图2为无氧发酵的反应方程式

2.丁烷氧化法。

丁烷氧化法也是制作冰醋酸的一种方法，这种方法也成为直接氧化法。其在制作中主要采用丁烷作为原料，并且直接作用于空气，从而制作出醋酸。其反应原理如下:

图3为丁烷氧化法的反应方程式

3.乙烯直接氧化法。

这种制作工艺采用的是一步到位的直接把乙烯氧化成醋酸，不需要经过乙烯转化为乙醛的步骤。一般来讲，这种制作方法是在催化剂的作用下，将所需要的乙烯、催化剂、蒸汽以及氮气等放到专门的反应容器中，保持温度在150到160摄氏度，然后进行的化学反应。其具体的反应式应该表述为:

图4为乙烯直接氧化法的反应方程式

这种制作醋酸的方法具有很高的收益率，并且有着很高的选择性，制作过程比较简单，相对来说制作的副产品少，所以是一种清洁的生产方式，被广泛的运用到醋酸的生产之中。

4.利用废弃的木材作原料生产冰醋酸

（1）木材干馏窑的砌筑

用耐火砖砌筑成同心圆的两个半球形的圆室,内室为燃烧室,直径2m;外室为干馏室,直径3m;内室与外室的耐火砖壁的间距0.5m左右。在内室的顶部砌有烟道口(上接烟囱)及加煤口,并通过外室的砖壁露在外部空间。在外室的顶部砌筑有通气口及加料口,通气口经引出后呈倾斜的V字形延伸至地面附近,称其为干馏管,应用耐酸的材料制得;在干馏管V形底部的终端安装放料用阀门,下面接盛装木焦油(木醋液)的耐酸容器。

（2）废木材的干馏

从加煤口往内室中加满煤炭,再从外室的加料口加入事先已锯成约0.2m的废木料于干馏室内,关闭好加料口。点燃煤层之后,就可将干馏管的出口关上。随着燃烧室内煤层的燃烧升温,干馏室内的木材隔绝空气受强热而开始干馏,产生出大量的醋酸蒸汽时开启干馏管出口,让木材干馏所产生的气体进入干馏管冷凝为木焦油,并使其集聚在管道底部终端,随时开启阀门放出木焦油。如此经过几天的时间,待燃烧室内的煤炭燃尽成为煤渣,干馏室内的废木材即成为优质的木炭。

（3）木焦油的碱化处理

将所收集的木焦油(又名木醋液)在充分的搅拌下,缓缓地加入事先配制好的澄清的饱和石灰水溶液(应选用优质的生石灰来配制),立即生成醋酸钙;当pH6.7～7.0时(可用精密pH试纸测定之),即为碱化处理的终点。随后,缓缓地加热搪瓷桶内的料液至液温为65℃左右,并维持10～15min,适当搅动,使木焦油中不与石灰水反应的甲醇、丙酮挥发干净,从而得到纯度较高的醋酸钙溶液。

（4）酸化提取

将上述纯净的醋酸钙溶液进行过滤,再将滤液蒸干,即得到固体醋酸钙(又名醋石)。将醋酸钙置于耐酸搪瓷盆中,按其重量60%加入浓度为90%～92%的硫酸,搅拌均匀后,逐渐升温至85～90℃生成硫酸钙之后,将醋酸液体放入蒸馏釜中,并加入少量无水硫酸钠作为脱水剂,控制温度在118～120℃以上,提取出冰醋酸成品。

5.其它制作方法。

重要有:低压法、BPCat-iva法、AOPlus法以及低压甲醇羰基法工等。

应用【1】

1.冰醋酸在食醋生产中的应用。

近年来，随着经济市场的不断竞争，厂家为了节约原料，降低成本，相继开发了一系列的食用冰醋酸，从而代替了食醋的主要制作原料大麦以及淀粉。具体来讲，冰醋酸在食醋的生产中的应用如下:

（1）合理使用冰醋酸。在食用醋的生产中合理的使用冰醋酸能够帮助厂家降低食醋生产的成本，并且增强其市场竞争力。

（2）加大冰醋酸的水解生产。冰醋酸因为具有沸点、熔点高的物理性质，所以其加入水就可以直接溶解成食醋，并且作为食醋具有稳定的质量。

（3）注意水解冰醋酸的质量问题。虽然水解冰醋酸可以为厂家节省生产成本，增加其经济效益，但是在进行水解食醋的过程中对于冰醋酸所占的比例也要控制在一个比较适度的范围之内，不然的话有可能会影响食用醋的质量，减少其营养成分，从而给企业的经济带来一些损失。

2.冰醋酸在食用菌生产中的应用。

冰醋酸作为一种化学溶剂不仅能够用于食用醋的生产，还可以用于食用菌的生产。具体的应用应该包括下面的几点:

（1）培养料的处理。在食用菌的培养料中，由于其存放的时间性，导致培养料中会滋生一些杂菌，并且难以消除，从而影响食用菌的质量。

（2）开放式接种。对于食用菌的栽培，一般是发生在接种箱里面，但是由于各方面因素的影响，在接种箱内进行食用菌的栽培，其栽培的成活率却很低。而用冰醋酸进行食用菌的栽培，则能够提高其栽培的效率。

（3）空间消毒。冰醋酸作为一种化学溶剂，还可以用于空间消毒。在食用菌的栽培中经常会出现一些滋生菌，这些滋生菌会造成很大的污染并且难以消除。而在过程中如果能够用0.5%的冰醋酸进行喷洒并且加热熏蒸，则有助于细菌的减少，保证食用菌的栽培质量。

主要参考资料

[1]孙单单.浅析冰醋酸在工业生产中的应用[J].产业与科技论坛,2012,11(09):77-78.

[2]缪杰.冰醋酸在食醋生产中的应用[J].中国调味品,1998(04):15-16.

[3]周命焱.新法生产试剂冰醋酸[J].江西化工,1995(04):33-34.

[4]王敏.利用废木材生产冰醋酸[J].林业实用技术,2002(06):32.