冰醋酸的制備方法有哪些？

乙酸的制備可以通過人工合成和細菌發酵兩種方法。生物合成法，即利用細菌發酵，僅占整個世界產量的10%，但是仍然是生產乙酸，尤其是醋的重要的方法，因為很多的食品安全法規規定食物中的醋必須是通過生物法制備，而發酵法又分為有氧發酵法和無氧發酵法。

有氧發酵法

在氧氣充足的情況下，醋桿菌屬細菌能夠從含有酒精的食物中生產出乙酸。通常使用的是蘋果酒或葡萄酒混合谷物、麥芽、米或馬鈴薯搗碎后發酵。由這些細菌發酵反應的化學方程式為：

C?H5OH + O? →CH?COOH + H?O

具體做法是將醋菌屬的細菌接種于稀釋后的酒精溶液并保持一定溫度，放置于一個通風的位置，在幾個月內就能夠經過發酵，后生成醋。工業生產醋的方法通過提供充足的氧氣使得反應過程加快，此方法已經被商業化生產采用，也被稱為“快速方法”或“德國方法”，因為在德國1823年應用成功而因此得名。此方法中，發酵是在一個塞滿了木屑或木炭的塔中進行。含有酒精的原料從塔的上方滴入，新鮮空氣從下方自然進入或強制對流。強化的空氣量使得此過程能夠在幾個星期內完成，大大縮短了制醋的時間。

Otto Hromatka和Heinrich Ebner在1949年提通過液態的細菌培養基制備醋。在此方法中，酒精在持續的攪拌中發酵為乙酸，空氣通過氣泡的形式被充入溶液。通過這個方法，含乙酸15%的醋能夠在兩至三天制備完成。

無氧發酵法

部分厭氧細菌，包括梭菌屬的部分成員，能夠將糖類直接轉化為乙酸而不需要乙醇作為中間體?？傮w反應方程式如下：

C6H12O6==3 CH3COOH

此外，許多細菌能夠從僅含單碳的化合物中生產乙酸，例如甲醇，一氧化碳或二氧化碳與氫氣的混和物。

2 CO2 + 4 H2 →CH3COOH + 2 H2O

2 CO + 2 H2 →CH3COOH

梭菌屬因為有能夠反應糖類的能力，減少了成本，這意味著這些細菌有比醋菌屬細菌的乙醇氧化法生產乙酸更有效率的潛力。然而，梭菌屬細菌的耐酸性不及醋菌屬細菌。耐酸性大的梭菌屬細菌也只能生產不到10%的乙酸，而有的醋酸菌能夠生產20%的乙酸。使用醋酸屬細菌制醋仍然比使用梭菌屬細菌制備后濃縮更經濟。所以，盡管梭菌屬的細菌早在1940年就已經被發現，但它的工業應用范圍較窄。

除了上述生物法外，工業用乙酸多采用如下方法合成：

甲醇羰基化法

大部分乙酸是通過甲基羰基化合成的。此反應中，甲醇和一氧化碳反應生成乙酸，方程式如下

CH3OH + CO →CH3COOH

這個過程是以碘代甲烷為中間體，分三個步驟完成，并且需要多金屬成分的催化劑（第二步中）

⑴ CH?OH + HI →CH?I + H?O

⑵ CH?I + CO →CH?COI

⑶ CH?COI + H?O →CH?COOH + HI