[科普中國]-甲醛水溶液

甲醛通常以水溶液形式出現(xiàn)，易溶于水和乙醇，35～40%的甲醛水溶液叫做福爾馬林。甲醛是一種重要的有機原料，主要用于塑料工業(yè)（如制酚醛樹脂、脲醛塑料）、合成纖維（如合成維尼綸、聚乙烯醇縮甲醛）、皮革工業(yè)、醫(yī)藥、染料等。

甲醛水溶液用來泡海產(chǎn)品是錯的，因為甲醛水溶液甲醛會與海產(chǎn)品中蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使其變質(zhì)，危害人體健康，但可用甲醛水溶液制作動物標本，使標本能長久保存。

簡介中文名稱：甲醛水溶液

英文名稱：Formaldehyde

英文別名：Formalin；Methanal

化學式：CH2O；HCHO

結(jié)構(gòu)簡式：HCHO

分子量：30.03

CAS登錄號：50-00-0

EINECS登錄號：200-001-8

甲醛是一種無色，有強烈刺激型氣味的氣體。易溶于水、醇和醚。甲醛在常溫下是氣態(tài)，通常以水溶液形式出現(xiàn)。易溶于水和乙醇，35～40%的甲醛水溶液叫做福爾馬林。1

化學性質(zhì)甲醛分子結(jié)構(gòu)中存在羰基氧原子和α—氫原子，化學性質(zhì)很活潑，它能與許多化合物進行反應(yīng)，生成許多重要的工業(yè)化學品和化工中間體，這里僅介紹其中最重要的一些化學反應(yīng)。

（1）加成反應(yīng)

甲醛與亞硫酸鈉加成反應(yīng)生成甲醛基酸式硫酸鈉鹽HOCH2OSO2Na，然后用鋅粉在醋酸蒸餾中還原生成甲醛次硫酸鈉鹽，在工業(yè)上被廣泛用作紡織品撥染印花藥劑。

CH2O + Na2SO3 + H2O→HOCH2OSO2Na + NaOH

由于在上述反應(yīng)中甲醛能生成等摩爾的NaOH，因此常作為定量分析甲醛含量的分析方法。

（2）縮合反應(yīng)

甲醛自身能緩慢進行縮合反應(yīng)，生成低級的羥基醛、羥基酮和其他羥基化合物，但在堿存在下能加快反應(yīng)的進行。甲醛能與各種化合物進行縮合反應(yīng)，著稱Tolleus反應(yīng)，在堿性條件下反應(yīng)則生成羥甲烯基衍生物（—CH2OH），在酸性條件下或以氣相進行縮合反應(yīng)則生成甲烯基衍生物（=CHz）。工業(yè)上，一個重要的反應(yīng)是甲醛與苯酚縮合生產(chǎn)酚醛樹脂。1

（3）聚合反應(yīng)

甲醛的特殊性質(zhì)是自身容易聚合，但干燥的氣體甲醛是相當穩(wěn)定的，僅在溫度低于100℃時才會緩慢聚合。剛生產(chǎn)出來的甲醛水溶液靜置時會自動生成低分子聚合物，形成聚氧甲烯基醇的混合物，同時部份出現(xiàn)沉淀。甲醛水溶液在密閉的容器里置于室溫下會迅速聚合并放出熱量（63kJ/mol或15.05kcal/mol）。氣態(tài)甲醛在室溫下，甲醛水溶液在濃縮操作過程中均能自聚，生成白色粉狀線性結(jié)構(gòu)的聚合體。

（4）分解反應(yīng)

甲醛具有意想不到的穩(wěn)定性，在低于300℃時無催化劑作用其分解速度非常緩慢。在400℃甲醛的分解速度約為每分鐘0.44%（分解壓力為101.3kPa），分解的主要產(chǎn)物是CO和H2。在工業(yè)條件下觀察到的甲醛分解成CO和H2的現(xiàn)象，應(yīng)該歸結(jié)于反應(yīng)器壁效應(yīng)或催化劑的作用而產(chǎn)生的，絕非是甲醛氣相熱分解而產(chǎn)生的。

（5）氧化還原反應(yīng)

許多金屬（如Pt，Cr，Cu等）能使甲醛還原成甲醇、甲酸甲酯、甲烷，或使甲醛深度氧化成甲酸、CO2和H2O。氫溴酸也有催化作用。

物理性質(zhì)甲醛易溶于水，溶解過程系放熱反應(yīng)，熱量大小不取決于溶液的濃度。甲醛水溶液系無色透明液體，有強烈刺激氣味，沸點基本上不隨其溶液濃度的改變而變化。在標準或當?shù)卮髿鈮合?，含甲?5%（wt.）以下的甲醛水溶液其沸點在99℃～100℃之間。25%（wt.）甲醛水溶液的沸點為99.1℃，而35%（wt.）甲醛水溶液的沸點為99.9℃。1

危害及其來源甲醛是無色、具有強烈氣味的刺激性氣體，其35%~40%的水溶液通稱福爾馬林。甲醛是原漿毒物，能與蛋白質(zhì)結(jié)合，吸入高濃度甲醛后，會出現(xiàn)呼吸道的嚴重刺激和水腫、眼刺痛、頭痛，也可發(fā)生支氣管哮喘。皮膚直接接觸甲醛，可引起皮炎、色斑、壞死。經(jīng)常吸入少量甲醛，能引起慢性中毒，出現(xiàn)粘膜充血、皮膚刺激癥、過敏性皮炎、指甲角化和脆弱、甲床指端疼痛等。全身癥狀有頭痛、乏力、胃納差、心悸、失眠、體重減輕以及植物神經(jīng)紊亂等。

各種人造板材（刨花板、纖維板、膠合板等）中由于使用了粘合劑，因而可含有甲醛。新式家具的制作，墻面、地面的裝飾鋪設(shè)，都要使用粘合劑。凡是大量使用粘合劑的地方，總會有甲醛釋放。此外，某些化纖地毯、油漆涂料也含有一定量的甲醛。甲醛還可來自化妝品?；瘖y品、清潔劑、殺蟲劑、消毒劑、防腐劑、印刷油墨、紙張、紡織纖維等多種化工輕工產(chǎn)品。1

甲醛的用途甲醛屬用途廣泛、生產(chǎn)工藝簡單、原料供應(yīng)充足的大眾化工產(chǎn)品，是甲醇下游產(chǎn)品樹中的主干，世界年產(chǎn)量在2500萬噸左右，30%左右的甲醇都用來生產(chǎn)甲醛。但甲醛是一種濃度較低的水溶液，從經(jīng)濟角度考慮不便于長距離運輸，所以一般都在主消費市場附近設(shè)廠，進出口貿(mào)易也極少。甲醛除可直接用作消毒、殺菌、防腐劑外，主要用于有機合成、合成材料、涂料、橡膠、農(nóng)藥等行業(yè)，其衍生產(chǎn)品主要有多聚甲醛、聚甲醛、酚醛樹酯、脲醛樹酯、氨基樹酯、烏洛托產(chǎn)品及多元醇類等。人造板工業(yè)發(fā)達，對甲醛的需求量甚大。

甲醛的用途非常廣泛，合成樹脂、表面活性劑、塑料、橡膠、皮革、造紙、染料、制藥、農(nóng)藥、照相膠片、炸藥、建筑材料以及消毒、熏蒸和防腐過程中均要用到甲醛，可以說甲醛是化學工業(yè)中的多面手，但任何東西的使用都必須有個限量，有一個標準，一旦使用超越了標準和限量，就會帶來不利的一面。

據(jù)知情人士介紹，1噸甲醛價格在1600元上下，甲醛濫用的主要原因在于其低廉的價格。幾年以來我國的甲醛產(chǎn)量成逐年遞增的趨勢，這與我國紡織工業(yè)和建材工業(yè)的發(fā)展是一致的，這說明在今后的很長一段時間內(nèi)甲醛還是我國化工行業(yè)的寵兒。據(jù)有關(guān)專家介紹，我國已研制成功了無甲醛的免燙整理劑，以及不含甲醛的環(huán)保型脲醛樹脂，然而時至今日也沒有被大量投產(chǎn)，主要原因就是價錢昂貴，可見，便宜的價格阻礙了甲醛的替代進程。

1）、木材工業(yè)

用于生產(chǎn)脲醛樹脂及酚醛樹脂，由甲醛與尿素按一定摩爾比混合進行反應(yīng)生成。

2）、紡織業(yè)

服裝在樹酯整理的過程中都要涉及甲醛的使用。服裝的面料生產(chǎn)，為了達到防皺、防縮、阻燃等作用，或為了保持印花、染色的耐久性，或為了改善手感，就需在助劑中添加甲醛。甲醛印染助劑比較多的是純棉紡織品，因為純棉紡織品容易起皺，使用含甲醛的助劑能提高棉布的硬挺度。含有甲醛的紡織品，在人們穿著和使用過程中，會逐漸釋出游離甲醛，通過人體呼吸道及皮膚接觸引發(fā)呼吸道炎癥和皮膚炎癥，還會對眼睛產(chǎn)生刺激。甲醛能引發(fā)過敏，還可誘發(fā)癌癥。廠家使用含甲醛的染色助劑，特別是一些生產(chǎn)廠為降低成本，使用甲醛含量極高的廉價助劑，對人體十分有害。1

3）、防腐溶液

甲醛是由（即甲醛亞硫酸氫鈉）在60℃以上分解釋放出的一種物質(zhì)，它無色，有刺激氣味、易溶于水。35%～40%的甲醛水溶液俗稱福爾馬林，具有防腐殺菌性能，可用來浸制生物標本，給種子消毒等。

甲醛具有防腐殺菌性能的原因主要是構(gòu)成生物體（包括細菌）本身的蛋白質(zhì)上的氨基能跟甲醛發(fā)生反應(yīng)。

4）、食品行業(yè)

利用甲醛的防腐性能，加入水產(chǎn)品等不易儲存的食品中。

我國甲醛工業(yè)工藝技術(shù)的發(fā)展

我國甲醛工業(yè)始建于20世紀50年代的上海溶劑廠，當時采用蘇聯(lián)技術(shù)，用浮石銀作為催化劑，系統(tǒng)壓力低于常壓，氧化溫度650－750℃，甲醛通過用水稀釋后進入蒸發(fā)器進行蒸發(fā)，不加配料蒸氣的生產(chǎn)工藝。隨著我國聚甲醛樹脂和烯醛法合成橡膠新工藝的開發(fā)成功，20世紀60年代中期對甲醛水溶液的濃度提出了新的要求，甲醛生產(chǎn)開始使用鐵鉬氧化物催化劑，最早在吉林石井溝聯(lián)合化工廠、天津第二石油化工廠、河南安陽塑料廠等廠家率先使用。1977年，我國復(fù)旦大學化學系與上海溶劑廠共同開發(fā)，試制成功新一代甲醛催化劑—電解銀。該催化劑具有活性高、選擇性好、單耗低、制作方便、無污染的特點，其制備工藝一直沿用至今。進入21世紀以后，各甲醛生產(chǎn)廠家紛紛提高了氧化反應(yīng)器的生產(chǎn)能力，突破了傳統(tǒng)的設(shè)計產(chǎn)能，對催化劑的壽命、活性、抗毒化等性能提出了更高的要求。1

對人體健康的危害甲醛對健康危害主要有以下幾個方面：

a、刺激作用

甲醛的主要危害表現(xiàn)為對皮膚粘膜的刺激作用，甲醛是原漿毒物質(zhì)，能與蛋白質(zhì)結(jié)合、高濃度吸入時出現(xiàn)呼吸道嚴重的刺激和水腫、眼刺激、頭痛。

b、致敏作用：皮膚直接接觸甲醛可引起過敏性皮炎、色斑、壞死，吸入高濃度甲醛時可誘發(fā)支氣管哮喘。

c、致突變作用：高濃度甲醛還是一種基因毒性物質(zhì)。實驗動物在實驗室高濃度吸入的情況下，可引起鼻咽腫瘤。

注：新裝修的房子里一般甲醛都會超標，只要在新房里放上一兩盆吊蘭，甲醛就全部都會被吸收。

紡織印染助劑對甲醛的限制：不能使用使直接與皮膚接觸的紡織品的甲醛量超過30ppm和使所有其它紡織品的甲醛量超過300ppm的紡織助劑，如含超標甲醛量的羊毛保護劑、固色刑、交聯(lián)劑、粘合劑等。限制紡織染料中游離的和部分能水解產(chǎn)生的甲醛量，保證在織物上游離的和部分能水解產(chǎn)生的甲醛量對直接與皮膚接觸的紡織品來說不能超過30ppm，而對所有其它紡織品來說不能超過300ppm。在紡織品中不能用重金屬鹽（除鐵之外）或甲醛作為去色劑或褪色劑。1

對田地消毒的作用40%水溶液的防治對象及使用方法：

1、防治瓜類炭疽病、茄子褐斑病、黃瓜疫病、枯萎病，用40%福爾馬林100倍溶液浸種30分鐘，浸種后用清水洗衣去種子上的藥液，催芽播種或晾干備用。

2、防治黃瓜細菌性角斑病用40%福爾馬林1.5小時，浸種后用清水洗凈，晾干后播種。

3、防治番茄青枯病，在田間零星發(fā)生時立即拔掉病株，帶出外，用40%福爾馬林200倍液向病穴澆灌，每穴澆藥液0.2公斤左右。

4、防治蠶豆枯萎病，用40%福爾馬林50-100倍液浸種40分鐘，浸種后用水洗凈，晾干后播種。

5、臺風暴雨后，土壤濕度大含病菌、蟲卵多，可在整地后用40%福爾馬林0.2%的藥液進行土壤消毒，可有效地控制和消滅土壤里的病菌和蟲、卵。采用0.2%的40%福爾馬林配制液防治番茄、茄子等蔬菜普通病毒病。 甲醛具毒性較高的化學藥品，應(yīng)經(jīng)過政府有關(guān)部門審批才能購買。而購買40%甲醛水溶液（即40%福爾馬林）其毒性大大降低，購買不需要審批。2

檢測全能檢測劑利用檢測劑本身遇到甲醛，苯系物，tvoc等等的反應(yīng)過程中，檢測劑本身顏色產(chǎn)生的變化，肉眼就可以辨別污染程度和有無的情況。優(yōu)點就是操作簡單、方便、安全、易用。

分光光度法分光光度法是基于不同分子結(jié)構(gòu)的物質(zhì)對電磁輻射的選擇性吸收而建立的一種定性、定量分析方法，是居室、紡織品、食品中甲醛檢測最常規(guī)的一種方法。涉及到的有乙酰丙酮法、酚試劑法、AHMT法、品紅一亞硫酸、變色酸法、間苯三酚法、催化光度法等，每種檢測方法所偏重的應(yīng)用領(lǐng)域不同，并各有其優(yōu)點和一定的局限性。2

乙酰丙酮法乙酰丙酮法指在過量銨鹽存在下，甲醛與乙酰丙酮通過45～60℃水浴30min或25℃室溫下經(jīng)2.5h反應(yīng)生成黃色化合物，然后比色定量甲醛含量。甲醛與乙酰丙酮反應(yīng)的特異性較好，干擾因素少，酚類和其它醛類共存時均不干擾，顯色劑較為穩(wěn)定，檢出限達到0.25 me/L，測定線性范圍較寬，適合高含量甲醛的檢測，多用于居室和水發(fā)食品中對甲醛的測定。但在進行水發(fā)食品中甲醛檢測時，需將樣品中的甲醛在磷酸介質(zhì)中加熱蒸餾提取出來，經(jīng)水溶液吸收、定容后再檢測，操作過程復(fù)雜、繁瑣、耗時。2

酚試劑法酚試劑法即MBTH法，即甲醛與酚試劑（3一甲基一2一苯并噻唑腙鹽酸鹽，ugrn）反應(yīng)生成嗪，嗪在酸性溶液中被鐵離子氧化成藍色，室溫下經(jīng)15 rain后顯色，然后比色定量。酚試劑法操作簡便，靈敏度高，檢出限為0.02mg/L，較適合測定微量甲醛測定。但脂肪族醛類也有類似的反應(yīng)，對測定會有干擾，二氧化硫?qū)y定也有一定的干擾，使結(jié)果偏低，所以，在測定吊白塊時應(yīng)用此方法要慎重。酚試劑的穩(wěn)定性較差，顯色劑MITIH在4℃冰箱內(nèi)僅可以保存3d，顯色后吸光度的穩(wěn)定性也不如乙酰丙酮法，顯色受時間與溫度等的限制。本法多用于居室中對甲醛的檢測，紡織品和食品中對甲醛的測定有時也用該方法一。

AHMT法AHMT法指甲醛與AHMT(4一氨基一3一聯(lián)氨一5一巰基一1，2，4一三氮雜茂)在堿性條件下縮合，經(jīng)高碘酸鉀氧化成紫紅色化合物，然后比色定量檢測甲醛含量的方法。本方法特異性和選擇性均較好，在大量乙醛、丙醛、丁醛、苯乙醛等醛類物質(zhì)共存時不干擾測定，檢出限為0.04 mg/L。但AHMT法在操作過程中顯色隨時間逐漸加深，標準溶液的顯色反應(yīng)和樣品溶液的顯色反應(yīng)時間必須嚴格統(tǒng)一，重現(xiàn)性較差，不易操作，多用于居室中對甲醛的檢測。2

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

唐浩宇 - 教授 - 湘潭大學