【閱前提示】本篇出自『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』，此版叢書是“數(shù)理化自學(xué)叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版，并于1977年正式再版的基礎(chǔ)自學(xué)教材，本系列叢書共包含17本，層次大致相當(dāng)于如今的初高中水平，其最大特點(diǎn)就是可用于“自學(xué)”。當(dāng)然由于本書是大半個世紀(jì)前的教材，很多概念已經(jīng)與如今迥異，因此不建議零基礎(chǔ)學(xué)生直接拿來自學(xué)。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎(chǔ)教育但卻很不扎實的學(xué)酥重新自修以查漏補(bǔ)缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我寫的備注。

【山話嵓語】『數(shù)理化自學(xué)叢書』其實還有新版，即80年代的改開版，改開版內(nèi)容較新而且還又增添了25本大學(xué)基礎(chǔ)自學(xué)內(nèi)容，直接搞出了一套從初中到大學(xué)的一條龍數(shù)理化自學(xué)教材大系列。不過我依然選擇6677版，首先是因為6677版保留了很多古早知識，讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術(shù)語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權(quán)風(fēng)險極小，即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認(rèn)為6677版不失為一套不錯的自學(xué)教材，不該被埋沒在故紙堆中，是故才打算利用業(yè)余時間，將『數(shù)理化自學(xué)叢書6677版』上傳成文字版。? ??

第二章烴的衍生物??

§2-10乙酸

【01】在§2-8里我們學(xué)過【山注，化4-2-08第08段，傳送門CV22267162】，醛很容易被氧化為酸。甲醛可以氧化成甲酸，乙醛可以氧化成乙酸。這一節(jié)我們就來研究乙酸。

乙酸的物理性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)

【02】乙酸是食用醋的主要成分。所以乙酸俗稱醋酸。醋酸是無色液體，但在冷天是無色晶體，看上去好象冰一樣，因此96%以上的純醋酸又叫做冰醋酸，這是因為它的熔點(diǎn)是16.5℃，當(dāng)冷天氣溫低于這個溫度時，它就凝固的緣故。醋酸有強(qiáng)烈的刺激嗅味。極易吸濕，能灼傷皮膚，使用冰醋酸時要注意這一點(diǎn).，醋酸易溶于水，通常食用的醋就是醋酸的3~5%的水溶液。

【03】乙酸的結(jié)構(gòu)式是。為什么這樣描述呢？上節(jié)里也已學(xué)過，這是由于醛分子里跟羰基相連接的氫原子，因為受到了羰基的影響，容易氧化為羥基的緣故。所以不論甲酸或乙酸，都可以看作是在醛氧化成酸時，分子里就出現(xiàn)了羥基。關(guān)于這一點(diǎn)，可以用和測定乙醇分子結(jié)構(gòu)同樣的實驗方法來證明（§2-2）【山注，化4-2-02第05段，傳送門CV22167183】。因為鈉或其他活潑金屬都很容易從酸里置換出氫來，用金屬鈉和酸反應(yīng)，進(jìn)行放出氫氣體積的測定實驗，結(jié)果一克分子酸里只有一克原子的氫可以置換出來。可見這一個氫原子在酸分子里所處的位置，正是和乙醇分子里羥基上的這一個氫原子是一樣的。因此，可以推知酸分子里確是有羥基存在。所以我們可以說，甲酸或乙酸分子里有一個跟羰基連接著的羥基。由羰基和羥基組成的原子團(tuán)特稱為羧基（羧音梭，suō）。乙酸分子是一個烴基（甲烷基）和一個羧基組成的，所以它的結(jié)構(gòu)式是：

【注意：簡式這樣寫時，切勿誤會羥基是和氧原子連接的】

【04】這也可以看作是甲烷分子中的一個氫原子被羧基取代后的生成物。所以它也是烴的衍生物之一。

乙酸的化學(xué)性質(zhì)

【05】乙酸的化學(xué)性質(zhì)，可以根據(jù)它的分子結(jié)構(gòu)來推導(dǎo)。它的分子結(jié)構(gòu)可以分成如下所示的幾個單位：

1、羧基上氫原子的性質(zhì)——酸性

【06】學(xué)習(xí)到現(xiàn)在為止，我們只知道，有機(jī)物中的甘油和苯酚是具有一定程度的酸性的。甘油和苯酚的酸性的由來，主要是分子里羥基上的氫原子受到了影響，增大了活動性的緣故。乙酸也具有酸性，它的酸性是怎樣來的呢？

【07】乙酸酸性的由來，還是由于分子里羥基上的氫原子的關(guān)系。乙酸分子中的羥基受到了羰基里氧的影響，減弱了氫氧原子間的聯(lián)系，從而增大了氫原子的活動性，使乙酸跟無機(jī)酸一樣的能夠在水溶液里電離：

【08】不過乙酸的電離度很小，不能和強(qiáng)酸如鹽酸和硫酸等無機(jī)酸相比，它是一種弱酸。

【09】乙酸具有酸類的通性，水溶液有酸味，能使指示劑變色，能跟某些活潑金屬起置換反應(yīng)，生成乙酸鹽同時放出氫氣，如：

【有機(jī)酸鹽的分子式的寫法，習(xí)慣上把金屬寫在后面。】

【10】乙酸也能跟堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水，如：

【11】乙酸還能跟堿類中和，如：

【12】乙酸鹽就是根據(jù)以上這些反應(yīng)來制取的。

【13】乙酸鹽可以這樣來鑒別：把乙酸鹽配成溶液，加入氯化鐵溶液，于是生成乙酸鐵，溶液顯紅棕色。把溶液加熱煮沸，則有棕褐色的堿式乙酸鐵Fe(OH)(CH?COO)?沉淀生成。

【14】乙酸也可以根據(jù)上述原理進(jìn)行鑒定，只要在乙酸溶液里加碳酸鈉粉末到不再有氣體發(fā)生為止（什么氣體？），使生成乙酸鈉，然后加氯化鐵溶液，加熱，根據(jù)堿式乙酸鐵棕褐色沉淀的出現(xiàn)來鑒定乙酸的存在。

2、羧基上羥基的取代反應(yīng)

【15】上面所講的乙酸的酸性，實質(zhì)是分子里羧基中羥基上氫原子的反應(yīng)。現(xiàn)在我們繼續(xù)討論羧基中整個羥基被取代的反應(yīng)。例如：在濃硫酸的存在下，把乙酸跟乙醇共熱，可以生成具有果香的叫做乙酸乙酯（酯音指，zhǐ）的一種液態(tài)化合物：

【16】濃硫酸在這個反應(yīng)里是催化劑，同時由于反應(yīng)是可逆的，濃硫酸有脫水作用，除去水后，更有利于向生成酯的方向進(jìn)行。

【17】乙酸乙酯以后還要討論。

3、烴基上氫原子的取代反應(yīng)

【18】乙酸分子里烴基上的氫原子，容易被鹵素取代。這個反應(yīng)這里不作詳細(xì)介紹。

乙酸的用途

【19】乙酸除作為食用醋外，主要作為有機(jī)合成工業(yè)上的一種重要原料，染料如靛藍(lán)、醫(yī)藥如阿司匹靈、顏料如鉛白、織物染色用的媒染劑如乙酸鋁、不著火的電影膠片如乙酸纖維素，以及香料、特種人造絲、塑料、假漆和溶劑等的制造，幾乎都需使用乙酸。

乙酸的制法

【20】乙酸的制取方法，一般有下述三種：

1、發(fā)酵法

【21】在古時代，人們就已懂得利用酒在空氣中自然氧化、“酸敗而成醋”的道理。這個過程，實質(zhì)上就是發(fā)酵作用。由于醋酸菌在空氣中繁殖，產(chǎn)生一種特殊的酶，這種酶叫做醋酶，能促使乙醇氧化而生成乙酸：

【22】乙醇發(fā)酵成醋的過程，叫做成醋發(fā)酵。成醋發(fā)酵只能在黃酒、葡萄酒等酒類里進(jìn)行。因為醋酸菌需要氮和磷作為養(yǎng)料，不含氮和磷的燒酒或純酒精溶液，都不可能發(fā)酵而制得乙酸。

2、木材干餾法

【23】我們知道，在干餾木材所得的木焦油里含有乙酸、甲醇和丙酮，加入石灰后，乙酸便被中和成為乙酸鈣（工業(yè)上叫做醋石），加熱，可以把木焦油中所含的揮發(fā)性的甲醇、丙酮和乙酸鈣分離。留下的乙酸鈣再加濃硫酸蒸餾，可獲得濃度為60%的乙酸，反應(yīng)過程如下：

3、合成法

【24】合成法是近代大量生產(chǎn)乙酸的方法，是用煤和石灰石作為原料的。根據(jù)乙炔和水進(jìn)行加成反應(yīng)（這個反應(yīng)的過程下面就要介紹），制得乙醛后，再用醋酸亞錳作為催化劑，使乙醛氧化為乙酸。整個生產(chǎn)反應(yīng)過程可以下式表示：

【這種反應(yīng)式在§2-6中已看到過，見第104頁注】【山注，化4-2-02第27段反應(yīng)式及注，傳送門CV22264039】

【25】乙塊和水的加成反應(yīng)叫做乙炔水化反應(yīng)，是用硫酸汞作為催化劑，在70~75℃時，乙炔跟水發(fā)生加成反應(yīng)，生成乙醛，反應(yīng)過程如下：

【26】在實驗室里可以按下列手續(xù)進(jìn)行實驗：

【27】裝置如圖2·4。在乙炔發(fā)生瓶中裝入碳化鈣（電石）幾塊，約重5~10克。在漏斗中注入飽和食鹽溶液。在氣體洗瓶里盛入2克重鉻酸鉀和50毫升濃硫酸的混和液。在催化瓶中注入稀硫酸（1:5）25毫升和氧化汞0.5克，在作為受器的試管里盛蒸餾水1~2毫升。

【28】加熱催化瓶，并保溫在75~80℃.從漏斗中放下食鹽溶液，使發(fā)生均勻的乙炔氣流，當(dāng)氣流通過洗瓶時，由于鉻酸混和液的作用，可以除去乙炔氣體中可能混有的雜質(zhì)，如H?S、PH?和AsH?等，當(dāng)乙炔氣流進(jìn)入催化瓶時就和水發(fā)生加成反應(yīng)，生成的乙醛蒸氣進(jìn)入受器，溶于水而得乙醛溶液。

【29】為了驗證生成物是乙醛，在通氣5~6分鐘后，就可以放下受器，把生成物進(jìn)行銀鏡反應(yīng)，根據(jù)銀鏡的出現(xiàn)，證明乙炔在催化劑存在之下可以水化生成乙醛。

【30】上述三種方法都有生產(chǎn)價值，如發(fā)酵法得到的是較稀的乙酸溶液，適于食用。木材干餾法可以得到不同濃度的乙酸。這種方法可以綜合利用木材廢料，在森林地區(qū)有一定的價值。合成法能制出純凈的乙酸(97~99%)，可供重要有機(jī)合成工業(yè)作為原料之用。

習(xí)題2-10

1、為什么乙醇和乙酸分子里羥基中氫原子的活動性是不同的？有什么事實可以證明它們不同？

2、寫出化學(xué)方程式表示乙酸的主要化學(xué)性質(zhì)。

3、乙酸具有什么性質(zhì)，使它能跟鈉、氧化鈉、苛性鈉和碳酸鈉都發(fā)生反應(yīng)？作出解釋并寫出各個化學(xué)方程式。

4、有哪幾種方法可以鑒別乙醇和乙酸？

5、在三個瓶子中分別盛著乙醇、乙醛、乙酸。用什么化學(xué)實驗方法來鑒別它們？

6、用過量的鎂粉和濃度為1M的乙酸溶液50毫升反應(yīng)，試求在20℃，750毫米壓力下，能產(chǎn)生氫氣若干毫升？[提示：算出1M的乙酸溶液50毫升中含乙酸多少克分子]【609毫升】

7、什么叫做成醋發(fā)酵？為什么放置日久的黃酒會變酸而燒酒不會？

8.、怎樣從木材干餾所得的液體里把乙酸分離出來？寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。

9、寫出工業(yè)上從石灰石開始制取乙酸的各步驟反應(yīng)的化學(xué)方程式。