Eddikesyre

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 3. juni 2020; checks kræver 33 redigeringer .
Eddikesyre
Generel
Systematisk
navn		 Ethansyre
Forkortelser Eddike
Traditionelle navne Eddikesyre
Chem. formel CH3COOH _ _
Fysiske egenskaber
Stat Væske
Molar masse 60,05 g/ mol
Massefylde 1,0492 g/cm³
Overfladespænding 27,1 ± 0,01 mN/m [4] , 24,61 ± 0,01 mN/m [4] og 22,13 ± 0,01 mN/m [4]
Dynamisk viskositet 1,056 mPa s [5] , 0,786 mPa s [5] , 0,599 mPa s [5] og 0,464 mPa s [5]
Ioniseringsenergi 10,66 ± 0,01 eV [1]
Termiske egenskaber
Temperatur
 •  smeltning 16,75°C
 •  kogning 118,1°C
 •  blinker 103 ± 1 ℉ [1] og 39 ± 6 °C [2]
 •  spontan antændelse 427 ± 1 °C [3]
Eksplosionsgrænser 4 ± 0,1 vol.% [1]
Kritisk punkt 321,6 °C, 5,79 MPa
Mol. Varmekapacitet 123,4 J/(mol K)
Entalpi
 •  uddannelse -487 kJ/mol
Damptryk 11 ± 1 mmHg [1] , 10 ± 1 kPa [6] og 100 ± 1 kPa [6]
Kemiske egenskaber
Syredissociationskonstant 4,76 (K a \u003d 1,75 * 10 -5 )
Optiske egenskaber
Brydningsindeks 1,372
Struktur
Dipol moment 1,74  D
Klassifikation
Reg. CAS nummer 64-19-7
PubChem 176
Reg. EINECS nummer 200-580-7
SMIL   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
FN nummer 2789
ChemSpider 171
Sikkerhed
ECB ikoner
NFPA 704 NFPA 704 firfarvet diamant 2 3 enSYRE
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Eddikesyre ( ethansyre , i hverdagen " eddike ", den kemiske formel er C 2 H 4 O 2 eller CH 3 COOH, AcOH ) er en svag organisk syre, der tilhører klassen af ​​mættede carboxylsyrer .

Under standardbetingelser er eddikesyre en monobasisk carboxylsyre , som er en farveløs væske med en karakteristisk lugt og sur smag.

Salte og estere af eddikesyre kaldes acetater .

Historie

Eddike er et gæringsprodukt af vin og har været kendt af mennesket siden oldtiden.

Den første omtale af den praktiske brug af eddikesyre går tilbage til det 3. århundrede f.Kr. e. Den græske videnskabsmand Theophrastus beskrev først virkningen af ​​eddike på metaller , hvilket førte til dannelsen af ​​nogle af de pigmenter , der bruges i kunsten . Eddike blev brugt til at fremstille hvidt bly samt ir (en grøn blanding af kobbersalte indeholdende blandt andet kobberacetat).

I det gamle Rom blev specielt sur vin tilberedt i blypotter. Resultatet blev en meget sød drik kaldet sapa. Sapa indeholdt store mængder blyacetat, et meget sødt stof også kaldet blysukker eller Saturnsukker . Den høje popularitet af kirtler var årsagen til kronisk blyforgiftning , almindelig blandt det romerske aristokrati [7] .

I det 8. århundrede skitserede den arabiske alkymist Jabir ibn Hayyan først metoderne til at opnå eddike.

Under renæssancen blev eddikesyre opnået ved sublimering af nogle metalacetater (kobber(II)acetat blev oftest brugt) ( tørdestillation af metalacetater producerer acetone, en fuldstændig industriel metode indtil midten af ​​det 20. århundrede).

Eddikesyrens egenskaber ændrer sig afhængigt af dens vandindhold . I denne henseende troede kemikere i mange århundreder fejlagtigt, at syren fra vin og syren fra acetater var to forskellige stoffer. Identiteten af ​​stoffer opnået ved forskellige metoder blev vist af den tyske alkymist fra det 16. århundrede Andreas  Libavius ​​og den franske  kemiker Pierre Auguste Adet [7 ] .

I 1847 syntetiserede den tyske kemiker Adolf Kolbe første gang eddikesyre ud fra uorganiske materialer. Sekvensen af ​​transformationer omfattede chlorering af carbondisulfid til carbontetrachlorid efterfulgt af pyrolyse til tetrachlorethylen. Yderligere kloring i vand førte til trichloreddikesyre, som efter elektrolytisk reduktion blev til eddikesyre [8] .

I slutningen af ​​det 19. og begyndelsen af ​​det 20. århundrede blev det meste af eddikesyre opnået ved destillation af træ . Tyskland var den største producent af eddikesyre . I 1910 producerede den mere end 10 tusinde tons syre, og omkring 30% af denne mængde blev brugt på produktion af indigofarve [7] [9] .

Fysiske egenskaber

Eddikesyre er en monobasisk carboxylsyre, som er en farveløs væske med en karakteristisk skarp lugt og sur smag . Hygroskopisk . Ubegrænset opløselig i vand . Blandbar med mange opløsningsmidler ; i eddikesyre er uorganiske forbindelser og gasser såsom HF , HCl , HBr , HI og andre meget opløselige. Eksisterer i form af cykliske og lineære dimerer [10] .

Absolut eddikesyre kaldes istid , fordi den danner en islignende masse, når den fryser. En metode til fremstilling af iseddike blev opdaget i 1789 af en russisk kemiker af tysk oprindelse Tovy Yegorovich Lovits .

Damptryk
Damptryk (i mmHg ): Temperatur (°C)
ti 17.1
40 42,4
100 62,2
400 98,1
560 109
1520 143,5
3800 180,3

Eddikesyre danner dobbelte azeotrope blandinger med følgende stoffer.

Stof t balle , °C massefraktion af eddikesyre
carbontetrachlorid 76,5 3 %
cyclohexan 81,8 6,3 %
benzen 88,05 2 %
toluen 104,9 34 %
heptan 91,9 33 %
trichlorethylen 86,5 fire %
ethylbenzen 114,65 66 %
o-xylen 116 76 %
p-xylen 115,25 72 %
bromoform 118 83 %

Henter

I industrien

Tidlige industrielle metoder til fremstilling af eddikesyre var oxidation af acetaldehyd og butan [11] .

Acetaldehyd blev oxideret i nærvær af mangan(II)acetat ved forhøjet temperatur og tryk. Udbyttet af eddikesyre var omkring 95% ved en temperatur på +50-+60°C.

Oxidationen af ​​n -butan blev udført ved 150 atm . Katalysatoren for denne proces var cobaltacetat .

Begge metoder var baseret på oxidation af oliekrakningsprodukter . Som et resultat af stigende oliepriser blev begge metoder økonomisk uoverkommelige og blev erstattet af mere avancerede katalytiske methanolcarbonyleringsprocesser [11] .

Katalytisk carbonylering af methanol

En vigtig metode til industriel syntese af eddikesyre er den katalytiske carbonylering af methanol med carbonmonoxid [12] , som sker ifølge den formelle ligning:

Methanolcarbonyleringsreaktionen blev opdaget af BASF -forskere i 1913. I 1960 lancerede dette firma det første anlæg til at producere eddikesyre ved hjælp af denne metode. [13] Koboltiodid tjente som katalysator for transformationen. Metoden bestod i at boble kulilte ved en temperatur på 180°C og et tryk på 200-700 atm gennem en blanding af reagenser. Udbyttet af eddikesyre er 90% for methanol og 70% for CO. En af enhederne blev bygget i Geismar ( Louisiana ) og forblev i lang tid den eneste BASF- proces i USA [14] .

En forbedret reaktion til syntese af eddikesyre ved methanolcarbonylering blev introduceret af Monsanto -forskere i 1970'erne . [15] [16] Dette er en homogen proces, der bruger rhodiumsalte som katalysatorer og iodidioner som promotorer. Et vigtigt træk ved metoden er dens høje hastighed, samt høje selektivitet (99% for methanol og 90% for CO). [elleve]

Lidt mere end 50 % af al industriel eddikesyre opnås på denne måde. [17]

BP-processen bruger iridiumforbindelser som katalysatorer .

Biokemisk produktionsmåde

Den biokemiske produktion af eddikesyre udnytter visse mikroorganismers evne til at oxidere ethanol . Denne proces kaldes eddikesyregæring. Ethanolholdige væsker ( vin , fermenteret juice ) eller blot en vandig opløsning af ethylalkohol bruges som råmateriale [18] .

Reaktionen af ​​ethanoloxidation til eddikesyre forløber med deltagelse af enzymet alkoholdehydrogenase . Dette er en kompleks flertrinsproces, som beskrives ved den formelle ligning [19] :

Hydrering af acetylen i nærværelse af kviksølv og divalente kviksølvsalte  - Kucherovs reaktion

Kemiske egenskaber

Eddikesyre har alle carboxylsyrers egenskaber og betragtes nogle gange som deres mest typiske repræsentant (i modsætning til myresyre , som har nogle af aldehyders egenskaber ). Bindingen mellem hydrogen og oxygen i carboxylgruppen (-COOH) i en carboxylsyre er meget polær, hvilket resulterer i, at disse forbindelser let kan dissociere og udvise sure egenskaber.

Som et resultat af dissociationen af ​​eddikesyre dannes en acetation CH 3 COO − og en proton H + . Eddikesyre er en svag monobasisk syre med en pK a -værdi i vandig opløsning på 4,75. En 1,0 M opløsning (omtrentlig koncentration af fødevareeddike) har en pH på 2,4, svarende til en dissociationsgrad på 0,4%.

En kvalitativ reaktion for tilstedeværelsen af ​​salte af eddikesyre er baseret på den svage dissociation af eddikesyre i en vandig opløsning : en stærk syre tilsættes til opløsningen (for eksempel svovlsyre ), hvis lugten af ​​eddikesyre opstår, så salt af eddikesyre er til stede i opløsningen (syrerester af eddikesyre dannet af salte, bundet med hydrogenkationer fra en stærk syre og et stort antal eddikesyremolekyler blev opnået) [20] .

Undersøgelser viser, at i den krystallinske tilstand danner molekylerne dimerer forbundet med hydrogenbindinger [21] .

Eddikesyre er i stand til at interagere med aktive metaller. I dette tilfælde frigives brint , og der dannes salte - acetater :

Eddikesyre kan kloreres ved påvirkning af klorgas. Dette producerer chloreddikesyre:

Dichloreddikesyre (CHCl 2 COOH) og trichloreddikesyre (CCl 3 COOH) kan også opnås på denne måde.

Eddikesyre kan reduceres til ethanol ved påvirkning af lithiumaluminiumhydrid . Det kan også omdannes til syrechloridet ved hjælp af thionylchlorid . Natriumsaltet af eddikesyre decarboxyleres, når det opvarmes med alkali, hvilket resulterer i metan og natriumcarbonat .

Reagerer med opløselige hydroxider (alkalier) og uopløselige hydroxider

Eddikesyre i organismers biokemi

Eddikesyre dannes i levende organismer i processen med kulhydratmetabolisme , herunder i den menneskelige krop i processen med biokemiske reaktioner , især i Krebs-cyklussen , alkoholudnyttelse .

Ansøgning

Eddikesyre, hvis koncentration er tæt på 100%, kaldes "glacial". En 70-80% vandig opløsning af eddikesyre kaldes "eddikesyreessens" og 3-15% - " eddike " [22] . Vandige opløsninger af eddikesyre bruges i fødevareindustrien ( fødevaretilsætningsstof E260 ) og husholdningsmagning samt til konservering og afkalkning. Mængden af ​​eddikesyre, der bruges som eddike, er dog meget lille sammenlignet med mængden af ​​eddikesyre, der bruges til kemisk produktion i stor skala.

Eddikesyre bruges til at opnå medicinske og aromatiske stoffer, såsom et opløsningsmiddel (for eksempel ved fremstilling af celluloseacetat , acetone ). Det bruges til trykning og farvning.

Eddikesyre bruges som reaktionsmedium til oxidation af forskellige organiske stoffer. Under laboratorieforhold er dette for eksempel oxidation af organiske sulfider med hydrogenperoxid , i industrien - oxidation af para-xylen med atmosfærisk oxygen til terephthalsyre .

Da eddikesyredampe har en skarp irriterende lugt, kan den bruges til medicinske formål som erstatning for ammoniak for at bringe patienten ud af en besvimelse (hvilket er uønsket, medmindre det er nødvendigt for ham at blive evakueret fra et farligt sted på hans egen).

Toksikologi

Vandfri eddikesyre er ætsende. Dampe af eddikesyre irriterer slimhinderne i de øvre luftveje. Den maksimalt tilladte koncentration i den atmosfæriske luft er 0,06 mg/m 3 , i luften i arbejdslokaler - 5 mg/m 3 [10] [23] . Tærsklen for opfattelsen af ​​lugten af ​​eddikesyre i luften ifølge [10] , [24] er 300-500 mg/m 3 (dvs. 100 gange højere end MPC).

Den lokale virkning af eddikesyre på biologiske væv afhænger af graden af ​​dens fortynding med vand. Opløsninger, hvor syrekoncentrationen overstiger 30 %, betragtes som farlige [10] . Koncentreret eddikesyre er i stand til at forårsage kemiske forbrændinger, initiere udviklingen af ​​koagulationsnekrose af tilstødende væv af forskellig længde og dybde [25] .

Eddikesyrens toksikologiske egenskaber afhænger ikke af metoden, hvorved den blev opnået [26] . Den dødelige enkeltdosis er ca. 20 ml (når den tages enteralt udtrykt i 100 % syre).

Konsekvenserne af indtagelse af koncentreret eddikesyre er alvorlige forbrændinger af slimhinden i mund, svælg , spiserør og mave ; generelle toksiske virkninger af eddikesyreforgiftning - acidose , hæmolyse , hæmoglobinuri , en krænkelse af blodkoagulation, ledsaget af alvorlig gastrointestinal blødning. Karakteriseret ved en betydelig fortykkelse af blodet på grund af tab af plasma gennem den forbrændte slimhinde, hvilket kan forårsage chok . Farlige komplikationer ved forgiftning med eddikeessens omfatter akut nyresvigt og giftig leverdystrofi .

Som en førstehjælp, når du tager eddikesyre indeni, bør du drikke en stor mængde væske. Fremkaldelse af opkastning er ekstremt farligt, da den sekundære passage af syre gennem spiserøret vil forværre forbrændingen, og surt indhold kan også trænge ind i luftvejene. For at neutralisere syren og beskytte slimhinden er det tilladt at tage brændt magnesia , rå æggehvide, gelé. Brug ikke sodavand til dette formål , da den resulterende kuldioxid og skumdannelse også vil bidrage til tilbagesvaling af syre tilbage i spiserøret, strubehovedet og kan også føre til perforering af mavesækkens vægge. Maveskylning gennem en sonde er vist. Øjeblikkelig indlæggelse er påkrævet.

I tilfælde af indåndingsdampforgiftning er det nødvendigt at skylle slimhinderne med vand eller en 2% opløsning af bagepulver , indtagelse af mælk, en svag alkalisk opløsning (2% sodavand, alkalisk mineralvand), efterfulgt af hospitalsindlæggelse.

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0002.html
  2. ↑ CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelsk) / W. M. Haynes - 95 - Boca Raton : CRC Press , 2014. - S. 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  (engelsk) / W. M. Haynes - 95 - Boca Raton : CRC Press , 2014. - S. 6-182. — ISBN 978-1-4822-0868-9
  5. ↑ 1 2 3 4 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelsk) / W. M. Haynes - 95 - Boca Raton : CRC Press , 2014. - S. 6-232. — ISBN 978-1-4822-0868-9
  6. ↑ 1 2 CRC Handbook of Chemistry and Physics  (engelsk) / W. M. Haynes - 95 - Boca Raton : CRC Press , 2014. - S. 6-95. — ISBN 978-1-4822-0868-9
  7. ↑ 1 2 3 Martin, Geoffrey. Industriel og fremstillingskemi  (neopr.) . — Del 1, Økologisk. - London: Crosby Lockwood, 1917. - S. 330-31.
  8. ↑ Goldwhite, Harold. Kort opsummering af karrieren for den tyske organiske kemiker Hermann Kolbe  //  New Haven Section Bull. Er. Chem. soc. : journal. - 2003. - September ( bind 20 , nr. 3 ). Arkiveret fra originalen den 4. marts 2009.
  9. ↑ Schweppe, Helmut. Identifikation af farvestoffer på gamle tekstiler  (neopr.)  // J. Am. Inst. bevarelse. - 1979. - T. 19 , nr. 1/3 . - S. 14-23 . - doi : 10.2307/3179569 . Arkiveret fra originalen den 29. maj 2009.
  10. ↑ 1 2 3 4 Eddikesyre . Hentet 8. september 2009. Arkiveret fra originalen 5. juni 2008.
  11. ↑ 1 2 3 Reutov O. A. Organisk kemi. - M . : Publishing House of Moscow State University, 1999. - T. 4.
  12. ↑ Fremskridt i organometallisk kemi . Hentet 3. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 17. september 2014.
  13. ↑ Eddikesyreproduktion og -fremstillingsproces . Hentet 13. september 2009. Arkiveret fra originalen 6. oktober 2009.
  14. ↑ B. Lich. katalyse i industrien. Bind 1. - Moskva: Mir, 1986. - 324 s.
  15. ↑ US patent 3.769.329
  16. ↑ US patent
  17. ↑ Økologisk faktor eller miljø som en stimulans for udviklingen af ​​industriel kemi . Hentet 11. september 2009. Arkiveret fra originalen 28. januar 2010.
  18. ↑ Kandidat for biologiske videnskaber N. Kustova. Eddike. Hvad er det og hvordan er det lavet (utilgængeligt link) . Internetressource "Alt". Hentet 2. september 2010. Arkiveret fra originalen 20. oktober 2009. 
  19. ↑ Bioteknologi af organiske syrer og proteinpræparater: Tutorial  (utilgængeligt link)
  20. ↑ Khodakov Yu. V., Epshtein D. A., Gloriozov P. A. § ​​8. Ionbytterreaktioner // Uorganisk kemi. Lærebog for klasse 9. - 7. udg. - M . : Uddannelse , 1976. - S. 15-18. — 2.350.000 eksemplarer.
  21. ↑ Jones, RE; Templeton, D.H. Krystalstrukturen af ​​eddikesyre  // Acta Crystallogr  . : journal. - International Union of Crystallography , 1958. - Vol. 11 , nr. 7 . - S. 484-87 . - doi : 10.1107/S0365110X58001341 .
  22. ↑ Eddike - artikel fra Great Soviet Encyclopedia . 
  23. ↑ (Rospotrebnadzor) . nr. 2400. Ethansyre (eddikesyre) // GN 2.2.5.3532-18 "Maximum Tilladte Koncentrationer (MPC) af skadelige stoffer i luften i arbejdsområdet" / godkendt af A.Yu. Popova . - Moskva, 2018. - S. 162. - 170 s. - (Sanitære regler). Arkiveret 12. juni 2020 på Wayback Machine
  24. ↑ Balavoine P. Observatiojns sur les Qualités Olfactifves et Gustatives des Aliments  (engelsk)  // Mitteilungen aus dem Gebiete der Lebensmitteluntersuchung und Hygiene. - Bern: BAG, 1948. - Vol. 39 . - S. 342-350. — ISSN 1424-1307 . Citeret fra: Lugttærskelværdier arkiveret 11. juli 2020 på Wayback Machine s. 73.
  25. ↑ Eddikesyre: Eurolab Medical Portal . Hentet 8. september 2009. Arkiveret fra originalen 15. december 2010.
  26. ↑ www.textra-vita.com/technology Kapitel 17. Eddikesyre 7. Toksikologisk og hygiejnisk vurdering (utilgængeligt link) . Hentet 16. maj 2011. Arkiveret fra originalen 25. maj 2012. 

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 Monobasiske begrænsende carboxylsyrer
C1 - C6
C7 - C12
C13 - C18
C19 - C24
C25 - C30
C31 - C36