Малеиновая кислота — органическое соединение с формулой C4H4O4. Это белое кристаллическое твердое вещество, используемое в производстве полимеров, клеев и пищевых добавок.
| Название ИЮПАК | 2,3-дигидроксибутандиовая кислота |
| Молекулярная формула | С₄H₄O₄ |
| Количество CAS | 110-16-7 |
| Синонимы | Цис-бутендиовая кислота, цис-1,2-этилендикарбоновая кислота, токсичная кислота |
| ИнЧИ | InChI=1S/C4H4O4/c5-3(6)1-2-4(7)8/h1-2H,(H,5.6)(H,7.8) |
Свойства малеиновой кислоты
Формула малеиновой кислоты
Формула бутендиовой кислоты C4H4O4. Он состоит из четырех атомов углерода, четырех атомов водорода и четырех атомов кислорода. Формула представляет точное количество и типы атомов, присутствующих в молекуле бутендиовой кислоты.
Малеиновая кислота Молярная масса
Молярная масса бутендиовой кислоты рассчитывается путем сложения атомных масс всех атомов в ее формуле. Бутендиовая кислота имеет молярную массу примерно 116,07 грамм на моль. Эта величина позволяет определить количество бутендиовой кислоты в заданном количестве, используя понятие молей.
Температура кипения малеиновой кислоты
Бутендиовая кислота имеет температуру кипения от 160 до 162 градусов Цельсия. Эта температура указывает точку, в которой бутендиовая кислота переходит из жидкого состояния в газообразное при стандартном атмосферном давлении.
Малеиновая кислота Точка плавления
Температура плавления бутендиовой кислоты составляет примерно от 139 до 140 градусов Цельсия. Это означает температуру, при которой бутендиовая кислота переходит из твердой формы в жидкую. Эта характеристика может быть полезна в различных применениях и процессах с участием бутендиовой кислоты.
Плотность малеиновой кислоты, г/мл
Бутендиовая кислота имеет плотность примерно 1,59 грамма на миллилитр. Плотность измеряет массу вещества в единице объема. Плотность бутендиовой кислоты определяет ее поведение в различных физических и химических процессах, например при смешивании с другими веществами или отделении от них.
Малеиновая кислота Молекулярный вес
Молекулярная масса бутендиовой кислоты составляет 116,07 грамма на моль. Это сумма атомных весов всех атомов в молекуле бутендиовой кислоты. Молекулярный вес важен при различных расчетах, например, при определении концентрации или количества бутендиовой кислоты в растворе.
Структура малеиновой кислоты
Бутендиовая кислота имеет структуру, состоящую из двух карбоксильных групп (СООН), присоединенных к структуре углерод-углерод с двойной связью (C=C). Такое расположение придает бутендиовой кислоте ее характерные свойства и реакционную способность. Структура играет решающую роль в понимании его поведения в химических реакциях и взаимодействиях с другими соединениями.
Растворимость малеиновой кислоты
Бутендиовая кислота хорошо растворима в воде, ее растворимость составляет примерно 633 грамма на литр при 20 градусах Цельсия. Эта высокая растворимость делает бутендиовую кислоту легко растворимой в водных растворах и позволяет использовать ее в различных областях, например, в производстве полимеров и фармацевтических препаратов.
| Появление | Белое кристаллическое твердое вещество |
| Удельный вес | 1,59 г/мл |
| Цвет | Бесцветный |
| Запах | Без запаха |
| Молярная масса | 116,07 г/моль |
| Плотность | 1,59 г/мл |
| Точка плавления | 139-140°С |
| Точка кипения | 160-162°С |
| Мигающая точка | Непригодный |
| Растворимость в воде | Очень растворим |
| Растворимость | Он хорошо растворим в полярных растворителях, таких как вода и спирт. |
| Давление газа | Нет в наличии |
| Плотность пара | Нет в наличии |
| пКа | 1,92 |
| рН | ~1-2 |
Безопасность и опасность малеиновой кислоты
Бутендиовая кислота имеет определенные соображения безопасности и опасности. Он может вызвать раздражение кожи, глаз и дыхательной системы при контакте или вдыхании. При работе с бутендиовой кислотой рекомендуется носить защитное оборудование, такое как перчатки и очки. В случае случайного проглатывания следует немедленно обратиться за медицинской помощью. Бутендиовая кислота также горюча, поэтому следует соблюдать осторожность, чтобы избежать воздействия открытого огня или высоких температур. Хорошая вентиляция имеет решающее значение для предотвращения накопления паров. Важно хранить бутендиовую кислоту в безопасном, хорошо проветриваемом помещении, вдали от несовместимых веществ. Соблюдение надлежащих мер безопасности имеет важное значение при работе с бутендиовой кислотой.
| Символы опасности | Коррозионный (С) |
| Описание безопасности | – Избегать контакта с кожей и глазами, – Использовать в хорошо проветриваемом помещении, – Надевать перчатки и защитные очки, – Хранить в безопасном, хорошо проветриваемом помещении. |
| Идентификаторы Организации Объединенных Наций | ООН3265 |
| код ТН ВЭД | 2917.11.00 |
| Класс опасности | 8 (Коррозионный) |
| Группа упаковки | III |
| Токсичность | Может вызвать раздражение кожи, глаз и дыхательной системы. Вред при проглатывании. |
Методы синтеза кислоты
Различные методы позволяют синтезировать бутендиовую кислоту. Популярный подход заключается в окислении малеинового ангидрида окислителем, таким как перманганат калия или перекись водорода, в присутствии катализатора. В результате реакции образуется бутендиовая кислота.
Другой метод заключается в гидролизе малеинового ангидрида путем его взаимодействия с водой, что приводит к образованию бутендиовой кислоты. В зависимости от желаемых условий и скорости реакции эта реакция может протекать в кислых или щелочных условиях.
Каталитическое окисление бутана или бензола дает бутендиовую кислоту путем окисления их воздухом или кислородом с использованием такого катализатора, как пентоксид ванадия. Полученная реакционная смесь подвергается дальнейшим стадиям очистки для выделения бутендиовой кислоты.
Кроме того, микроорганизмы могут ферментировать определенные углеводы для синтеза бутендиовой кислоты. Этот биологический метод предполагает использование определенных бактерий или грибов, которые производят бутендиовую кислоту в качестве побочного продукта метаболизма.
Каждый из этих методов синтеза имеет преимущества и особенности, касающиеся условий реакции, масштабируемости и воздействия на окружающую среду. Выбор метода зависит от таких факторов, как желаемый выход, требования к чистоте и общая осуществимость процесса.
Использование малеиновой кислоты
Бутендиовая кислота находит разнообразное применение благодаря своим универсальным свойствам. Вот некоторые из его применений:
- Производство полимеров. При производстве полимеров, таких как полиэфиры и алкидные смолы, в качестве предшественника используется бутендиовая кислота, придающая этим материалам желаемые свойства, такие как долговечность и гибкость.
- Состав клея: Составы клея содержат бутендиовую кислоту, улучшающую их способность к склеиванию, тем самым способствуя адгезии между различными подложками. Это делает его полезным в таких отраслях, как строительство и автомобилестроение.
- Пищевая промышленность и производство напитков. В пищевой промышленности и производстве напитков бутендиовая кислота служит подкислителем и усилителем вкуса, придавая кислый вкус различным продуктам, таким как конфеты, безалкогольные напитки и фруктовые соки.
- Текстильная промышленность: В текстильной промышленности бутендиовая кислота используется в процессах крашения и отделки, где она действует как выравниватель красителя, обеспечивая равномерное распределение цвета на тканях.
- Фармацевтическое применение: Бутендиовая кислота находит применение в фармацевтической промышленности для синтеза активных фармацевтических ингредиентов (API) и в качестве регулятора pH в лекарственных препаратах.
- Очистка воды: бутендиовая кислота контролирует накипь и коррозию в процессах очистки воды, предотвращая образование минеральных отложений в трубах и оборудовании.
- Косметика и средства личной гигиены: Бутендиовая кислота регулирует pH и действует как хелатирующий агент в косметике и средствах личной гигиены, стабилизируя составы и повышая их эффективность.
- Применение в сельском хозяйстве: Производные бутендиовой кислоты действуют как регуляторы роста растений и гербициды в сельском хозяйстве, помогая контролировать рост сорняков и повышать урожайность сельскохозяйственных культур.
Разнообразный спектр применения бутендиовой кислоты подчеркивает ее важность в различных отраслях промышленности, способствуя разработке многочисленных продуктов и процессов.
Вопросы:
Вопрос: Сколько ионизируемых атомов водорода содержится в каждой молекуле малеиновой кислоты C4H4O4?
Ответ: В каждой молекуле бутендиовой кислоты имеется два ионизируемых атома водорода.
Вопрос: Имеет ли малеиновая кислота дипольный момент?
Ответ: Да, бутендиовая кислота обладает дипольным моментом из-за наличия полярных связей в ее структуре.
Вопрос: Каковы молекулярные формулы глиоксила, малеиновой кислоты и аконтиновой кислоты?
A: Молекулярные формулы: глиоксил (C2H2O2), бутендиовая кислота (C4H4O4), аконтиновая кислота (C6H6O6).
Вопрос: Малеиновая кислота или фумаровая кислота более реагируют с бромом?
Ответ: Бутендиовая кислота более реакционноспособна с бромом, чем фумаровая кислота.
Вопрос: Произойдет ли изомеризация малеиновой кислоты, если реакцию проводить в нейтральной воде?
Ответ: Нет, изомеризация бутендиовой кислоты не происходит в нейтральной воде.
Вопрос: Насколько близки были ваши значения pKa1 и pKa2 для малеиновой кислоты?
Ответ: Значение pKa1 бутендиовой кислоты составляет примерно 1,92, а значение pKa2 — примерно 6,07.
Вопрос: Как растворить малеиновую кислоту?
Ответ: Бутендиовую кислоту можно растворить в воде, перемешивая ее при комнатной температуре до полного растворения.
Вопрос: Когда была обнаружена малеиновая кислота?
Ответ: Бутендиовая кислота была открыта в 1834 году немецким химиком Августом Вильгельмом фон Гофманом.
Вопрос: Как этанол реагирует с яблочной кислотой с образованием малеиновой кислоты?
Ответ: Этанол реагирует с яблочной кислотой в присутствии дегидратирующего агента, такого как серная кислота, с образованием бутендиовой кислоты.
Вопрос: Образует ли малеиновая кислота при смешивании с HCl и нагревании фумаровую кислоту?
Ответ: Да, бутендиовая кислота при смешивании с HCl и нагревании подвергается реакции изомеризации с образованием фумаровой кислоты.