甲酸

Template:Chembox new 甲酸（英：Formic acid）又称作蚁酸，化学式为HCOOH。蚂蚁分泌物和蜜蜂的分泌液中含有蚁酸，当初人们蒸馏蚂蚁时制得蚁酸，故有此名。甲酸无色而有刺激气味，且有腐蚀性，人类皮肤接触后会起泡红肿。熔点8.4℃，沸点 100.8℃。由于甲酸的结构特殊，它的一个氢原子和羧基直接相连。也可看做是一个羟基甲醛。因此甲酸同时具有酸和醛和性质。在化学工业中，甲酸被用于橡胶、医药、染料、皮革种类工业。

性质

甲酸与水和大多数的极性有机溶剂混溶，在烃中也有一定的溶解性。在烃中及气态下， 甲酸以通过以氢键结合的二聚体形态出现。在气态下，氢键导致甲酸气体与理想气体状态方程之间存在较大的偏差。液态和固态的甲酸由连续不断的通过氢键结合的甲酸分子组成。

甲酸具有与大多数其他羧酸相同的性质，尽管在通常情况下甲酸不会生成酰氯或者酸酐。直到不久以前，所有试图将甲酸转化成这些衍生物的尝试都以产物一氧化碳告终。甲酸酐可由甲酰氟和甲酸钠在零下78摄氏度反应得到。甲酰氯可由将氯化氢气体通过零下60度1-formidazole的一氯甲烷溶液得到。甲酸遇热分解为一氧化碳和水。甲酸具有和醛类似的还原性。

甲酸是唯一能和烯烃进行加成反应的羧酸。甲酸在酸的作用下（如硫酸，氢氟酸），和烯烃迅速反应生成甲酸酯。但是类似于Koch反应的副反应也会发生，产物是更高级的羧酸。

大多数的甲酸盐溶于水。

制备

制备其他化学药品（尤其是乙酸）的过程中，大量的甲酸作为副产物被生产出来。 然而这样的制备远远的不能满足目前对甲酸的需要，所以有些甲酸被直接生产。

在强碱作用下，甲醇和一氧化碳反应生成甲酸甲酯：

CH₃OH + CO → HCOOCH₃

在工业生产中， 此反应在液态和加压的状态下进行。 典型的反应条件为80摄氏度和40个大气压。广泛使用的碱为甲醇钠。水解甲酸甲酯得到甲酸。

HCOOCH₃ + H₂O → HCOOH + CH₃OH

水解甲酸甲酯需要大量的水来保证反应顺利进行。 有些生产商使用一种间接的水解途径, 即先将甲酸甲酯和氨反应产生甲酰胺，然后用硫酸水解甲酰胺得到甲酸：

HCOOCH₃ + NH₃ → HCONH₂ + CH₃OH

2HCONH₂ + 2H₂O + H₂SO₄ → 2HCOOH + (NH₄)₂SO₄

这种技术有其自身缺点，尤其是在对副产物硫酸铵的处理上。有些生产商最近发展了一类节能的方法，即将甲酸从直接水解的大量水溶液中提取出来。在其中一种方法（由巴斯夫所使用）中，甲酸在有机碱的作用下由湿法萃取得到。

在实验室制备中，甲酸可由在无水丙三醇中加热草酸，然后蒸汽蒸馏得到。另外一种制备方法（必须要在通风橱中进行）是在盐酸作用下的异乙腈的水解。

C₂H₅NC + 2H₂O → C₂H₅NH₂ + HCOOH

异腈的制备由乙胺和氯仿反应获得。（异腈过于令人不快的气味使此反应必须在通风橱中进行。）

安全

安全标志

浓度 （质量）	分级	R-Phrases
2%–10%	刺激 (Xi)	R36/38
10%–90%	腐蚀 (C)	R34
>90%	腐蚀 (C)	R10, R35

反应

甲酸在浓硫酸或氧化铝催化下加热脱水生成一氧化碳，这是实验室制取纯净一氧化碳的方法。

HCOOH → CO + H₂O （在浓硫酸催化下加热）

甲酸也能在氧化锌或高锰酸钾催化下，进行脱氢反应：

HCOOH → CO₂ + H₂

参见

• 甲酸盐

参考资料

• NIST webbook
• ChemSub Online: 甲酸