学习笔记:乳酸,柠檬酸,乙酸

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学习笔记:乳酸,柠檬酸,乙酸

2024-03-18 18:51| 来源: 网络整理| 查看: 265

一、乳酸

1、简介

乳酸(IUPAC学名:2-羟基丙酸)是一种化合物,它在多种生物化学过程中起作用。它是一种羧酸,分子式是C3H6O3。它是一个含有羟基的羧酸,因此是一个α-羟酸(AHA)。在水溶液中它的羧基释放出一个质子,而产生乳酸根离子CH3CHOHCOO。在发酵过程中乳酸脱氢酶将丙酮酸转换为左旋乳酸。

2、物理参数

分子量:90.08 相对密度:1.200 熔点 18℃ 密度 1.209 沸点 122℃ (15 mmHg) 解离常数:pKa=4.14(22.5℃) 闪点:大于110℃ 燃烧热:15.13kj/kg 等渗量:2.3%(W/V)溶液与血浆等渗溶解度: 与乙醇(95%)、乙醚、水混溶,不溶于氯仿比热:2.11 KJ/g

3、化学性质

纯品为无色液体,工业品为无色到浅黄色液体。无气味,具有

乳酸吸湿性。相对密度1.2060(25/4℃)。熔点18℃。沸点122℃(2kPa)。折射率nD(20℃)1.4392。能与水、乙醇、甘油混溶,水溶液呈酸性,PKa=3.85。不溶于氯仿、二硫化碳和石油醚。在常压下加热分解,浓缩至50%时,部分变成乳酸酐,因此产品中常含有10%~15%的乳酸酐。由于具有羟基和羧基,一定条件下,可以发生酯化反应,产物有三种。

二、柠檬酸1、简介 柠檬酸是一种重要的有机酸,又名枸橼酸,无色晶体,常含一分子结晶水,无臭,有很强的酸味,易溶于水。其钙盐在冷水中比热水中易溶解,此性质常用来鉴定和分离柠檬酸。结晶时控制适宜的温度可获得无水柠檬酸。在工业,食品业,化妆业等具有极多的用途3-羟基-1,3,5-戊三酸2、物理参数 化学名称:2-羟基-均丙三羧酸英文名称2:2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acidCAS No.:77-92-9EINECS号:201-069-1 [1]分子式:C6H8O7 分子量:192.14 外观与性状:白色结晶粉末,无臭。 熔点(℃):153°C沸点(℃):175℃ 相对密度(水=1):1.6650闪点(℃):100 引燃温度(℃):1010.87(粉末) 爆炸上限%(V/V):8.01333......(65℃)离解常数(25℃):Ka1=7.4×10^-4,Ka2=1.7×10^-5,Ka3=4.0×10^-7 溶解性:溶于水、乙醇、丙酮,不溶于乙醚、苯,微溶于氯溶液。水溶液显酸性。

3、物化性质 在室温下,柠檬酸为无色半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末,无臭、味极酸,有涩味,有微弱腐蚀性,潮解性强,并伴有结晶水化合物生成,在潮湿的空气中微有潮解性。它可以以无水合物或者一水合物的形式存在:柠檬酸从热水中结晶时,生成无水合物;在冷水中结晶则生成一水合物。加热到78 ℃时一水合物会分解得到无水合物。在15摄氏度时,柠檬酸也可在无水乙醇中溶解。 柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同,有无水柠檬酸C6H8O7也有含结晶水的柠檬酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H₂O 从结构上讲柠檬酸是一种三羧酸类化合物,并因此而与其他羧酸有相似的物理和化学性质。加热至175 ℃时它会分解产生二氧化碳和水,剩余一些白色晶体。柠檬酸是一种较强的有机酸,有3个H+可以电离; 加热可以分解成多种产物,与酸、碱、甘油等发生反应。三、乙酸 1、简介 乙酸,也叫醋酸、冰醋酸,化学式CH₃COOH,是一种有机一元酸,为食醋内酸味及刺激性气味的来源。纯的无水乙酸(冰醋酸)是无色的吸湿性液体,凝固点为16.7℃(62℉),凝固后为无色晶体。尽管根据乙酸在水溶液中的解离能力它是一种弱酸,但是乙酸是具有腐蚀性的,其蒸汽对眼和鼻有刺激性作用。 2、物理参数 中文名结构简式CH₃COOHCAS编号64-19-7EINECS号EINECS号:200-580-7 熔点16.6℃沸点117.9℃ 水溶性能溶于水密度1.050 闪 点39℃分子量60.05 3、物化特性 羧酸中,例如乙酸的羧基氢原子能够部分电离变为氢离子(质子)而释放出来,导致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系数为4.8,pKa=4.75(25℃),浓度为1mol/L的醋酸溶液(类似于家用醋的浓度)的pH为2.4,也就是说仅有0.4%的醋酸分子是解离的。

乙酸酸性的体现:CH3COOHCH3COO- + H+

1、与指示剂作用:可使紫色石蕊试液变为红色,使甲基橙变为红色。

2、与碱反应:CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

2CH3COOH + Cu(OH)2=Cu(CH3COO)2 + 2H2O

3、与某些活泼金属反应:Mg + 2CH3COOH = Mg(CH3COO)2 + H2↑

Zn + 2CH3COOH = Zn(CH3COO)2 + H2↑

Fe + 2CH3COOH = Fe(CH3COO)2 + H2↑

4、与某些氧化物反应:CaO + 2CH3COOH = (CH3COO)2Ca + H2O

MgO + 2CH3COOH = Mg(CH3COO)2 + H2O

PbO + 2CH3COOH = Pb(CH3COO)2 + H2O

5、与某些弱酸盐反应:2CH3COOH + Na2CO3 =2CH3COONa + CO2 ↑+ H2O

2CH3COOH + Na2S = 2CH3COONa + H2S↑

2CH3COOH + Na2SiO3 =2CH3COONa + H2SiO3↓

CH3COOH + C6H5ONa =C6H5OH (苯酚)+ CH3COONa

乙酸的二聚体,虚线表示氢键

乙酸的晶体结构显示,分子间通过氢键结合为二聚体(亦称二缔结物),二聚体也存在于120℃的蒸汽状态。二聚体有较高的稳定性,现在已经通过冰点降低测定分子量法以及X光衍射证明了分子量较小的羧酸如甲酸、乙酸在固态及液态,甚至气态以二聚体形式存在。当乙酸与水溶和的时候,二聚体间的氢键会很快的断裂。其它的羧酸也有类似的二聚现象。(两端连接H)

对于许多金属,乙酸是有腐蚀性的,例如铁、镁和锌,反应生成氢气和金属乙酸盐。因为铝在空气中表面会形成氧化铝保护层,所以铝制容器能用来运输乙酸。金属的乙酸盐也可以用乙酸和相应的碱性物质反应,比如最著名的例子:小苏打与醋的反应。除了醋酸铬(II),几乎所有的醋酸盐能溶于水。

Mg(s)+ 2 CH3COOH(aq)→ (CH3COO)2Mg(aq) + H2(g)NaHCO3(s)+ CH3COOH(aq) →CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l)

乙酸能发生普通羧酸的典型化学反应,特别注意的是,可以还原生成乙醇,通过亲核取代机理生成乙酰氯,也可以双分子脱水生成酸酐。

同样,乙酸也可以成酯或氨基化合物。如乙酸可以与乙醇在浓硫酸存在并加热的条件下生成乙酸乙酯(本反应为可逆反应,反应类型属于取代反应中的酯化反应)。

CH3COOH + CH3CH2OH CH3COOCH2CH3 + H2O

440℃的高温下,乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水。

乙酸的典型化学反应:

乙酸与碳酸钠:2CH3COOH+Na2CO3==2CH3COONa+CO2↑+H2O

乙酸与碳酸钙:2CH3COOH+CaCO3→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O

乙酸与碳酸氢钠:NaHCO3+CH3COOH→CH3COONa+H2O+CO2↑

乙酸与碱反应:CH3COOH+-OH-=CH3COO- +H2O

乙酸与弱酸盐反应:2CH3COOH+CO32-=2CH3COO- +H2O+CO2↑

乙酸与活泼金属单质反应:Fe+2CH3COOH→(CH3COO)2Fe+H2↑

乙酸与氧化锌反应:2CH3COOH+ZnO→(CH3COO)2Zn+H2O

乙酸与醇反应:CH3COOH+C2H5OH→CH3COOC2H5+H2O(条件是加热,浓硫酸催化,可逆反应) 

乙酸与锌反应:2CH3COOH +Zn →(CH3COO)2Zn +H2↑

乙酸与钠反应:2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑



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