Уксусная кислота
Группа веществ: Органические кислоты

CH₃COOH

Молекулярная масса 60,05; бесцветная прозрачная жидкость с резким запахом. Для безводной (“ледяной”) уксусной кислоты t плавления 16,64°C, t кипения 117,8°C; плотность 1,0492 г/см3 (при 20°C) ; р крит 57,85 кПа, t крит 321,6°C, η 11,83 мПа·с (20°C), ﻻ 27,57 мН/м, μ 5,6·10-30 Кл·м; уравнение температурной зависимости давления пара (мм рт. ст.): lg p = 7,55716 - 1642,547(233,386 + t); ∆H^опл -195,7 кДж/моль, ∆H^оисп -24,4 кДж/моль, ∆H^о раств -1,902 кДж/моль, ∆H^осгор -208,2 кДж/моль, ∆H^ообр -493,16 (жидкость) и -471,8 кДж/моль (пар); рК_а 4,76 (25°C). Существует в виде димеров циклической и линейной структуры. Смешивается со многими растворителями, хорошо растворяет органические соединения, в ней растворяются газы HF, HCl, HBr, HI и др., гигроскопична. Образует азеотропные смеси (см. табл.).

Характеристика азеотропных смесей уксусной кислоты

Второй компонент смеси	T кип., °C	Содержание уксусной кислоты, % по массе
Четыреххлористый углерод	76,5	3
Циклогексан	81,8	6,3
Бензол	88,05	2
Гептан	91,9	33
Толуол	104,9	34
Трихлорэтилен	86,5	4
Этилбензол	114,65	66
о-Ксилол	116	76
п-Ксилол	115,25	72
Бромоформ	118	83

Образует тройные азеотропные смеси с водой и бензолом, t кипения 88°C, с водой и бутилацетатом, t кипения 89°C.

В природе уксусная кислота распространена в свободном 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 специфических бактерий "уксусного грибка".

По химическим свойствам уксусная кислота - типичная карбоновая кислота. Соли и эфиры уксусной кислоты называются ацетатами. При взаимодействии уксусной кислоты с этиленом в зависимости от условий реакции образуются этилацетат (кислые кат.), винилацетат CH₃COOCH = CH₂ (кат.-Pd - Li) либо диацетат этиленгликоля (СН₃СООСН₂)₂ (кат.-TeO₂ и HBr). Реакция уксусной кислоты с более высокомолекулярными олефинами в присутствии солей Мn(III) приводит к алкилбутиролактонам.

С ацетиленом в присутствии солей Hg уксусная кислота дает винилацетат, в присутствии трет-бутилпероксида - адипиновую кислоту; с формальдегидом в присутствии катализатора (например, KOH на SiO₂) в паровой фазе - акриловую кислоту.

Уксусная кислота растворяет многие металлы, их оксиды и карбонаты с образованием солей. Окислители ускоряют реакцию. Так, Со легко растворяется в уксусной кислоте в присутствии Co(NO₃)₂ или H₂O₂.

Уксусная кислота - один из главных промежуточных метаболитов, выполняющих как структурную, так и энергетическую функцию в обмене веществ.

Промышленные способы получения уксусной кислоты

Каталитическое окисление ацетальдегида в жидкой фазе в присутствии солей Mn или смеси солей Mn, Со, Ni и Fe при 56-75°C и давлении 0,2-0,3 МПа; окислитель - технический O₂, степень конверсии более 95%, выход уксусной кислоты 92-93%. Окисление ацетальдегида O₂ воздуха в присутствии катализатора, состоящего из смеси ацетатов Со и Cu, при 50-60°C 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.

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

Каталитическое карбонилирование метанола в присутствии комплексных соединений Rh при 185°C и давлении 2,8 МПа. Конверсия метанола близка к 100%, конверсия СО - 86%.

Уксуснокислое брожение этанола (пищевая уксусная кислота).

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

Уксусная кислота - сырье в производстве уксусного ангидрида, ацетилхлорида, монохлоруксусной кислоты, ацетатов, многих красителей, инсектицидов, лекарственных средств (аспирин, фенацетин); используют в пищевой промышленности в изготовлении приправ, маринадов, консервов в виде столового уксуса - 3-15%-ный водный раствор и уксусной эссенции - 80%-ный водный раствор пищевой уксусной кислоты.

Уксусная кислота - растворитель лаков, коагулянт латекса, ацетилирующий агент в органическом синтезе. Соли уксусной кислоты (Fe, Al, Cr и др.) - протравы при крашении.

Пары уксусной кислоты раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей, растворы концентрация выше 30% по массе при соприкосновении с кожей вызывают ожоги. Температура вспышки 38°C, температура самовоспламенения 454°C, КПВ 3,3-22% (по объему), температурные пределы взрываемости 35-76°C. ПДК в атмосферном воздухе 0,06 мг/м³, в воздухе рабочей зоны 5 мг/м³.