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甲醛极易溶于水，可与水任意比例混溶，37%～40%(质量分数)的甲醛水溶液即福尔马林。20℃，1ATM，甲醛水溶液的饱和浓度上限约55%；1 体积水约溶解40 体积甲醛气体。甲醛极易溶于水，有多重因素。一是甲醛为强极性分子，水为极性溶剂，符合“极性相似相溶”原则；二是甲醛和水分子间形成氢键，甲醛的羰基氧有两对孤对电子，作为氢键受体；水分子的O－H 氢带部分正电荷，作为氢键供体。三是甲醛溶于水时几乎完全水合(25 ℃，该反应平衡常数 K≈2530，转化率 ＞ 99.9%)。
产物为甲二醇(HOCH2OH)，含两个羟基(－OH)，水溶性极强，是甲醛水溶液中的主要存在形式。高浓度下甲二醇还会缩合生成聚甲醛二醇，仍保持水溶性。
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