羧酸中,例如乙酸,的羧基氫原子能夠部分電離變?yōu)闅潆x子(質(zhì)子)而釋放出來,導(dǎo)致羧酸的酸性。乙酸在水溶液中是一元弱酸,酸度系數(shù)為4.8,pKa=4.75(25℃),濃度為1mol/L的醋酸溶液(類似于家用醋的濃度)的pH為2.4,也就是說僅有0.4%的醋酸分子是解離的。
乙酸的酸性促使它還可以與碳酸鈉、氫氧化銅、苯酚鈉等物質(zhì)反應(yīng)。
2CH3COOH + Na2CO3 =2CH3COONa + CO2 ↑+ H2O
2CH3COOH + Cu(OH)2=Cu(CH3COO)2 + 2H2O
CH3COOH + C6H5ONa =C6H5OH (苯酚)+ CH3COONa
乙酸的二聚體,虛線表示氫鍵
乙酸的晶體結(jié)構(gòu)顯示,分子間通過氫鍵結(jié)合為二聚體(亦稱二締結(jié)物),二聚體也存在于120℃的蒸汽狀態(tài)。二聚體有較高的穩(wěn)定性,現(xiàn)在已經(jīng)通過冰點降低測定分子量法以及X光衍射證明了分子量較小的羧酸如甲酸、乙酸在固態(tài)及液態(tài),甚至氣態(tài)以二聚體形式存在。當(dāng)乙酸與水溶和的時候,二聚體間的氫鍵會很快的斷裂。其它的羧酸也有類似的二聚現(xiàn)象。(兩端連接H)
液態(tài)乙酸是一個親水(極性)質(zhì)子化溶劑,與乙醇和水類似。因為介電常數(shù)為6.2,它不僅能溶解極性化合物,比如無機(jī)鹽和糖,也能夠溶解非極性化合物,比如油類或一些元素的分子,比如硫和碘。它也能與許多極性或非極性溶劑混合,比如水,氯仿,己烷。乙酸的溶解性和可混合性使其成為了化工中廣泛運(yùn)用的化學(xué)品。
對于許多金屬,乙酸是有腐蝕性的,例如鐵、鎂和鋅,反應(yīng)生成氫氣和金屬乙酸鹽。因為鋁在空氣中表面會形成氧化鋁保護(hù)層,所以鋁制容器能用來運(yùn)輸乙酸。金屬的乙酸鹽也可以用乙酸和相應(yīng)的堿性物質(zhì)反應(yīng),比如最著名的例子:小蘇打與醋的反應(yīng)。除了醋酸鉻(II),幾乎所有的醋酸鹽能溶于水。
Mg(s)+ 2 CH3COOH(aq)→ (CH3COO)2Mg(aq) + H2(g)NaHCO3(s)+ CH3COOH(aq) →CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l)
乙酸能發(fā)生普通羧酸的典型化學(xué)反應(yīng),特別注意的是,可以還原生成乙醇,通過親核取代機(jī)理生成乙酰氯,也可以雙分子脫水生成酸酐。
同樣,乙酸也可以成酯或氨基化合物。如乙酸可以與乙醇在濃硫酸存在并加熱的條件下生成乙酸乙酯(本反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)類型屬于取代反應(yīng)中的酯化反應(yīng))。
CH3COOH + CH3CH2OH<==> CH3COOCH2CH3 + H2O
440℃的高溫下,乙酸分解生成甲烷和二氧化碳或乙烯酮和水。
乙酸的典型化學(xué)反應(yīng):
乙酸與碳酸鈉:2CH3COOH+Na2CO3==2CH3COONa+CO2↑+H2O
乙酸與碳酸鈣:2CH3COOH+CaCO3→(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O
乙酸與碳酸氫鈉:NaHCO3+CH3COOH→CH3COONa+H2O+CO2↑
乙酸與堿反應(yīng):CH3COOH+-OH-=CH3COO- +H2O
乙酸與弱酸鹽反應(yīng):2CH3COOH+CO32-=2CH3COO- +H2O+CO2↑
乙酸與活潑金屬單質(zhì)反應(yīng):Fe+2CH3COOH→(CH3COO)2Fe+H2↑
乙酸與氧化鋅反應(yīng):2CH3COOH+ZnO→(CH3COO)2Zn+H2O
乙酸與醇反應(yīng):CH3COOH+C2H5OH→CH3COOC2H5+H2O(條件是加熱,濃硫酸催化,可逆反應(yīng))
乙酸與鋅反應(yīng):2CH3COOH +Zn →(CH3COO)2Zn +H2↑
乙酸與鈉反應(yīng):2CH3COOH+2Na→2CH3COONa+H2↑
乙酸可以通過其氣味進(jìn)行鑒別。若加入氯化鐵(III),生成產(chǎn)物為深紅色并且會在酸化后消失,通過此顏色反應(yīng)也能鑒別乙酸。乙酸與三氧化砷反應(yīng)生成氧化二甲砷,通過產(chǎn)物的惡臭可以鑒別乙酸。