乙醛(化学式CH₃CHO)是最简单的脂肪醛,具有活泼的化学性质,是化工生产中的关键中间体,同时在部分领域有特定应用,其核心性质与具体应用如下:

一、乙醛的核心性质

1. 物理性质

- 状态与外观:常温常压下为无色透明液体,具有强烈的刺激性气味(类似水果腐烂或刺激性酸味),易挥发。

- 溶解性:与水、乙醇、乙醚、氯仿等多数有机溶剂可无限互溶,这一特性使其便于在反应体系中溶解和参与反应。

- 沸点与熔点:沸点约20.8℃(远低于水,常温下易挥发成气体),熔点约-123.5℃;纯乙醛密度约0.783g/cm³(小于水)。

- 安全性:乙醛蒸气与空气混合可形成爆炸性混合物,爆炸极限约4.0%-57.0%(体积分数),遇明火、高温易燃烧爆炸;同时具有毒性,吸入或皮肤接触过量会刺激黏膜,长期接触可能危害健康。

2. 化学性质

- 还原性:这是乙醛最典型的化学性质,易被氧化:

- 与银氨溶液(托伦试剂)反应,生成银镜(银镜反应),可用于检验醛基;

- 与新制氢氧化铜悬浊液(斐林试剂)反应,生成砖红色氧化亚铜沉淀,是醛类物质的特征反应;

- 在催化剂(如乙酸锰)作用下,可被空气中的氧气氧化为乙酸(工业制乙酸的重要方法之一)。

- 加成反应:醛基(-CHO)中的双键易发生加成反应,例如与氢气在镍催化下加成生成乙醇,与氰化氢加成生成乳酸前体,为后续有机合成提供基础。

- 聚合反应:在一定条件下(如低温、酸催化),乙醛可发生聚合反应:

- 三聚生成三聚乙醛(具有较好稳定性,可作为乙醛的储存形式);

- 四聚生成四聚乙醛(俗称“密达”,是一种常用的杀螺剂)。

二、乙醛的主要应用

1. 化工领域:核心有机合成中间体

- 生产乙酸:这是乙醛最主要的工业用途。通过催化氧化反应,乙醛可高效转化为乙酸,而乙酸是制造醋酸纤维、乙酸酯、塑料等产品的基础原料。

- 合成乙酸乙酯:乙醛在催化剂作用下可通过“乙醛缩合法”直接生成乙酸乙酯,该方法步骤简单、成本较低,乙酸乙酯广泛用作溶剂(涂料、油墨)和香料成分。

- 制备丁醇与辛醇:乙醛通过羟醛缩合反应生成丁醛,丁醛进一步还原可得到丁醇(用于制造涂料、增塑剂),丁醛还可继续反应生成辛醇(主要用于生产塑料增塑剂邻苯二甲酸二辛酯)。

- 合成其他化学品:用于生产乙醛肟、过氧乙酸、季戊四醇等,这些产品分别应用于橡胶硫化、消毒剂、涂料树脂等领域。

2. 农业领域:特定杀虫剂

- 乙醛四聚体(四聚乙醛)是常用的杀螺剂,对福寿螺、钉螺等软体动物有特效,广泛用于水稻田、蔬菜田,可有效防治螺类对作物的破坏,且对鱼类、鸟类毒性较低。

3. 其他小众应用

- 科研与检验:利用乙醛的银镜反应、斐林反应,可在实验室中检验醛基,或用于有机化学实验教学。

- 少量用于香料工业:极低浓度的乙醛具有微弱的水果香气,偶尔作为微量成分用于调配某些香精,但因刺激性强,应用范围受限。

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