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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。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。
化学性质
甲酸的酸性
甲酸是脂肪酸中 在羧基上连有氢原子的酸,氢原子斥电子力量远小于烃基,使羧基碳原子的电子密度比其他羧酸低,又因共轭效应、羧基氧原子上的电子更偏向碳,所以甲酸的酸性,强于同系列中的其他羧酸。甲酸具有与大多数其他羧酸相同的性质,在通常情况下甲酸不会生成酰氯或者酸酐。甲酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系数(pKa)=3.75(at 20℃),1%甲酸溶液pH值为2.2。
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甲酸酸性所体现的性质:
与碱反应
甲酸具有酸的性质,因此可以和碱发生中和反应,生成甲酸盐和水。
甲酸与氨水反应:HCOOH+NH3·H2O = =HCOONH4+H2O
甲酸与氢氧化钠:HCOOH+NaOH = HCOONa+H2O
甲酸与氢氧化铜:2HCOOH+Cu(OH)2 = Cu(HCOO)2+2H2O
甲酸与氢氧化钙:2HCOOH+Ca(OH)2 = Ca(HCOO)2+2H2O
与盐反应
甲酸也可以与部分盐发生反应。
甲酸与碳酸钠:2HCOOH+Na2CO3 = 2HCOONa+H2O+CO2↑
甲酸与碳酸钙:2HCOOH+CaCO3 = Ca(HCOO)2+H2O+CO2↑
与金属反应
由于弱酸的性质,对于许多金属,甲酸是有腐蚀性的,例如镁和锌,反应生成氢气和金属甲酸盐。
甲酸与钠反应:2HCOOH+2Na = 2HCOONa+H2↑
甲酸与锌反应:2HCOOH+Zn = Zn(COOH)2+H2↑
甲酸与镁反应:2HCOOH+Mg = Mg(COOH)2+H2↑
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甲酸是能和烯烃进行加成反应的羧酸。甲酸在酸的作用下(如硫酸, ),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。
辛醇/水分配系数的对数值:-0.54,爆炸上限%(V/V):57.0,爆炸下限%(V/V):18.0。
甲酸为强的还原剂,能发生银镜反应。在饱和脂肪酸中酸性是比较强的,离解常数为2.1×10-4。在室温慢慢分解成一氧化碳和水。与浓硫酸一起加热至60~80℃,分解放出一氧化碳。甲酸
加热到160℃以上即分解放出二氧化碳和氢。甲酸的碱金属盐加热至400℃生成草酸盐。