Ecetsav

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2020. június 3-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 33 szerkesztést igényelnek .
Ecetsav
Tábornok
Szisztematikus
név		 Etánsav
Rövidítések Ecet
Hagyományos nevek Ecetsav
Chem. képlet CH3COOH _ _
Fizikai tulajdonságok
Állapot Folyékony
Moláris tömeg 60,05 g/ mol
Sűrűség 1,0492 g/cm³
Felületi feszültség 27,1 ± 0,01 mN/m [4] , 24,61 ± 0,01 mN/m [4] és 22,13 ± 0,01 mN/m [4]
Dinamikus viszkozitás 1,056 mPas [5] , 0,786 mPas [5] , 0,599 mPas [5] és 0,464 mPas [5]
Ionizációs energia 10,66 ± 0,01 eV [1]
Termikus tulajdonságok
Hőfok
 •  olvadás 16,75 °C
 •  forralás 118,1 °C
 •  villog 103 ± 1 ℉ [1] és 39 ± 6 °C [2]
 •  spontán gyulladás 427 ± 1 °C [3]
Robbanási határok 4 ± 0,1 térfogat% [1]
Kritikus pont Olvadáspont: 321,6 °C, 5,79 MPa
Mol. hőkapacitás 123,4 J/(mol K)
Entalpia
 •  oktatás −487 kJ/mol
Gőznyomás 11 ± 1 Hgmm [1] , 10 ± 1 kPa [6] és 100 ± 1 kPa [6]
Kémiai tulajdonságok
Sav disszociációs állandó 4,76 (K a \u003d 1,75 * 10 -5 )
Optikai tulajdonságok
Törésmutató 1.372
Szerkezet
Dipólmomentum 1,74  D
Osztályozás
Reg. CAS szám 64-19-7
PubChem 176
Reg. EINECS szám 200-580-7
MOSOLYOK   CC(=O)O
InChI   InChI=1S/C2H4O2/c1-2(3)4/h1H3,(H,3,4)QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N
Codex Alimentarius E260
RTECS AF1225000
CHEBI 15366
ENSZ szám 2789
ChemSpider 171
Biztonság
EKB ikonok
NFPA 704 NFPA 704 négyszínű gyémánt 2 3 egySAV
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Az ecetsav ( etánsav , a mindennapi életben " ecet ", kémiai képlete C 2 H 4 O 2 vagy CH 3 COOH , AcOH ) egy gyenge szerves sav , amely a telített karbonsavak osztályába tartozik .

Normál körülmények között az ecetsav egy egybázisú karbonsav , amely színtelen, jellegzetes szagú és savanyú ízű folyadék.

Az ecetsav sóit és észtereit acetátoknak nevezzük .

Történelem

Az ecet a bor erjesztési terméke, és ősidők óta ismert az ember számára.

Az ecetsav gyakorlati alkalmazásának első említése a Kr.e. 3. századból származik. e. Theophrastus görög tudós írta le először az ecet fémekre gyakorolt ​​hatását, ami a művészetben használt pigmentek némelyikének kialakulásához vezetett . Ecetből állítottak elő fehér ólmot , valamint verdigrist (rézsók zöld keveréke, amely többek között réz-acetátot is tartalmaz).

Az ókori Rómában kifejezetten savanyú bort készítettek ólomedényekben. Az eredmény egy nagyon édes, sapa nevű ital lett. A Sapa nagy mennyiségben tartalmazott ólom-acetátot, egy nagyon édes anyagot, amelyet ólomcukornak vagy Szaturnusz cukornak is neveznek . A takonykór nagy népszerűsége okozta a krónikus ólommérgezést , amely gyakori a római arisztokráciák körében [7] .

A 8. században Jabir ibn Hayyan arab alkimista vázolta fel először az ecet megszerzésének módszereit.

A reneszánsz idején az ecetsavat néhány fém-acetát szublimálásával nyerték (leggyakrabban réz(II)-acetátot használtak) ( a fém-acetátok száraz desztillációjával aceton keletkezik, a 20. század közepéig teljesen ipari módszer).

Az ecetsav tulajdonságai víztartalmától függően változnak . Ebben a tekintetben a vegyészek sok évszázadon át tévesen azt hitték, hogy a borból származó sav és az acetátból származó sav két különböző anyag. A különféle módszerekkel nyert anyagok azonosságát a 16. századi német alkimista , Andreas  Libavius ​​és Pierre Auguste Adet francia kémikus mutatta meg  [7 ] .

1847- ben Adolf Kolbe német kémikus először szintetizált ecetsavat szervetlen anyagokból. Az átalakítások sorozata magában foglalta a szén- diszulfid klórozását szén-tetrakloriddá, majd a pirolízist tetraklór-etilénné. A további vizes klórozás triklór-ecetsavhoz vezetett, amely elektrolitikus redukció után ecetsavvá alakult [8] .

A 19. század végén és a 20. század elején a legtöbb ecetsavat fa desztillálásával nyerték . Németország volt az ecetsav fő gyártója . 1910 -ben több mint 10 ezer tonna savat állított elő, és ennek a mennyiségnek mintegy 30%-át indigófesték előállítására fordították [7] [9] .

Fizikai tulajdonságok

Az ecetsav egy egybázisú karbonsav, amely színtelen , jellegzetes csípős szagú és savanyú ízű folyadék . Higroszkópos . Vízben korlátlanul oldódik . Sok oldószerrel elegyedik ; Az ecetsavban a szervetlen vegyületek és gázok, mint a HF , HCl , HBr , HI és mások jól oldódnak. Ciklikus és lineáris dimerek formájában létezik [10] .

Az abszolút ecetsavat glaciálisnak nevezik , mert fagyáskor jégszerű masszát képez. A jégecet előállítására szolgáló módszert 1789-ben fedezte fel egy német származású orosz vegyész, Tovy Jegorovics Lovits .

Gőznyomás
Gőznyomás ( Hgmm -ben ): Hőmérséklet (°C)
tíz 17.1
40 42.4
100 62.2
400 98.1
560 109
1520 143,5
3800 180,3

Az ecetsav kettős azeotróp keveréket képez a következő anyagokkal.

Anyag t bála , °C ecetsav tömeghányada
szén-tetraklorid 76.5 3%
ciklohexán 81.8 6,3%
benzol 88.05 2%
toluol 104.9 34%
heptán 91.9 33%
triklór-etilén 86.5 négy %
etil-benzol 114,65 66%
o-xilol 116 76%
p-xilol 115,25 72%
bromoform 118 83%

Getting

Az iparban

Az ecetsav előállításának korai ipari módszerei az acetaldehid és a bután oxidációja voltak [11] .

Az acetaldehidet mangán(II)-acetát jelenlétében emelt hőmérsékleten és nyomáson oxidálták. Az ecetsav hozama 95% körüli volt +50-+60°C hőmérsékleten.

Az n - bután oxidációját 150 atm nyomáson végeztük . A folyamat katalizátora kobalt-acetát volt .

Mindkét módszer az olajkrakkolási termékek oxidációján alapult . Az olajárak emelkedése következtében mindkét módszer gazdaságilag életképtelenné vált, helyébe fejlettebb katalitikus metanol-karbonilezési eljárások léptek [11] .

A metanol katalitikus karbonilezése

Az ecetsav ipari szintézisének fontos módszere a metanol szén-monoxiddal történő katalitikus karbonilezése [12] , amely a formális egyenlet szerint megy végbe:

A metanol karbonilezési reakcióját a BASF tudósai fedezték fel 1913-ban. 1960-ban ez a cég elindította az első olyan üzemet, amely ezzel a módszerrel ecetsavat gyártott. [13] A kobalt-jodid katalizátorként szolgált az átalakuláshoz. A módszer abból állt, hogy szén-monoxidot buborékoltattak 180 °C hőmérsékleten és 200-700 atm nyomáson reagensek keverékén. Az ecetsav hozama metanol esetén 90% , CO esetében 70%. Az egyik blokk Geismarban ( Louisiana ) épült, és sokáig az egyetlen BASF -eljárás maradt az USA-ban [14] .

A Monsanto kutatói az 1970 -es években bevezettek egy javított reakciót az ecetsav metanolos karbonilezéssel történő szintézisére . [15] [16] Ez egy homogén eljárás, amely ródiumsókat használ katalizátorként és jodidionokat promotorként. A módszer fontos jellemzője a nagy sebesség, valamint a nagy szelektivitás (99% metanol és 90% CO esetében). [tizenegy]

Az összes ipari ecetsav valamivel több mint 50%-át így nyerik ki. [17]

A BP eljárás irídiumvegyületeket használ katalizátorként .

Biokémiai termelési mód

Az ecetsav biokémiai előállítása egyes mikroorganizmusok azon képességét használja ki, hogy oxidálják az etanolt . Ezt a folyamatot ecetsav fermentációnak nevezik. Nyersanyagként etanol tartalmú folyadékokat ( bor , erjesztett gyümölcslevek ), vagy egyszerűen etil-alkohol vizes oldatát használnak [18] .

Az etanol oxidációjának reakciója ecetsavvá az alkohol-dehidrogenáz enzim részvételével megy végbe . Ez egy összetett többlépcsős folyamat, amelyet a [19] formális egyenlet ír le :

Acetilén hidratálása higany és kétértékű higanysók jelenlétében  - Kucserov reakciója

Kémiai tulajdonságok

Az ecetsav a karbonsavak összes tulajdonságával rendelkezik , és néha a legjellemzőbb képviselőjüknek tekintik (ellentétben a hangyasavval , amely az aldehidek néhány tulajdonságával rendelkezik ). A karbonsav karboxilcsoportjának (-COOH) hidrogén és oxigén közötti kötése erősen poláris, aminek következtében ezek a vegyületek könnyen disszociálhatnak és savas tulajdonságokat mutathatnak.

Az ecetsav disszociációja következtében CH 3 COO − acetátion és H + proton keletkezik . Az ecetsav gyenge egybázisú sav, amelynek pKa értéke vizes oldatban 4,75. Egy 1,0 M oldat (az étkezési ecet hozzávetőleges koncentrációja) pH -ja 2,4, ami 0,4%-os disszociációs foknak felel meg.

Az ecetsav sóinak jelenlétére vonatkozó kvalitatív reakció az ecetsav vizes oldatban való gyenge disszociációján alapul : erős savat adnak az oldathoz (például kénsavat ), ha ecetsav szaga jelenik meg, akkor ecetsav sója van jelen az oldatban (sókból képződött ecetsav savmaradékai, erős savból hidrogénkationokkal kötöttek, és nagyszámú ecetsavmolekulát kaptak) [20] .

A vizsgálatok azt mutatják, hogy kristályos állapotban a molekulák hidrogénkötésekkel összekapcsolt dimereket alkotnak [21] .

Az ecetsav képes kölcsönhatásba lépni az aktív fémekkel. Ebben az esetben hidrogén szabadul fel , és sók képződnek - acetátok :

Az ecetsav klórgáz hatására klórozható. Ez klór-ecetsavat termel:

Diklór-ecetsav (CHCl 2 COOH) és triklórecetsav (CCl 3 COOH) is nyerhető így.

Az ecetsavat lítium-alumínium-hidrid hatására etanollá redukálhatjuk . Tionil- klorid hatására savkloriddá is alakítható . Az ecetsav nátriumsója lúggal hevítve dekarboxilálódik, metánt és nátrium-karbonátot eredményezve .

Reagál oldható hidroxidokkal (lúgokkal) és oldhatatlan hidroxidokkal

Ecetsav az élőlények biokémiájában

Az ecetsav az élő szervezetekben a szénhidrát-anyagcsere folyamatában képződik , beleértve az emberi szervezetben a biokémiai reakciók folyamatát, különösen a Krebs-ciklusban , az alkoholfelhasználásban .

Alkalmazás

Az ecetsavat, amelynek koncentrációja megközelíti a 100%-ot, "glaciálisnak" nevezik. Az ecetsav 70-80%-os vizes oldatát "ecetesszenciának", 3-15%-os ecetnek nevezik [ 22 ] . Az ecetsav vizes oldatait az élelmiszeriparban ( élelmiszer-adalékanyag E260 ) és a háztartási főzésben, valamint a konzervgyártásban és a vízkőtelenítésben használják. Az ecetként használt ecetsav mennyisége azonban nagyon csekély a nagyüzemi vegyipari termelésben használt ecetsav mennyiségéhez képest.

Az ecetsavat gyógyászati ​​és aromás anyagok, például oldószerek előállítására használják (például cellulóz-acetát , aceton előállításához ). Nyomtatáshoz és festéshez használják.

Az ecetsavat reakcióközegként használják különféle szerves anyagok oxidációjához. Laboratóriumi körülmények között ez például a szerves szulfidok hidrogén-peroxiddal történő oxidációja, az iparban - a para-xilol oxidációja légköri oxigénnel tereftálsavvá .

Mivel az ecetsavgőzök éles irritáló szagúak, orvosi célokra használható az ammónia helyettesítésére , hogy a beteget kihozzák az ájulásból (ami nemkívánatos, hacsak nem szükséges evakuálni egy veszélyes helyről saját).

Toxikológia

A vízmentes ecetsav maró hatású. Az ecetsav gőzei irritálják a felső légutak nyálkahártyáját. A megengedett legnagyobb koncentráció a légköri levegőben 0,06 mg/m 3 , a munkahelyi levegőben - 5 mg/m 3 [10] [23] . A levegőben lévő ecetsavszag érzékelésének küszöbértéke a [10] , [24] szerint 300-500 mg/m 3 (azaz 100-szor magasabb, mint az MPC).

Az ecetsav biológiai szövetekre gyakorolt ​​helyi hatása a vízzel való hígítás mértékétől függ. Veszélyesnek minősülnek azok az oldatok, amelyekben a savkoncentráció meghaladja a 30%-ot [10] . A tömény ecetsav képes kémiai égési sérüléseket okozni, beindítva a különböző hosszúságú és mélységű szomszédos szövetek koagulációs nekrózisának kialakulását [25] .

Az ecetsav toxikológiai tulajdonságai nem függnek attól a módszertől, amellyel előállították [26] . A halálos egyszeri adag körülbelül 20 ml (enterálisan bevéve 100%-os savtartalommal).

A koncentrált ecetsav lenyelése a száj, a garat , a nyelőcső és a gyomor nyálkahártyájának súlyos égési sérülései lehetnek ; Az ecetsavmérgezés általános toxikus hatásai - acidózis , hemolízis , hemoglobinuria , a véralvadás megsértése, súlyos gyomor-bélrendszeri vérzés kíséretében. Jellemzője a vér jelentős megvastagodása a plazma elvesztése miatt az égett nyálkahártyán keresztül, ami sokkot okozhat . Az ecetesszenciával történő mérgezés veszélyes szövődményei közé tartozik az akut veseelégtelenség és a toxikus májdisztrófia .

Elsősegélyként az ecetsav belsejében történő bevételekor nagy mennyiségű folyadékot kell inni. A hányás előidézése rendkívül veszélyes, mivel a savnak a nyelőcsövön keresztül történő másodlagos áthaladása súlyosbítja az égési sérülést, és a savas tartalom a légutakba is bejuthat. A sav semlegesítésére és a nyálkahártya védelmére megengedett az égetett magnézia , nyers tojásfehérje, zselé szedése. Ne használjon szódát erre a célra , mert a keletkező szén-dioxid és habzás hozzájárul a savnak a nyelőcsőbe, a gégebe való visszaáramlásához, és a gyomor falának perforációjához is vezethet. Gyomormosás szondán keresztül látható. Azonnali kórházi kezelésre van szükség.

Inhalációs gőzmérgezés esetén a nyálkahártyát vízzel vagy 2%-os szódabikarbóna -oldattal le kell öblíteni , tej lenyelése, gyenge lúgos oldat (2%-os szóda, lúgos ásványvíz), majd kórházi kezelés.

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 4 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0002.html
  2. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 95 - Boca Raton : CRC Press , 2014. - P. 16-19. — ISBN 978-1-4822-0868-9
  3. ↑ http://www.cdc.gov/niosh/ipcsneng/neng0363.html
  4. ↑ 1 2 3 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 95 - Boca Raton : CRC Press , 2014. - P. 6-182. — ISBN 978-1-4822-0868-9
  5. ↑ 1 2 3 4 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 95 - Boca Raton : CRC Press , 2014. - P. 6-232. — ISBN 978-1-4822-0868-9
  6. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (angol) / W. M. Haynes - 95 - Boca Raton : CRC Press , 2014. - P. 6-95. — ISBN 978-1-4822-0868-9
  7. ↑ 1 2 3 Martin, Geoffrey. Ipari és gyártási kémia  (neopr.) . — 1. rész, szerves. - London: Crosby Lockwood, 1917. - S. 330-31.
  8. ↑ Goldwhite, Harold. A német szerves vegyész, Hermann Kolbe pályafutásának rövid összefoglalása  //  New Haven Section Bull. Am. Chem. szoc. : folyóirat. - 2003. - szeptember ( 20. évf. , 3. sz.). Az eredetiből archiválva: 2009. március 4.
  9. ↑ Schweppe, Helmut. Festékek azonosítása régi textíliákon  (neopr.)  // J. Am. Inst. megőrzés. - 1979. - T. 19 , 1/3 . - S. 14-23 . - doi : 10.2307/3179569 . Az eredetiből archiválva : 2009. május 29.
  10. ↑ 1 2 3 4 Ecetsav . Letöltve: 2009. szeptember 8. Az eredetiből archiválva : 2008. június 5..
  11. ↑ 1 2 3 Reutov O. A. Szerves kémia. - M . : Moszkvai Állami Egyetem Kiadója, 1999. - T. 4.
  12. ↑ Előrelépések a fémorganikus kémiában . Letöltve: 2017. október 3. Az eredetiből archiválva : 2014. szeptember 17..
  13. ↑ Ecetsav előállítási és gyártási folyamata . Letöltve: 2009. szeptember 13. Az eredetiből archiválva : 2009. október 6..
  14. ↑ B. Lich. katalízis az iparban. 1. kötet - Moszkva: Mir, 1986. - 324 p.
  15. ↑ US 3,769,329 számú szabadalom
  16. ↑ Amerikai szabadalom
  17. ↑ Ökológiai tényező, vagy a környezet, mint az ipari kémia fejlődésének ösztönzője . Letöltve: 2009. szeptember 11. Az eredetiből archiválva : 2010. január 28..
  18. ↑ N. Kustova a biológiai tudományok kandidátusa. Ecet. Mi ez és hogyan készül (elérhetetlen link) . Internetes forrás "Minden". Letöltve: 2010. szeptember 2. archiválva az eredetiből: 2009. október 20. 
  19. ↑ Szerves savak és fehérjekészítmények biotechnológiája: oktatóanyag  (elérhetetlen link)
  20. ↑ Khodakov Yu. V., Epshtein D. A., Gloriozov P. A. § ​​8. Ioncsere reakciók // Szervetlen kémia. Tankönyv 9. évfolyamnak. - 7. kiadás - M . : Nevelés , 1976. - S. 15-18. — 2.350.000 példány.
  21. ↑ Jones, RE; Templeton, D. H. Az ecetsav kristályszerkezete  // Acta Crystallogr  . : folyóirat. - International Union of Crystalography , 1958. - Vol. 11 , sz. 7 . - P. 484-87 . - doi : 10.1107/S0365110X58001341 .
  22. ↑ Ecet - cikk a Nagy Szovjet Enciklopédiából . 
  23. ↑ (Rospotrebnadzor) . No. 2400. Etánsav (ecetsav) // GN 2.2.5.3532-18 "A káros anyagok maximális megengedett koncentrációja (MPC) a munkaterület levegőjében" / jóváhagyta: A.Yu. Popova . - Moszkva, 2018. - S. 162. - 170 p. - (egészségügyi szabályok). Archiválva : 2020. június 12. a Wayback Machine -nél
  24. ↑ Balavoine P. Observatiojns sur les Qualités Olfactifves et Gustatives des Aliments  (angol)  // Mitteilungen aus dem Gebiete der Lebensmitteluntersuchung und Hygiene. - Bern: BAG, 1948. - 1. évf. 39 . - P. 342-350. — ISSN 1424-1307 . Idézet innen: Szagküszöbértékek archiválva : 2020. július 11., a Wayback Machine p. 73.
  25. ↑ Ecetsav: Eurolab Medical Portal . Letöltve: 2009. szeptember 8. Archiválva az eredetiből: 2010. december 15.
  26. ↑ www.textra-vita.com/technology 17. fejezet Ecetsav 7. Toxikológiai és higiéniai értékelés (elérhetetlen link) . Letöltve: 2011. május 16. Az eredetiből archiválva : 2012. május 25.. 

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Bibliográfiai katalógusokban
 Egybázisú korlátozó karbonsavak
C1-C6
C7-C12
C13-C18
C19-C24
C25 - C30
C31-C36