【阅前提示】本篇出自『数理化自学丛书6677版』，此版丛书是“数理化自学丛书编委会”于1963-1966年陆续出版，并于1977年正式再版的基础自学教材，本系列丛书共包含17本，层次大致相当于如今的初高中水平，其最大特点就是可用于“自学”。当然由于本书是大半个世纪前的教材，很多概念已经与如今迥异，因此不建议零基础学生直接拿来自学。不过这套丛书却很适合像我这样已接受过基础教育但却很不扎实的学酥重新自修以查漏补缺。另外，黑字是教材原文，彩字是我写的备注。

【山话嵓语】『数理化自学丛书』其实还有新版，即80年代的改开版，改开版内容较新而且还又增添了25本大学基础自学内容，直接搞出了一套从初中到大学的一条龙数理化自学教材大系列。不过我依然选择6677版，首先是因为6677版保留了很多古早知识，让我终于搞明白了和老工程师交流时遇到的奇特专业术语和计算模式的来由。另外就是6677版的版权风险极小，即使出版社再版也只会再版80年代改开版。我认为6677版不失为一套不错的自学教材，不该被埋没在故纸堆中，是故才打算利用业余时间，将『数理化自学丛书6677版』上传成文字版。    

第二章烃的衍生物  

§2-10乙酸

【01】在§2-8里我们学过【山注，化4-2-08第08段，传送门CV22267162】，醛很容易被氧化为酸。甲醛可以氧化成甲酸，乙醛可以氧化成乙酸。这一节我们就来研究乙酸。

乙酸的物理性质和分子结构

【02】乙酸是食用醋的主要成分。所以乙酸俗称醋酸。醋酸是无色液体，但在冷天是无色晶体，看上去好象冰一样，因此96%以上的纯醋酸又叫做冰醋酸，这是因为它的熔点是16.5℃，当冷天气温低于这个温度时，它就凝固的缘故。醋酸有强烈的刺激嗅味。极易吸湿，能灼伤皮肤，使用冰醋酸时要注意这一点.，醋酸易溶于水，通常食用的醋就是醋酸的3~5%的水溶液。

【03】乙酸的结构式是。为什么这样描述呢？上节里也已学过，这是由于醛分子里跟羰基相连接的氢原子，因为受到了羰基的影响，容易氧化为羟基的缘故。所以不论甲酸或乙酸，都可以看作是在醛氧化成酸时，分子里就出现了羟基。关于这一点，可以用和测定乙醇分子结构同样的实验方法来证明（§2-2）【山注，化4-2-02第05段，传送门CV22167183】。因为钠或其他活泼金属都很容易从酸里置换出氢来，用金属钠和酸反应，进行放出氢气体积的测定实验，结果一克分子酸里只有一克原子的氢可以置换出来。可见这一个氢原子在酸分子里所处的位置，正是和乙醇分子里羟基上的这一个氢原子是一样的。因此，可以推知酸分子里确是有羟基存在。所以我们可以说，甲酸或乙酸分子里有一个跟羰基连接着的羟基。由羰基和羟基组成的原子团特称为羧基（羧音梭，suō）。乙酸分子是一个烃基（甲烷基）和一个羧基组成的，所以它的结构式是：

【注意：简式这样写时，切勿误会羟基是和氧原子连接的】

【04】这也可以看作是甲烷分子中的一个氢原子被羧基取代后的生成物。所以它也是烃的衍生物之一。

乙酸的化学性质

【05】乙酸的化学性质，可以根据它的分子结构来推导。它的分子结构可以分成如下所示的几个单位：

1、羧基上氢原子的性质——酸性

【06】学习到现在为止，我们只知道，有机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来，主要是分子里羟基上的氢原子受到了影响，增大了活动性的缘故。乙酸也具有酸性，它的酸性是怎样来的呢？

【07】乙酸酸性的由来，还是由于分子里羟基上的氢原子的关系。乙酸分子中的羟基受到了羰基里氧的影响，减弱了氢氧原子间的联系，从而增大了氢原子的活动性，使乙酸跟无机酸一样的能够在水溶液里电离：

【08】不过乙酸的电离度很小，不能和强酸如盐酸和硫酸等无机酸相比，它是一种弱酸。

【09】乙酸具有酸类的通性，水溶液有酸味，能使指示剂变色，能跟某些活泼金属起置换反应，生成乙酸盐同时放出氢气，如：

【有机酸盐的分子式的写法，习惯上把金属写在后面。】

【10】乙酸也能跟碱性氧化物反应生成盐和水，如：

【11】乙酸还能跟碱类中和，如：

【12】乙酸盐就是根据以上这些反应来制取的。

【13】乙酸盐可以这样来鉴别：把乙酸盐配成溶液，加入氯化铁溶液，于是生成乙酸铁，溶液显红棕色。把溶液加热煮沸，则有棕褐色的碱式乙酸铁Fe(OH)(CH₃COO)₂沉淀生成。

【14】乙酸也可以根据上述原理进行鉴定，只要在乙酸溶液里加碳酸钠粉末到不再有气体发生为止（什么气体？），使生成乙酸钠，然后加氯化铁溶液，加热，根据碱式乙酸铁棕褐色沉淀的出现来鉴定乙酸的存在。

2、羧基上羟基的取代反应

【15】上面所讲的乙酸的酸性，实质是分子里羧基中羟基上氢原子的反应。现在我们继续讨论羧基中整个羟基被取代的反应。例如：在浓硫酸的存在下，把乙酸跟乙醇共热，可以生成具有果香的叫做乙酸乙酯（酯音指，zhǐ）的一种液态化合物：

【16】浓硫酸在这个反应里是催化剂，同时由于反应是可逆的，浓硫酸有脱水作用，除去水后，更有利于向生成酯的方向进行。

【17】乙酸乙酯以后还要讨论。

3、烃基上氢原子的取代反应

【18】乙酸分子里烃基上的氢原子，容易被卤素取代。这个反应这里不作详细介绍。

乙酸的用途

【19】乙酸除作为食用醋外，主要作为有机合成工业上的一种重要原料，染料如靛蓝、医药如阿司匹灵、颜料如铅白、织物染色用的媒染剂如乙酸铝、不着火的电影胶片如乙酸纤维素，以及香料、特种人造丝、塑料、假漆和溶剂等的制造，几乎都需使用乙酸。

乙酸的制法

【20】乙酸的制取方法，一般有下述三种：

1、发酵法

【21】在古时代，人们就已懂得利用酒在空气中自然氧化、“酸败而成醋”的道理。这个过程，实质上就是发酵作用。由于醋酸菌在空气中繁殖，产生一种特殊的酶，这种酶叫做醋酶，能促使乙醇氧化而生成乙酸：

【22】乙醇发酵成醋的过程，叫做成醋发酵。成醋发酵只能在黄酒、葡萄酒等酒类里进行。因为醋酸菌需要氮和磷作为养料，不含氮和磷的烧酒或纯酒精溶液，都不可能发酵而制得乙酸。

2、木材干馏法

【23】我们知道，在干馏木材所得的木焦油里含有乙酸、甲醇和丙酮，加入石灰后，乙酸便被中和成为乙酸钙（工业上叫做醋石），加热，可以把木焦油中所含的挥发性的甲醇、丙酮和乙酸钙分离。留下的乙酸钙再加浓硫酸蒸馏，可获得浓度为60%的乙酸，反应过程如下：

3、合成法

【24】合成法是近代大量生产乙酸的方法，是用煤和石灰石作为原料的。根据乙炔和水进行加成反应（这个反应的过程下面就要介绍），制得乙醛后，再用醋酸亚锰作为催化剂，使乙醛氧化为乙酸。整个生产反应过程可以下式表示：

【这种反应式在§2-6中已看到过，见第104页注】【山注，化4-2-02第27段反应式及注，传送门CV22264039】

【25】乙块和水的加成反应叫做乙炔水化反应，是用硫酸汞作为催化剂，在70~75℃时，乙炔跟水发生加成反应，生成乙醛，反应过程如下：

【26】在实验室里可以按下列手续进行实验：

【27】装置如图2·4。在乙炔发生瓶中装入碳化钙（电石）几块，约重5~10克。在漏斗中注入饱和食盐溶液。在气体洗瓶里盛入2克重铬酸钾和50毫升浓硫酸的混和液。在催化瓶中注入稀硫酸（1:5）25毫升和氧化汞0.5克，在作为受器的试管里盛蒸馏水1~2毫升。

【28】加热催化瓶，并保温在75~80℃.从漏斗中放下食盐溶液，使发生均匀的乙炔气流，当气流通过洗瓶时，由于铬酸混和液的作用，可以除去乙炔气体中可能混有的杂质，如H₂S、PH₃和AsH₃等，当乙炔气流进入催化瓶时就和水发生加成反应，生成的乙醛蒸气进入受器，溶于水而得乙醛溶液。

【29】为了验证生成物是乙醛，在通气5~6分钟后，就可以放下受器，把生成物进行银镜反应，根据银镜的出现，证明乙炔在催化剂存在之下可以水化生成乙醛。

【30】上述三种方法都有生产价值，如发酵法得到的是较稀的乙酸溶液，适于食用。木材干馏法可以得到不同浓度的乙酸。这种方法可以综合利用木材废料，在森林地区有一定的价值。合成法能制出纯净的乙酸(97~99%)，可供重要有机合成工业作为原料之用。

习题2-10

1、为什么乙醇和乙酸分子里羟基中氢原子的活动性是不同的？有什么事实可以证明它们不同？

2、写出化学方程式表示乙酸的主要化学性质。

3、乙酸具有什么性质，使它能跟钠、氧化钠、苛性钠和碳酸钠都发生反应？作出解释并写出各个化学方程式。

4、有哪几种方法可以鉴别乙醇和乙酸？

5、在三个瓶子中分别盛着乙醇、乙醛、乙酸。用什么化学实验方法来鉴别它们？

6、用过量的镁粉和浓度为1M的乙酸溶液50毫升反应，试求在20℃，750毫米压力下，能产生氢气若干毫升？[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、什么叫做成醋发酵？为什么放置日久的黄酒会变酸而烧酒不会？

8.、怎样从木材干馏所得的液体里把乙酸分离出来？写出有关的化学方程式。

9、写出工业上从石灰石开始制取乙酸的各步骤反应的化学方程式。