Физические свойства уксусной кислоты и ее водного раствора

Содержание:

Как правильно развести уксусный концентрат

Уксусный раствор широко применяется в повседневной жизни. Различные рецепты яблочного уксуса используются:

  • в быту — для чистки поверхностей и отбеливания вещей;
  • в кулинарии — для маринования мяса, рыбы, овощей, заправки салатов, закусок, супов, приготовления десертов;
  • в медицине — для очищения организма от шлаков и устранения воспалительных процессов;
  • в косметологии — в приготовлении масок, лосьонов, обертываний для омоложения, похудения, улучшения внешнего вида.

Можно купить в магазине уже готовый к применению девятипроцентный столовый уксус. Это недорогой и доступный продукт. Но некоторые используют концентрированную уксусную эссенцию, которую предварительно разбавляют водой в определенном соотношении. Хозяйки утверждают, что таким образом экономятся средства на покупке обычного столового уксуса. Еще одно преимущество: самостоятельное регулирование концентрации уксусной кислоты.

А какой уксус покупаете вы?

70%6% и 9%

В каждом случае, в зависимости от поставленных задач, разводится уксус в различных пропорциях. В рецептах встречается указание: “Разведите уксусную эссенцию до концентрации 40%”. Или “Используйте для этого рецепта уксусный раствор концентрацией не более 6%”. Как добиться оптимальной концентрации без специальных приборов с минимальными погрешностями?

Добиться нужной концентрации уксуса можно и без специальных приспособлений

Легкий и быстрый способ

Легкий и быстрый способ развести уксусный концентрат — вооружится кухонной меркой. Этот способ удобен тем, что не нужно отсчитывать миллилитры и граммы. Ориентируйтесь по отметкам на мерке и получайте столько уксуса нужной вам концентрации, сколько требуется. Ниже приводится таблица соотношения одной части уксуса к N частей воды в зависимости от того, какая концентрация готового продукта вам нужна. При этом одна часть по объему может быть произвольной — от 10 мл до 100 мл.

уксус N% уксусная эссенция и вода в пропорции 1 часть эссенции на N частей воды
30 1:1,5
10 1:6
9 1:7
6 1:11
3 1:22

Например, если нужно много уксуса концентрацией 30%, то, согласно таблице, вы берете 100 мл. уксусной эссенции и 150 мл воды. В итоге получаете 250 мл уксуса 9%-ой концентрации. Если нужно консерванта немного, то смешайте столовую ложку концентрата уксуса и 7 ст.л. воды. В результате получится 8 ст.л. уксуса концентрацией 9%.

Если решили выяснить пользу яблочного уксуса с медом для организма, для очищения организма и похудения, эти советы не подходят. Уксус, полученный из уксусной эссенции не самый полезный для человека, он беден витаминами и аминокислотами, которые есть в натуральном яблочном.

Видео пошагово показывает, как развести 70%-ый уксус.

Самый точный способ

Точный способ подойдет тем, кто хорошо владеет математическими знаниями, не ленится считать и готов применить специальную формулу. Чтобы получить 9%-ый столовый уксус для заправки салатов или для маринования мяса, применяется такая формула:

100 гр. х 70% : 9

От полученного результата отнимите 100, так как за начальный объем бралось 100 мл. уксусной эссенции. Полученное число — это и будет то количество воды, которое нужно для получения 9%-го уксуса. В этом случае результат равняется 778. Отнимаем 100, получаем 678. Отмеряем это количество воды и смешиваем со 100 мл. уксусной эссенции. В результате получится 778 мл 9%-ого столового консерванта.

Пользуетесь ли вы таблицей разведения уксусной эссенции?

ДаНет

С использованием столовой ложи запомните: чтобы получить порцию уксуса нужной концентрации, ст л. эссенции разбавляется семью ложками чистой воды. Снимите пробу и по желанию добавьте еще уксусной кислоты или воды.

Столовая ложка на кухне заменяет измерительные приборы и весы

Структурная изомерия

Для  предельных карбоновых кислот характерна структурная изомерия – изомерия углеродного скелета и межклассовая изомерия.

Структурные изомеры – это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.

Изомеры углеродного скелета характерна для карбоновых кислот, которые содержат не менее четырех атомов углерода.

Например. Формуле С4Н8О2 соответствуют бутановая и 2-метилпропановая кислота
Бутановая (масляная) кислота  Изомасляная (2-метилпропановая) кислота

Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Карбоновые кислоты изомерны сложным эфирам. Общая формула и спиртов, и простых эфиров — CnH2nО2.

Например. Межклассовые изомеры с общей формулой С2Н4О2: уксусная кислота СН3–CОOH  и метилформиат H–COOCH3
Уксусная кислота Метиловый эфир муравьиной кислоты
СН3–CОOH HCOOCH3

Общую формулу  СnH2nO2 могут также иметь многие другие полифункциональные соединения, например:  альдегидоспирты, непредельные диолы, циклические простые диэфиры и т.п.

Химические свойства карбоновых кислот

.

Для карбоновых кислот характерны следующие свойства:

  • кислотные свойства, замещение водорода на металл;
  • замещение группы ОН
  • замещение атома водорода в алкильном радикале
  • образование сложных эфиров — этерификация

1. Кислотные свойства

Кислотные свойства карбоновых кислот возникают из-за смещения электронной плотности к карбонильному атому кислорода и вызванной этим дополнительной (по сравнению со спиртами и фенолами) поляризацией связи О–Н.
Карбоновые кислоты – кислоты средней силы.

В водном растворе карбоновые кислоты частично диссоциируют на ионы:  

R–COOH ⇆ R-COO– + H+

1.1. Взаимодействие с основаниями 

Карбоновые кислоты реагируют с большинством оснований. При взаимодействии карбоновых кислот с основаниями образуются соли карбоновых кислот и вода.

CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Карбоновые кислоты реагируют с щелочами, амфотерными гидроксидами, водным раствором аммиака и нерастворимыми основаниями. 

Например, уксусная кислота растворяет осадок гидроксида меди (II)
Например, уксусная кислота реагирует с водным раствором аммиака с образованием ацетата аммония

CH3COOH + NH3 = CH3COONH4

1.2. Взаимодействие с металлами

Карбоновые кислоты реагируют с активными металлами. При взаимодействии карбоновых кислот с металлами образуются соли карбоновых кислот и водород.

Например, уксусная кислота взаимодействует с кальцием с образованием ацетата кальция и водорода.

1.3. Взаимодействие с основными оксидами

Карбоновые кислоты реагируют с основными оксидами с образованием солей карбоновых кислот и воды.

Например, уксусная кислота взаимодействует с оксидом бария с образованием ацетата бария и воды.
Например, уксусная кислота реагирует с оксидом меди (II)

2СН3СООН  + CuO  = H2О  +  ( CH3COO)2 Cu

1.4. Взаимодействие с с солями более слабых и летучих (или нерастворимых) кислот

Карбоновые кислоты реагируют с солями более слабых, нерастворимых и летучих кислот. 

Например, уксусная кислота растворяет карбонат кальция
Качественная реакция на карбоновые кислоты: взаимодействие с содой (гидрокарбонатом натрия) или другими гидрокарбонатами. В результате наблюдается выделение углекислого газа

Физико-химические свойства

Кислотность

Атом водорода (H) карбоксильной группы (–COOH) карбоновых кислот, таких как уксусная кислота, может выделяться в виде иона H + ( протона ). Именно способность высвобождать этот протон придает ему кислотность. Уксусная кислота является слабой кислотой , моно-протонов в водном растворе, с рК приблизительно от 4,8 до 25  ° C . Раствор 1,0 моль / л (концентрация домашнего уксуса) имеет pH 2,4, что означает, что диссоциирует только 0,4% молекул уксусной кислоты.

Циклический димер

Циклический димер уксусной кислоты; пунктирные линии представляют водородные связи.

Кристаллическая структура уксусной кислоты показывает, что молекулы объединяются в димеры, связанные водородными связями . Эти димеры также можно наблюдать в газообразной форме при 120  ° C . Вероятно, они также присутствуют в жидкой фазе чистой уксусной кислоты, но быстро разрушаются при малейшем присутствии воды. Эта димеризация существует и в других карбоновых кислотах. Это также имеет место в водном растворе с константой ассоциации K D , значение которой близко к 1.

Растворитель

Жидкая уксусная кислота — гидрофильный ( полярный ) протонный растворитель , подобный этанолу и воде . При средней диэлектрической проницаемости 6,2 он может растворять не только полярные соединения, такие как неорганические соли и сахара , но также неполярные соединения, такие как масла, или чистые вещества, такие как сера и диод . Он легко смешивается со многими другими полярными или неполярными растворителями, такими как вода, хлороформ или гексан . Эти свойства растворителя и смешиваемость уксусной кислоты делают ее широко применяемой в химической промышленности.

Химические реакции

Уксусная кислота вызывает коррозию многих металлов , включая железо , магний и цинк . Он образует водород и соли металлов, называемые ацетатами . Алюминий образуется при контакте с кислородом тонкий слой оксида алюминия является относительно устойчивым, который покрывает его поверхность. Поэтому алюминиевые цистерны часто используются для транспортировки уксусной кислоты. Ацетаты металлов могут быть получены из смеси уксусной кислоты и подходящего основания, как в реакции бикарбонат натрия + уксус, которая дает воду и CO 2 . За исключением ацетата хрома (II) , почти все ацетаты растворимы в воде.

  • Mg ( тв ) + 2 CH 3 COOH ( водн. ) → (CH 3 COO) 2 Mg (водн.) + H 2 ( г )
  • NaHCO 3 (т.) + CH 3 COOH (водн.) → CH 3 COONa (водн.) + CO 2 (г) + H 2 O ( л )

Уксусная кислота также претерпевает типичные реакции карбоновых кислот , в частности образование этанола путем восстановления и образование производных, таких как ацетилхлорид, путем нуклеофильного замещения ацила . Среди других производных-заменителей — уксусный ангидрид . Этот ангидрид является результатом потери одной молекулы воды двумя молекулами уксусной кислоты. Сложные эфиры уксусная кислота , может быть обучена с помощью этерификации Фишера , и он также может быть использован для получения амидов . При нагревании выше 440  ° C уксусная кислота разлагается на диоксид углерода и метан или воду и кетен .

Обнаружение

Уксусную кислоту можно определить по характерному запаху. Соли уксусной кислоты, растворенные в растворе хлорида железа (III), дают темно-красный цвет, который исчезает после подкисления. При нагревании ацетатов с триоксидом мышьяка получается какодилоксид, который можно идентифицировать по запаху паров.

Влияние уксусной кислоты на организм человека

Органическое соединение используют в различных отраслях, в том числе в лечебных целях. Однако помимо пользы оно может нанести вред организму, если пренебрегать правилами применения.

Польза

Применение в кулинарии слабого раствора возможно в процессе приготовления блюд. Это позволяет легче усваиваться пище в желудочно-кишечном тракте, так как уксус ускоряет расщепление белков, содержащихся в продуктах. Раствор способствует размягчению волокон пищи, делает ее нежной и улучшает вкусовые качества. Используют в процессе консервации, при мариновании мяса, для добавления в салаты и холодные закуски.

Уксус способствует выведению токсических веществ и шлаков из организма, очищая его. Полезно добавление в блюда за счет способности жидкости подавлять аппетит

Это важно для лиц, имеющих лишний вес и ожирение. Внутрь рекомендуется употреблять только натуральное средство, предварительно разведенное с водой

Это может быть яблочный, винный, бальзамический уксус.

Раствор задействуют не только в приготовлении блюд и для приема внутрь. Полезно обертывание, которое ускоряет обменные процессы, повышает упругость и эластичность кожного покрова. Поэтому такую методику применяют при наличии целлюлита.

За счет полезного состава яблочного уксуса, который также содержит кислоту, его принимают внутрь для снижения интенсивности симптомов мигрени, при алкогольной интоксикации. Средство способствует ликвидации патогенных микроорганизмов, поэтому его рекомендуется принимать при желудочно-кишечном расстройстве.

Вред

Сильную опасность для организма представляет нерастворимая жидкость. Также может нанести вред средство с концентрацией органического соединения в 30% и более. Если высококонцентрированное вещество попало на слизистую оболочку или кожный покров, возникает химический ожог.

Негативные последствия возникают в случае пренебрежения противопоказаниями. Ограничения к приему:

  • язвенная болезнь желудка и 12-перстной кишки;
  • гастрит, повышенная кислотность среды;
  • возраст до 6 лет.

Уксус способствует увеличению кислотности органов желудочно-кишечного тракта, поэтому ее противопоказано принимать внутрь при соответствующих заболеваниях (панкреатите и др.).

Рекомендуем: Как быть, если выпил уксус и что теперь будет

Вещество оказывает мочегонное действие. В связи с этим его нельзя употреблять лицам, страдающим циститом и патологиями, протекающими с учащением позывов к мочеиспусканию. Противопоказано использование уксусной кислоты при нарушении функционирования печени.

Органическое соединение разрушает ткани десен и зубную эмаль. Поэтому после приема средств с его добавлением рекомендуется прополоскать ротовую полость. Для снижения нагрузки на структуры рта при употреблении растворов с присутствием кислоты можно использовать трубочку.

Чем опасна передозировка

Если систематически превышать рекомендуемую дозировку, разрушается и сворачивается белок в организме, возникают участки с некротическими изменениями тканей желудочно-кишечного тракта. После всасывания уксусной кислоты в кровоток и его окисления начинают видоизменяться эритроцитарные клетки. В итоге в кровь свободно выбрасывается гемоглобин, провоцирующий сбои в работе почек и печени, в том числе недостаточность органов.

Уксусная кислота в организме человека. Меры предосторожности при использовании продукта

Учитывая влияние уксуса на организм человека, вероятность развития тяжелых состояний, к которым приводит неправильное употребление уксуса, нужно соблюдать определенные правила в обращении с кислотой:

  1. Главное – бутылка с уксусом должна храниться в недоступном для ребенка месте.
  2. Нельзя переливать и хранить продукт в немаркированной таре, без опознавательной надписи.
  3. При приготовлении пищи необходимо следить, чтобы кислота не попала на кожу.
  4. Используя продукт в кулинарных целях, соблюдайте рецептурные дозировки.
  5. Не используйте уксус как средство народной медицины для лечения простуды и других заболеваний.
  6. Не применяйте кислоту в составе косметических рецептов для ухода за кожей и волосами.
  7. Если вы используете вещество в качестве чистящего средства, защитите кожу рук резиновыми перчатками.

Уксус – это химическое вещество, которое даже при малых концентрациях способно вызвать серьезное отравление у человека. Концентрированная кислота при попадании внутрь организма вызывает необратимые процессы, и впоследствии приводит к инвалидности и летальному исходу. Чтобы избежать этого, достаточно придерживаться несложных правил в использовании химических веществ.

Еще 7-10 тыс. лет назад это вещество, успешно применявшееся для лечения различных заболеваний,  считалось целебным в Древнем Египте, Ассирии и Вавилоне. Его использовали в качестве антисептика, обрабатывая им язвы и раны, обтирали больных с повышенной температурой и принимали внутрь,  восполняя нехватку витаминов в организме.

Античные времена давно прошли, но бутылочку с прозрачной жидкостью и сегодня можно найти на любой кухонной полке. Правда, теперь вещество используется больше в кулинарных целях – для консервации или маринования продуктов и как приправа для некоторых блюд.

О чем же идет речь? Наверняка, многие уже догадались. Об уксусе – пищевом продукте, который получается при окислении уксуснокислыми бактериями этилового спирта.

Различают две группы:

  • натуральный уксус, получаемый в результате брожения сырья растительного происхождения. В нем сохраняется вся польза исходного продукта. Может быть винным, яблочным, рисовым, бальзамическим и пр. Уксус, полученный из природного сырья, богат минеральными веществами, кальцием, кремнием, железом, фтором, магнием, пектином, органическими и амино- кислотами, витаминами (А,В, Е, С, Р) и бета-каротином.
  • синтетический уксус – ненатуральный продукт, поступающий в продажу в виде эссенции 70% уксусной кислоты или столового уксуса с маркировкой 3…15%. В отличие от более концентрированного первого варианта, употребление которого неразбавленным может нанести серьезный вред организму, столовый уксус уже готов к употреблению.  К сожалению, какая-либо польза данного продукта, в отличие от натурального, отсутствует.

Влияние уксуса на организм человека

Опасной для человека дозой служит 1 стакан (200 миллилитров) даже обыкновенного столового уксуса, если его выпить. Ледяной уксусной кислоты хватит 15 г или 20 мл, эссенции — от 20 до 40 мл. При попадании вовнутрь вещество сжигает стенки пищевода, что сопровождается невыносимой болью.

К химическому ожогу приведет попадание на кожу вещества с концентрацией от 30% и больше. Причем поражения могут быть разной степени тяжести. ЛУК при контакте с кожными покровами и слизистой провоцирует необратимый некроз тканей вследствие коагуляции.

Нейтрализовать разрушающее действие поможет незамедлительное и обильное промывание поврежденного участка большим количеством воды с обычным мылом, которое впитает кислоту с образованием хлопьев. Так происходит из-за щелочной реакции среды мыла. После промывания потребуется обработать обожженное место фурацилином или любым другим антисептиком.

Сколько допускается употреблять уксусной кислоты человеку, науке до сих пор не известно. Случаи ухудшения здоровья человека в результате дефицита в рационе этого вещества медицине не известны.

Людям, страдающим язвой, гастритом или другими заболеваниями пищеварительного тракта продукты, содержащие вещество, употреблять не рекомендуется, так как оно раздражает, а иногда и разрушает слизистую. Что обуславливает появление изжоги, а в тяжелых случаях— ожог пищеварительного тракта. Редко, но встречается индивидуальная непереносимость.

Рекомендуем: Как избавиться от тли в саду — горчица и уксус помогут

Уксус в народной медицине

  • Уксус поможет снять мышечную боль. После активных физических нагрузок часто возникают болевые ощущения в мышцах. Чтобы избавиться от них, растворите в 100 мл воды 1 ст. ложку уксуса, смочите салфетку, наложите компресс на болевую зону примерно на 30 минут.
  • Уксус сократит время выздоровления и облегчит боль при растяжении мышц. Для этого достаточно обернуть больное место тканью, смоченной в растворе, приготовленном из 500 мл теплого яблочного уксуса, 4 капель йода и 2 ч. ложек соли. Храниться такой раствор может продолжительное время.

Уксус в народной медицине

  • Поможет устранить зуд после уксуса насекомых. Для этого в уксусе смачивают ватный диск и прикладывают его к месту укуса.
  • При регулярном использовании поможет избавиться от грибков и шпор на ногах. Для этого достаточно принимать ванны с добавлением уксуса (1 часть уксуса и 5 частей воды). Принимают ванны около 15 мин. на протяжении 7 дней.
  • Избавит ноги от неприятного запаха. Для этого необходимо периодически принимать ножные ванночки с уксусом (на 5 л теплой воды добавляют 200 мл яблочного уксуса). Продолжительность процедуры примерно 5-7 минут. Вытирать ноги после приема ванночки не нужно.
  • Уксус успокоит воспаленное горло. При слабых болях можно полоскать раствором, приготовленным из 100 мл теплой воды и 1 ч. ложки яблочного уксуса. Полоскание повторяют на протяжении суток, с интервалом в 1-1,5 часа. Если боль стихла, горло продолжают полоскать этим же раствором еще сутки (в целях профилактики), но только 3 раза в день: утром, в обед и вечером, после еды.

Физические свойства уксусной кислоты и ее водного раствора.

Растворение уксусной кислоты в воде сопровождается выделением тепла и, следовательно, повышением температуры раствора. Однако выделение тепла происходит только при определенном соотношений уксусной кислоты и воды. При приготовлении значительно разбавленных растворов происходит поглощение тепла, и температура понижается.

Выделение тепла происходит в результате гидратации уксусной кислоты, которая присоединяет две молекулы воды. Теплота гидратации уксусной кислоты равна +0,755 кДж/моль С2Н4О2. При дальнейшем увеличении количества воды наблюдается поглощение тепла, которое при бесконечном разбавлении составляет -1,900 кДж/моль С2Н4О2 (теплота растворения уксусной кислоты). Так как теплота растворения включает в себя теплоту гидратации, то теплота растворения гидрата С2Н4О2 будет равна — 1,145 кДж/моль.

Других соединений уксусной кислоты с водой, по-видимому, не существует, так как кривая имеет только один минимум, отвечающий 62,5% СН3СООН. Впрочем, до концентрации 62,5% кривая имеет некоторую мало заметную выпуклость, а выше 62,5% также мало заметную вогнутость. Это указывает на существование других соединений уксусной кислоты с водой, которые, однако, не являются стабильными и ярко выраженными.

Впервые соединение уксусной кислоты и воды состава С2Н4О2•2Н2О было обнаружено автором и описано им в 1939 г. Образование гидрата СН3СООН•2Н2О подтверждено исследованиями А. А. Глаголевой, а также С.Я. Левитмана и Н.Ф. Ермоленко. Последними авторами по максимуму показателя преломления предположено также существование молекулярного соединения 2СН3СООН•Н2О.

При замораживании растворов, содержащих уксусной кислоты больше 62,5%, вымерзает более концентрированная кислота, а из растворов, содержащих менее 62,5%, вымерзают более разбавленные растворы. Этим свойством иногда пользуются в промышленности для получения более концентрированной уксусной кислоты из разбавленной.

Раствор, содержащий 62,5% уксусной кислоты, при охлаждении замерзает одновременно по всей своей массе (эвтектика). Точка замерзания такого раствора находится около -24°С. Все водные растворы при замерзании уменьшаются в объеме от нуля до 4,7% в зависимости от содержания уксусной кислоты, а при плавлении кристаллов объем соответственно увеличивается.

При перегонке водных растворов уксусной кислоты содержание кислоты в парах всегда меньше, чем в растворе. При этом разница между содержанием уксусной кислоты в парах и в жидкости увеличивается по мере того, как содержание кислоты в растворе приближается к величине, соответствующей гидрату С2Н4О2•2Н2О. Эта разница максимальна, когда содержание уксусной кислоты в растворе равно 62,5%.

Если водные растворы уксусной кислоты перегонять при разных давлениях, разность между содержаниями уксусной кислоты в жидкости и в парах изменяется, а именно; при повышении давления понижается, а при понижении давления — повышается. Поэтому ректификацию выгоднее вести под вакуумом, особенно при высоких концентрациях уксусной кислоты. Однако из практических соображений ректификацию обычно проводят при давлении, несколько превышающем атмосферное.

При высоких давлениях и более высоких концентрациях возможно активное образование азеотропа уксусной кислоты, а также воды. И тогда будет невозможным процесс разделения смеси ректификацией.

Содержание солей в водных растворах уксусной кислоты вызывает повышение содержания уксусной кислоты в парах при перегонке, а при определенной концентрации соли и кислоты возможно даже образование азетропа уксусной кислоты и воды.

Как развести уксусную эссенцию для разных целей

Для заготовки овощей и фруктов удобнее и дешевле приобретать концентрированную уксусную кислоту. У дачников это вещество пользуется популярностью, как противоплесневое средство. Также уксусную эссенцию используют, чтобы приготовить незамысловатый маринад для мяса или острую горчицу. Если вы ищите рецепт, как применять яблочный уксус для похудения, то узнайте, в какой пропорции правильно разводить это вещество.

Все о том,как правильно разводить уксус, рассказывает видео.

Для мытья холодильника

Уксус не только помогает без усилий удалить засохший жир на стенках и полочках холодильника. Он устраняет неприятный запах, уничтожает грибковые споры, и предупреждает их появление. Мыть холодильник следует строго в резиновых перчатках, если вам дорога красота ваших рук. Раствор готовят в таких пропорциях:

  1. Стакан уксусной эссенции на 1,5 стакана воды, если загрязнения очень застарелые и обширные.
  2. Стакан уксусной эссенции на 3 стакана воды, если проводится дежурная уборка и холодильник требуется просто освежить.

Примечание автора

Кирилова Ольга

Уборка будет легче, если предварительно места засохшего жира присыпать пищевой содой. Уксусный раствор переливают в емкость с пульверизатором и набрызгивают на соду. В ходе растворится даже застарелая грязь. Счистить ее будет легко обычной губкой.

Разбавленная уксусная кислота подходит для чистки бытовых приборов

Для маринада мяса

Для мяса используйте винный красный уксус. Разводить его можно на глаз, он не такой концентрированный, как уксусная эссенция. “На глаз” означает — часть винного уксуса на часть воды.

Можно ли замораживать мясо в маринаде?

ДаНет

Если вы любите использовать уксус в качестве приправы к различным блюдам, то

История

Уксус был известен на раннем этапе развития цивилизации как естественный результат воздействия воздуха на пиво и вино , поскольку бактерии, продуцирующие уксусную кислоту, присутствуют во всем мире. Использование уксусной кислоты в алхимии простирается в 3 веке до н.э., когда греческий философ Теофраст описал , как уксус действовал на металлы для производства пигментов , используемые в данной области техники, в том числе белого свинца ( карбонат свинца ) и медянки , зеленую смесь медных солей в том числе меди (II) ацетат . Древние римляне варили кислое вино для производства сладкого сиропа, называемого сапа . Сапа, которую производили в свинцовых горшках, была богата ацетатом свинца , сладким веществом, также называемым сахаром свинца или сахаром Сатурна , что способствовало отравлению свинцом среди римской аристократии.

В 16-го века немецким алхимиком Либавий описано производство ацетона из сухой перегонки ацетата свинца, кетоновой декарбоксилирования . Присутствие воды в уксусе настолько сильно влияет на свойства уксусной кислоты, что на протяжении веков химики считали, что ледяная уксусная кислота и кислота, содержащаяся в уксусе, — это два разных вещества. Французский химик Пьер Адэ доказал их идентичность.

Кристаллизованная уксусная кислота.

В 1845 году немецкий химик Герман Кольбе впервые синтезировал уксусную кислоту из неорганических соединений . Эта последовательность реакций состояла из хлорирования из сероуглерода в четыреххлорист углерода , с последующим пиролизом до тетрахлорэтилена и водного хлорирования к трихлоруксусной кислоте , и заключил с электролитическим сокращением до уксусной кислоты.

К 1910 году большая часть ледяной уксусной кислоты была получена из пирогенного щелока , продукта перегонки древесины. Уксусную кислоту выделяли обработкой известковым молоком , а затем полученный ацетат кальция подкисляли серной кислотой для извлечения уксусной кислоты. В то время Германия производила 10 000 тонн ледяной уксусной кислоты, около 30% которой использовалось для производства красителя индиго .

Поскольку и метанол, и окись углерода являются товарным сырьем, карбонилирование метанола долгое время казалось привлекательными предшественниками уксусной кислоты. Анри Дрейфус из British Celanese разработал пилотную установку карбонилирования метанола еще в 1925 году. Однако отсутствие практических материалов, которые могли бы содержать коррозионную реакционную смесь при необходимых высоких давлениях (200 атм или более), препятствовало коммерциализации этих способов. Первый коммерческий процесс карбонилирования метанола, в котором использовался кобальтовый катализатор, был разработан немецкой химической компанией BASF в 1963 году. В 1968 году был открыт катализатор на основе родия ( цис — [Rh (CO) 2 I 2 ] — ), который мог работать. эффективно при более низком давлении практически без побочных продуктов. Американская химическая компания Monsanto Company построила первый завод, использующий этот катализатор в 1970 году, и катализируемое родием карбонилирование метанола стало доминирующим методом производства уксусной кислоты (см. Процесс Monsanto ). В конце 1990-х годов химическая компания BP Chemicals выпустила на рынок катализатор Cativa ([Ir (CO) 2 I 2 ] — ), который для большей эффективности промотирован иридием . Этот процесс Cativa, катализируемый иридием, является более экологичным и более эффективным и в значительной степени вытеснил процесс Monsanto, часто на тех же производственных предприятиях.

Межзвездная среда

Межзвездная уксусная кислота была открыта в 1996 году группой под руководством Дэвида Мерингера с использованием бывшего массива Ассоциации Беркли-Иллинойс-Мэриленд в радиообсерватории Хат-Крик и бывшего миллиметрового массива, расположенного в радиообсерватории Оуэнс-Вэлли . Впервые он был обнаружен в молекулярном облаке Sagittarius B2 North (также известном как источник большой молекулы Sgr B2 Heimat ). Уксусная кислота является первой молекулой, обнаруженной в межзвездной среде с использованием только ; Во всех предыдущих молекулярных открытиях ISM, сделанных в миллиметровом и сантиметровом режимах длин волн, радиотелескопы с одной тарелкой были, по крайней мере, частично ответственны за обнаружение.

Уксусная кислота формула. Уксусная кислота

Характеристики и физические свойства уксусной кислоты

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Уксусная (этановая) кислота представляет собой бесцветную жидкость, обладающую резким раздражающим запахом.

При попадании на слизистые оболочки она вызывает ожоги. Уксусная кислота смешивается с водой в любых соотношениях. Образует азеотропные смеси с бензолом и бутилацетатом.

Уксусная кислота замерзает при 16oС, её кристаллы по внешнему виду напоминают лед, поэтому 100%-ную уксусную кислоту называют «ледяной».

Некоторые физические свойства уксусной кислоты приведены в таблице ниже:

Получение уксусной кислоты

В промышленности уксусную кислоту получают каталитическим окислением н-бутана кислородом воздуха:

Значительные количества уксусной кислоты производят путем окисления ацетальдегида, который в свою очередь получают окислением этилена кислородом воздуха на палладиевом катализаторе:

Пищевую уксусную кислоту получают при микробиологическом окислении этанола (уксуснокислое брожение).

При окислении бутена-2 перманганатом калия в кислой среде или хромовой смесью происходит полный разрыв двойной связи с образованием двух молекул уксусной кислоты:

Химические свойства уксусной кислоты

Уксусная кислота – это слабая одноосновная кислота. В водном растворе она диссоциирует на ионы:

Уксусная кислота обладает слабыми кислотными свойствами, которые связаны со способностью атома водорода карбоксильной группы отщепляться в виде протона.

Взаимодействие уксусной кислоты со спиртами протекает по механизму нуклеофильного замещения. В качестве нуклеофила выступает молекула спирта, атакующая атом углерода карбоксильной группы уксусной кислоты, несущий частично положительный заряд. Отличительной особенностью этой реакции (этерификации) является то, что замещение протекает у атома углерода, находящегося в состоянии sp-гибридизации:

При взаимодействиистионилхлоридом уксусная кислота способна образовывать галогенангидриды:

При действии на уксусную кислоту оксида фосфора (V) образуется ангидрид:

Взаимодействии уксусной кислоты с аммиаком получаются амиды. Вначале образуются аммониевые соли, которые при нагревании теряют воду и превращаются в амиды:

Применение уксусной кислоты

Уксусная кислота известна с глубокой древности, её 3 – 6% растворы (столовый уксус) используют как вкусовую приправу и консервант. Консервирующее действие уксусной кислоты связано с тем, что создаваемая ею кислая среда подавляет развитие гнилостных бактерий и плесневых грибков.

Примеры решения задач

Задание Рассчитайте рН 0,10 М раствора уксусной кислоты.
Решение Поскольку в 0,10 М растворе уксусной кислоты степень диссоциации CH3COOH h 3COOH> = c (CH3COOH) = 0,10 М;

+> = √Ka(CH3COOH) × c (CH3COOH);

+> = √1,75×10-5× 1,0×10-1= 1,32×10-3M;

pH = 2,88.

Ответ рН 0,10 М раствора уксусной кислоты равен 2,88

ПРИМЕР 2

Задание Как изменится рН 0,010 М раствора уксусной кислоты, если в него добавить хлорид калия до конечной концентрации 0,020 М?
Решение Уксусная кислота слабая, поэтому в отсутствие постороннего электролита ионную силу можно принять равной нулю. Это дает право для вычисления рН воспользоваться термодинамической константой кислотности.

a (H+) = √K(CH3COOH) × c (CH3COOH);

a (H+) = √1,75×10-5× 1,0×10-2= 4,18×10-4M;

pH = 3,38.

Для расчета рН после добавления хлорида калия необходимо вычислить реальную константу кислотности уксусной кислоты:

K(CH3COOH) = K(CH3COOH) / γ(H+) × γ(CH3COO—).

Вычисляем ионную силу, создаваемую ионами калия и хлорида:

I = ½ × (0,020 × 12+ 0,020 × 12) = 0,020.

При ионной силе 0,020γ(H+) = γ(CH3COO—) = 0,87. Поэтому

K = 1,75×10-5/ (0,87)2= 2,31×10-5.

Следовательно,

+> = √K(CH3COOH) × c (CH3COOH);

+> = √2,31×10-5×1,0×10-2= 4,80×10-4M.

pH = 3,32.

Итак, увеличение ионной силы от нуля до 0,020 вызвало изменение рН раствора уксусной кислоты всего на 0,06 единиц рН.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector