通常条件下,纯甲醛是一种具有窒息作用的无色气体,低浓度时不易察觉,浓度较高时有强烈刺激性气味,尤其对人的眼睛和黏膜有刺激作用,能溶解于水,形成甲醛水溶液 [11]。液体在较冷时久贮易混浊,在低温时则形成三聚甲醛沉淀。蒸发时有一部分甲醛逸出,但多数变成三聚甲醛。该品为强还原剂,在微量碱性时还原性更强。在空气中能缓慢氧化成甲酸,是强还原剂。其蒸气与空气形成爆炸性混合物,遇明火、高热能引起燃烧爆炸。在一般商品中,都加入10%~12%的甲醇作为抑制剂,否则会发生聚合 [1]。
纯甲醛气体在-19.5℃时能液化形成纯甲醛液体,在较低的温度下能与大多数有机溶剂(如甲苯、醚、氯仿、醋酸乙酯等)以任何比例相混溶,其溶解度大小随温度的增高而减少。液态纯甲醛还微溶于石油醚和伞花烃中 [11]。
纯甲醛液体在-118℃时能凝固成白色片状的固体甲醛。纯甲醛液体的饱和蒸气压和温度的关系可按Antoine方程式计算
甲醛中碳原子以三个sp²杂化轨道形成三个σ键。其中一个是和氧形成一个σ键。这三个键在同一平面上。碳原子的一个p轨道和氧的一个p轨道彼此重叠起来形成一个π键,与三个σ键所成的平面垂直。键角∠HCH=111.5°,∠HCO=121.8°。键长:碳氢键:120.3pm、碳氧双键:110 pm。偶极矩7.56×10-30 C·m。
甲醛分子结构中存在羰基氧原子和α-氢原子,化学性质活泼,能与许多化合物进行反应,生成许多重要的工业化学品和中间体 [12]。
纯气态甲醛和液态甲醛在温度低于80℃时都会聚合,为防止聚合,贮存温度适宜在100—150℃ [11]。37%级工业用甲醛溶液贮存温度为8℃~40℃;44%级工业用甲醛溶液贮存温度为 45℃~50℃;50%级工业用甲醛溶液贮存温度为53℃~60℃;应采取必要的措施,减少甲醛溶液的聚合及氧化 [19]。
甲醛是最简单的醛,通常把它归为饱和一元醛,但它又相当于二元醛。在与弱氧化剂的反应中,每摩尔HCHO最多可还原出4 mol的Ag或2 mol的氧化亚铜,这都是乙醛还原能力的两倍,故甲醛又像二元醛。纯甲醛有强还原作用,特别是在碱溶液中。甲醛自身能缓慢进行缩合反应,特别容易发生聚合反应。
常温下,甲醛气体极易溶于水、醇类和其他极性溶剂中。无水甲醛溶于水速率非常快,并且发生反应,在22℃时一级反应速率常数为9.8 s-1。甲醛在工业上主要以水溶液、聚合体和各种衍生物的形式加以应用,无水单体甲醛在工业上是无法应用的。化学反应有Prins反应、Reppe反应、Tollens反应、Tishchenko反应、Mannich反应和Cannizaro反应。
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