Ecetsav

Etánsav
Az ecetsav vázképlete és 3D-s ábrázolása
Azonosítás
IUPAC név	etánsav
Szisztematikus név	ecetsav
Szinonimák	jégecet -etil-sav, metánkarbonsav
N o CAS	64-19-7
N o ECHA	100 000 528
N o EC	200-580-7
N o RTECS	AF1225000
ATC kód	G01 AD02 S02 AA10
DrugBank	DB03166
PubChem	176
ChEBI	15366
N o E	E260
FEMA	2006
Mosolyok	CC (= O) O PubChem , 3D nézet
InChI	InChI: 3D nézet InChI = 1 / C2H4O2 / c1-2 (3) 4 / h1H3, (H, 3,4) / f / h3H
Megjelenés	színtelen, csípős szagú, erősen ecetes folyadék.
Kémiai tulajdonságok
Brute formula	C 2 H 4 O 2   [izomerek]
Moláris tömeg	60,052 ± 0,0025  g / mol C 40%, H 6,71%, O 53,29%,
pKa	4,76 át 25  ° C-on
Dipoláris pillanat	1,70  ±  0,03  D
Molekuláris átmérő	0,442  nm
Fizikai tulajdonságok
T ° fúzió	16,64  ° C
T ° forráspontú	117,9  ° C
Oldékonyság	Vízzel, acetonnal , alkohollal, benzollal , glicerinnel , éterrel, szén-tetrakloriddal elegyedik ; Gyakorlatilag szemtelen. a szén-diszulfid Teljes mértékben keverhető hexánnal és toluollal .
Oldhatósági paraméter δ	20,7  MPa 1/2 ( 25  ° C ); 18,9  J 1/2  cm -3/2 ( 25  ° C ); 12,4  cal 1/2  cm −3/2
Térfogat	1,049 2  g cm −3 (folyadék, 20  ° C ) egyenlet: ρ=1.4486/0,25892(1+(1-T/591.95)0,2529){\ displaystyle \ rho = 1.4486 / 0.25892 ^ {(1+ (1-T / 591.95) ^ {0.2529})}} A folyadék sűrűsége kmol · m -3-ban és a hőmérséklet Kelvinben, 289,81 és 591,95 K között. Számított értékek: 1,04202 g · cm -3 25 ° C-on. T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 289,81 16.66 17,492 1,05045 309.95 36.8 17.15025 1.02992 320.02 46.87 16.97526 1.01942 330.1 56.95 16.79723 1.00872 340.17 67.02 16.61595 0,99784 350,24 77.09 16.43122 0,98674 360.31 87.16 16.24279 0,97543 370,38 97.23 16.05041 0,96388 380,45 107.3 15.85378 0,95207 390.52 117.37 15.65257 0,93998 400,59 127,44 15.44639 0,9276 410,67 137,52 15.23483 0,9149 420,74 147,59 15.01737 0,90184 430,81 157,66 14,79345 0.88839 440,88 167,73 14.5624 0.87452 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 450,95 177.8 14.32343 0.86016 461.02 187,87 14.07559 0,84528 471.09 197.94 13.81774 0,8298 481.17 208.02 13.5485 0,81363 491.24 218.09 13.2661 0,79667 501.31 228.16 12.96833 0.77879 511,38 238,23 12.65229 0.75981 521.45 248.3 12.31406 0,7395 531.52 258,37 11.94817 0,71752 541.59 268,44 11.54656 0,69341 551,66 278.51 11.09651 0.66638 561,74 288,59 10.5759 0.63511 571.81 298,66 9.93954 0,5969 581.88 308,73 9.06223 0,54421 591.95 318.8 5.595 0,336
Öngyulladási hőmérséklet	465  ° C
Lobbanáspont	39  ° C (zárt pohár)
Robbanási határok a levegőben	5,4–16  térfogatszázalék
Telített gőznyomás	1,5  kPa át 20  ° C-on egyenlet: Pvs=exo(53.27+-6304.5T+(-4.2985)×lnem(T)+(8.8865E-18.)×T6.){\ displaystyle P_ {vs} = exp (53.27 + {\ frac {-6304.5} {T}} + (- 4.2985) \ ln (T) + (8.8865E-18) \ szor T ^ {6})} Pascál nyomás és hőmérséklet kelvinben, 289,81 és 591,95 K között. Számított értékek: 2079,17 Pa 25 ° C-on. T (K) T (° C) P (Pa) 289,81 16.66 1.276.9 309.95 36.8 3 942,92 320.02 46.87 6 529,01 330.1 56.95 10 444,46 340.17 67.02 16,193,69 350,24 77.09 24 404,87 360.31 87.16 35,841,75 370,38 97.23 51,413,28 380,45 107.3 72,181.1 390.52 117.37 99,364.91 400,59 127,44 134 346,28 410,67 137,52 178 671,6 420,74 147,59 234,055.02 430,81 157,66 302,382,47 440,88 167,73 385,718.02 T (K) T (° C) P (Pa) 450,95 177.8 486,313,9 461.02 187,87 606,625,69 471.09 197.94 749,334.18 481.17 208.02 917,375,71 491.24 218.09 1 113 982,9 501.31 228.16 1 342 737,85 511,38 238,23 1 607 640,47 521.45 248.3 1 913 194,96 531.52 258,37 2 264 517,98 541.59 268,44 2 667 473,46 551,66 278.51 3 128 839,46 561,74 288,59 3 656 514,92 571.81 298,66 4 259 775,51 581.88 308,73 4 949 591,16 591.95 318.8 5.739.000
Dinamikus viszkozitás	1,22  mPa s át 25  ° C-on
Kritikus pont	4,53  MPa át 319,56  ° C-on
Termokémia
S 0 gáz, 1 bar	282,848  J mol −1  K −1
S 0 folyadék, 1 bar	158,0  J mol −1  K −1
Δ f H 0 gáz	−433  kJ mol −1
Δ f H 0 folyadék	−483,52  kJ mol −1
Δ fus H °	11,728  kJ mol -1 és 16,75  ° C között
Δ vap H °	23,7  kJ mol -1 , hogy 117,95  ° C
C o	123,1  J mol −1  K −1 (folyadék, 25  ° C ) 63,44  J mol −1  K −1 (gáz, 25  ° C ) egyenlet: VSP=(139640)+(-320,80)×T+(0,89850)×T2{\ displaystyle C_ {P} = (139640) + (- 320.80) \ T + szorzat (0.89850) \ szor T ^ {2}} A folyadék hőteljesítménye J kmol -1 K -1 -ben és hőmérséklet Kelvinben, 289,81 és 391,05 K között. Számított értékek: 123,864 J mol -1 K -1 25 ° C-on. T (K) T (° C) C o (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ szorzat K}})} C o (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ szorzat K}})} 289,81 16.66 122 130 2,034 296 22.85 123,406 2,055 299 25.85 124,048 2,066 303 29.85 124,928 2,080 306 32.85 125,607 2,092 310 36.85 126,538 2 107. 313 39.85 127,255 2 119 316 42.85 127,988 2 131 320 46.85 128,990 2 148 323 49.85 129,761 2,161 326 52.85 130,548 2,174 330 56.85 131 623 2 192 333 59.85 132,447 2 206 337 63.85 133,572 2,224 340 66.85 134,435 2 239 T (K) T (° C) C o (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ szorzat K}})} C o (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ szorzat K}})} 343 69.85 135,313 2 253 347 73,85 136 510 2 273 350 76.85 137,426 2 288 353 79.85 138,359 2,304 357 83.85 139,627 2325 360 86.85 140,598 2 341 364 90,85 141,916 2363 367 93.85 142 924 2380 370 96,85 143,949 2397 374 100,85 145,339 2,420 377 103.85 146,401 2,438 380 106,85 147,479 2 456 384 110,85 148,942 2,480 387 113.85 150,058 2,499 391.05 117,9 151,590 2,524 egyenlet: VSP=(34,850)+(3.7626E-2)×T+(2.8311E-4)×T2+(-3.0767E-7)×T3+(9.2646E-11.)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (34.850) + (3.7626E-2) \ T-szeres (2.8311E-4) \ T -szeres T ^ {2} + (- 3.0767E-7) \ szor T ^ {3} + (9,2646E-11) \ -szerese T ^ {4}} Hőkapacitása gáz J · mol -1 · K -1 és hőmérséklet kelvinben, 50 és 1500 K. Számított értékek: 63,813 J · mol -1 · K -1 25 ° C-on T (K) T (° C) C o (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ szorzat K}})} C o (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ szorzat K}})} 50 −223.15 37,401 623 146 −127.15 45,463 757 195 −78.15 50,805 846 243 −30.15 56,619 943 291 17.85 62,856 1,047 340 66.85 69,516 1,158 388 114,85 76,198 1,269 436 162,85 82 921 1,381 485 211.85 89,719 1494 533 259,85 96 223 1,602 581 307,85 102,493 1,707 630 356,85 108,583 1,808 678 404.85 114 188 1,901 726 452,85 119,393 1 988 775 501,85 124,260 2,069 T (K) T (° C) C o (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ szorzat K}})} C o (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ szorzat K}})} 823 549,85 128,570 2 141 871 597,85 132,421 2,205 920 646,85 135,882 2 263 968 694.85 138,829 2 312 1,016 742,85 141,363 2 354 1,065 791,85 143,568 2391 1,113 839,85 145,405 2 421 1,161 887,85 146,987 2,448 1 210 936,85 148,418 2,471 1,258 984.85 149,726 2,493 1,306 1 032,85 151,044 2,515 1,355 1081,85 152,513 2,540 1,403 1,129,85 154,199 2,568 1,451 1,177,85 156,266 2 602 1500 1 226,85 158,921 2,646
PCS	874,2  kJ mol −1 (folyadék)
PCI	−875,16  kJ mol −1
Elektronikus tulajdonságok
1 re ionizációs energia	10,65  ±  0,02  eV (gáz)
Kristályográfia
Kristályosztály vagy űrcsoport	Pna 21
Hálóparaméterek	a = 13,151  Å b = 3,923  Å c = 5,762  Å α = 90,00 ° β = 90,00 ° γ = 90,00 ° Z = 4
Hangerő	297,27  Å 3
Optikai tulajdonságok
Törésmutató	nemD20{\ displaystyle n_ {D} ^ {20}} 1.3720
Óvintézkedések
SGH
Veszély H226, H314, P280, P305, P310, P338, P351, H226  : Gyúlékony folyadék és gőz H314  : Súlyos égési sérülést és szemkárosodást okoz P280  : Viseljen védőkesztyűt / védőruházatot / szemvédőt / arcvédőt. P305  : Ha szembe jut: P310  : Azonnal hívjon TOXIKOLÓGIAI KÖZPONTOT vagy orvost. P338  : Távolítsa el a kontaktlencséket, ha az áldozat viseli őket, és ha könnyen eltávolíthatók. Öblítse tovább. P351  : Óvatosan öblítse le vízzel néhány percig.
WHMIS
B3, E, B3  : Éghető folyadék Lobbanáspont = 39  ° C zárt téri (módszer nem jelentett) E  : Maró anyag veszélyes anyagok szállítása: class 8 Disclosure 1,0% szerint az összetevő közzétételi lista
NFPA 704
2 3 0
Szállítás
83.    2789    Kemler-kód: 83  : maró vagy mutató kisebb mértékű korróziós és gyúlékony (lobbanáspont 23-  , hogy  60  ° C-on , beleértve a határértékeket) UN-szám  : 2789  : ECETSAV tartalmazó oldatot több mint 80 százalék (tömeg) sav; vagy JEGESETSAV Osztály: 8 Címkék: 8  : Maró anyagok 3  : Gyúlékony folyadékok Csomagolás: II  . csomagolási csoport : közepesen veszélyes anyagok; 80    2790    Kemler-kód: 80  : maró vagy kisebb mértékű maró anyag ENSZ-szám  : 2790  : ACETIC ACID SOLUTION Osztály: 8 Címke: 8  : Maró anyagok Csomagolás: II / III csomagolási csoport  : közepesen / enyhén veszélyes anyagok.
Ökotoxikológia
DL 50	3,31  g kg -1 (patkány, orális ) 525  mg kg -1 (egér, iv )
LogP	-0,31
Szagküszöb	alacsony: 0,03  ppm magas: 0,15  ppm
Kapcsolódó vegyületek
Izomer (ek)	Glikolaldehid
Egyéb vegyületek	Ecetsav-anhidrid
Egység SI és STP hiányában.

A etánsav vagy ecetsavban egy karbonsavat , amelynek elméleti szénlánc C2, hasonló a etán , móltömege 60  g / mol , és a kémiai képlete nyers C 2 H 4 O 2 , félig-fejlett CH 3 - CO-OH vagy AcOH rövid formáció , ahol Ac jelentése „  CH 3 CO  ”, a az acetilcsoport . A köznév mellékneve a latin acetum- ból származik , jelentése ecet . Valójában az ecetsav az ecet fő alkotóeleme a víz után, mivel savas ízét és csípős szagát 1 ppm- től detektálhatja  .

A desztillálás ecet, igazolt a középkorban Európában, lehetővé tette, hogy megkapjuk a tiszta ecetsavat, színtelen éghető folyadékot egy erős ecet szag, egy sűrűsége nagyságrendű 1,05  g cm -3 át 20  ° C-on , mely megszilárdul által egyszerű merítés jeges-vízfürdőben. Ma is jégecet vagy korábban erős ecet néven ismert . Ez az első ismert ipari sav .

Ez a nagyon gyengén vezető, színtelen, gyúlékony és higroszkópos folyadék szobahőmérsékleten a hangyasavval együtt az egyik legegyszerűbb monokarbonsavat képviseli . A savasság azzal jellemezve, vizes oldatban egy pK a = 4,76 származik, hogy képes átmenetileg elveszíti a proton annak karbonsav funkcióját , ezáltal átalakítja azt egy acetát ion CH 3 COO - . Ez egy gyenge sav .

Ez a sav koagulálja a latexet, és bakteriosztatikus tulajdonságokkal rendelkezik, ami lehetővé teszi fertőtlenítőszerként történő alkalmazását. Rovarölő szerek és tisztítószerek komponenseként is használják a félvezetők gyártásához. Ez maró és gőzei irritálja az orr és a szemek.

Nagyon maró hatású a szerves és élő szövetekre, óvatosan kell kezelni. Bár nem találták rákkeltőnek vagy károsnak a környezetre, égési sérüléseket, valamint maradandó károsodást okozhat a szájban, orrban, torokban és tüdőben. Bizonyos dózisokban és rákkeltő termékekkel való krónikus együttes expozíció esetén irritáló jellege a daganatok (jóindulatú és rosszindulatú) daganat-promóterévé teszi . Ezt kísérleti úton patkányokban igazolták.

Az emberi testben az ecetsav általában alkoholfogyasztás után keletkezik  : az etanolt acetaldehiddé alakítják, amelyet az acetaldehid-dehidrogenáz enzim hatására ecetsavvá , majd acetát-CoA ligázzal acetil-coA -vá alakítják .

Termelés

Az ecetsav iránti globális kereslet körülbelül 6,5 millió tonna évente (Mt / a). Iparilag n- bután folyékony fázisú oxidációjával állítják elő , vagy cellulóz-acetát vagy poli (vinil-alkohol) előállításával nyerik ki .

Használ

Ez egy reagens, amelyet széles körben használnak az iparban vagy a laboratóriumokban, különösen:

• oldószerként: vízzel és különféle szerves oldószerekkel, például etanollal , dietil-éterrel , glicerinnel elegyedik, de szén-diszulfidban oldhatatlan, jó oldószer gumikhoz , gyantákhoz , foszforhoz , kénhez és hidrogén-halogén-savakhoz is  ? ;
• a termelés ecetsav-anhidrid , a cellulóz-acetát , a vinil-acetát monomert , és más acetátok, valamint a gyógyszerek , peszticidek , színezékek , gyártása fényképészeti termékek;
• az élelmiszer (termelés gyümölcs ecet, stb), az élelmiszer-adalékanyag  ;
• a textil  ;
• tisztítószerként ( félvezetők számára );
• koaguláns ( természetes latex );
• bakteriosztatikus (oldatban);
• gyártásához műanyagok , mint például a polietilén-tereftalát (PET), vagy cellulóz-acetát , előállítására alkalmas vinil-acetát (festékek, ragasztók) és szerves oldószerekkel;
• dohánytermékek adalékaként ( ízesítés ).
• maratás szövettani metszetek festése során (pl .: carmino-green festés )
• folyamat a hidrolízis , kondenzáció és / vagy gélesedés gyártásához a katalizátor vagy az eljárás során szol-gél
• antibakteriális és gyomorsavasodás tenyésztésben, különösen a sertéseknél.

Elnevezéstan

Az ecetsav korábbi triviális neve az acetum latin szóból származik, amely az ecetet vagy az aceti-vinumot jelenti . A francia és az angol nyelvterületen továbbra is a leggyakrabban használt, de az IUPAC szabványosította az etánsav kifejezést , a régi francia kémiai név, az etilsav helyett . Az IUPAC 1960-as nómenklatúránál toleránsabb Chemical Chemical Abstracts mindazonáltal megtartotta a C1 és C2 első két karbonsav, a hangyasav és az ecetsav jelenlegi nevét.

A jégecet is triviális név, amely a laboratóriumban általában a tiszta ecetsavra utal. Hasonló a német "Eisessig" (szó szerint: jeges ecet) elnevezéshez, ezt a nevet az ecetsav jégszerű kristályai magyarázzák, amelyek valamivel szobahőmérséklet alatt ( 17  ° C alatt) keletkeznek. A tiszta ecetsav olvadáspontja sav).

Az ecetsav leggyakoribb rövidítése az AcOH vagy a HOAc, az Ac a CH 3 -CO− acetil funkciós csoportot jelöli .

Az ecetsav nyers képlete a C 2 H 4 O 2 . Szintén gyakran írják CH 3 COOH vagy CH 3 CO 2 H-ra annak érdekében, hogy jobban lefordítsák a szerkezetét. A H + proton elvesztéséből származó iont acetátnak nevezzük. Az acetát utalhat az aniont tartalmazó sóra vagy az ecetsav észterére is.

Történelmi

Az erős ecetet Mezopotámiában több mint 3000 évvel ezelőtt ismerik . Kr . U. A ecetsav-baktériumok ecetsav előállítására bor és oxigén leírták a kémikus Louis Pasteur . Jelen vannak az egész civilizált világban, és minden kultúra, amely sört vagy bort főz, óhatatlanul felfedezte az ecetet, ami a szabadban hagyott alkoholos italok evolúciójának természetes eredménye.

Az ecetsav kémiai felhasználása az ókorig nyúlik vissza. A III th  században  ie. AD , Theophrastus görög filozófus leírja, hogy az ecet hogyan hat a fémre, és így a művészet számára hasznos pigmenteket állít elő , beleértve a fehér ólmot ( ólom-karbonát ) és a verdigrist , a réz sóinak zöld keverékét, beleértve a réz II- acetátot (minden mérgező termék ). Az ókori rómaiak " savanyú bort  " főztek  ólomedényekben , így nagyon édes szirupot kaptak, amit sapának hívtak . Sapa gazdag volt ólom-acetát , édes anyag, az úgynevezett vezető cukor vagy Saturn cukrot , és ami miatt sok vezető mérgezések a római arisztokrácia, a betegség megfelelő akut vagy krónikus ólom mérgezés érdemlegesen nevű ólommérgezés . A perzsa alkimista Jabir Ibn Hayyan (Geber) koncentrált az ecetsavat a ecet által desztillációval .

A reneszánsz idején "jégecetet" készítettek fém-acetátok száraz desztillálásával . A XVI .  Században Andreas Libavius német alkimista a leírt eljárásban összehasonlította az így keletkezett savanyú savat. A víz jelenléte az ecetben olyan hatással van az ecetsav tulajdonságaira, hogy évszázadok óta sok kémikus úgy vélte, hogy a jégecet és az ecetben lévő sav két különböző anyag. Pierre Auguste Adet francia vegyész bizonyította, hogy ugyanazok a vegyületek.

1847-ben Hermann Kolbe német vegyész szervetlen anyagokból állított elő először ecetsavat. A szekvenciája Ez a reakció a klórozási a szén-diszulfid , hogy a szén-tetraklorid , majd pirolízis a tetraklór-etilén és egy klórozószerrel vizet triklór-ecetsav , és végül arra, hogy egy csökkentési által elektrolízis kapunk ecetsavval.

A 1910 , a legtöbb jégecet kapunk a „pyroligneous liquor” lepárlásával a fa. Az ecetsavat kalcium-hidroxiddal végzett kezeléssel izoláljuk , majd az így kapott kalcium-acetátot kénsav hozzáadásával megsavanyítjuk az ecetsav megreformálásához. Abban az időben Németország évente 10 000 tonnát termelt belőle, amelynek 30% -át indigofesték előállítására használták fel .

Fizikai-kémiai tulajdonságok

Savasság

A hidrogénatom (H), a karboxilcsoport (-COOH) a karbonsavak , például ecetsav is megjelent egy H + ion ( proton ). Ez a proton felszabadításának képessége adja meg savasságát. Ecetsav egy gyenge sav , mono-proton vizes oldatban, amelynek pK a a körülbelül 4,8 és 25-  ° C . 1,0 mol / l oldat (a háztartási ecet koncentrációja) pH-ja 2,4, ami azt jelenti, hogy az ecetsavmolekuláknak csak 0,4% -a disszociál.

Ciklikus dimer

Az ecetsav kristályszerkezete azt mutatja, hogy a molekulák hidrogénkötésekkel összekapcsolt dimerekké párosulnak . Ezek a dimerek gáz formában is megfigyelhetők 120  ° C-on . Valószínűleg a tiszta ecetsav folyékony fázisában is jelen vannak, de a legcsekélyebb víz jelenlétében is gyorsan felbomlanak. Ez a dimerizáció más karbonsavakban is előfordul. Azt is megy végbe, vizes oldatban egy asszociációs konstansa K D , amelynek értéke 1-hez közeli.

Oldószer

Folyékony ecetsavban egy hidrofil ( poláris ) protikus oldószerben , hasonló az etanol és a víz . Egy átlagos dielektromos állandója 6,2, képes oldani nemcsak poláros vegyületek, így például szervetlen sók és cukrok , hanem nem poláros vegyületek, mint például olajok, vagy tiszta anyagok, mint például a kén és a diodine . Könnyen keverhető sok más poláros vagy nem poláros oldószerrel, például vízzel, kloroformmal vagy hexánnal . Az oldószer tulajdonságai és az ecetsav keverhetősége miatt széles körben alkalmazzák a vegyiparban.

Kémiai reakciók

Az ecetsav maró hatású számos fémre , beleértve a vasat , a magnéziumot és a cinket is . Ez képezi a hidrogén és fémsók nevezett acetátok . Az oxigénnel érintkezve képződött alumínium és egy vékony alumínium-oxid réteg viszonylag ellenálló, amely beborítja a felületét. Ezért az alumínium tartályokat gyakran használják az ecetsav szállítására. Fém-acetátok állíthatók elő ecetsav és megfelelő bázis keverékéből, például a nátrium-hidrogén-karbonát + ecet reakcióban, amely vizet és CO 2 -ot eredményez . A króm (II) -acetát kivételével szinte az összes acetát vízben oldódik.

• Mg ( s ) + 2 CH 3 COOH ( aq ) → (CH 3 COO) 2 Mg (aq) + H 2 ( g )
• NaHCO 3 (s) + CH 3 COOH (aq) → CH 3 COONa (aq) + CO 2 (g) + H 2 O ( l )

Ecetsav szintén alávetjük jellemző reakciók a karbonsavak , különösen a kialakulását etanol által csökkentése , valamint a származékok képződése, mint például acetil-klorid által nukleofil szubsztitúciójával acil . Egyéb helyettesítő származékok között van az ecetsavanhidrid . Ez az anhidrid annak az eredménye, hogy egy molekulát elvesztett két ecetsav molekula. Az ecetsav- észterek kiképezhetők a Fischer-észterezéssel , és felhasználhatók amidok előállítására is . 440  ° C fölé melegítve az ecetsav szén-dioxiddá és metángá , vagy vízzé és ketollá bomlik .

Érzékelés

Az ecetsav jellegzetes szaga alapján mutatható ki. A vas (III) -klorid- oldatban oldott ecetsav-sók mélyvörös színt kapnak, amely a savasodás után eltűnik. Az acetátok arzén-trioxiddal történő melegítésével kakodil-oxidot nyerünk, amelyet büdös gőzei alapján lehet azonosítani.

Biokémia

Az ecetsavból származó acetilcsoport alapvetően fontos az élet biokémiájában . A koenzimhez kapcsolódva központi jelentőségű a szénhidrátok és zsírok metabolizmusában . A szabad ecetsav koncentrációját azonban a sejtekben alacsonyan tartják, hogy ne zavarják a pH-szabályozást. Más hosszú szénláncú karbonsavaktól ( zsírsavaktól ) eltérően az ecetsav nem jelenik meg a természetes trigliceridek képződésében . Van egy mesterséges ecetsav-triglicerid, a triacetin (gliceril-triacetát), amelyet általában élelmiszer-adalékanyagként (kozmetikumokban, élelmiszerekben és néhány gyógyszerben) és oldószerként használnak .

Az ecetsavat bizonyos baktériumok, különösen az Acetobacter és a Clostridium acetobutylicum  (en), valamint a Saccharomyces cerevisiae élesztő termeli és szekretálja .
Ezek a baktériumok bizonyos élelmiszerekben, vízben, tejben ( tejsavbaktériumok ) és a talajban vannak jelen , és az ecetsav természetes módon képződik, amikor a gyümölcsök vagy más ételek lebomlanak. Az ecetsav az emberi és más főemlősök hüvelyi kenésének is része , ahol úgy tűnik, hogy antibakteriális szerként működik .

Gyártás és szintézis

Az ecetsavat szintetikus úton vagy bakteriális fermentációval állítják elő. Ma az ökológiai módszer csak a termelés 10% -át érinti, de továbbra is fontos az ecet előállítása szempontjából, mert a legtöbb országban a törvény előírja, hogy az élelmiszer-ipari célú ecetnek ökológiai eredetűnek kell lennie. Mintegy 75% ecetsav A vegyipar által termelt karbonilezési a metanolt , a részleteket lásd alább. A többit különféle alternatív módszerek alkotják.

Összesen ecetsav termelését a becslések szerint 5  Mt / a (millió tonna évente), amelynek mintegy fele származik az Egyesült Államokban. Az európai termelés 1 Mt / a körül van,  és csökken. Végül 0,7  Mt / a készül Japánban. 1,5  Mt / a újrahasznosításra kerül, ami a világpiacot 6,5  Mt / a-ra teszi . A két legnagyobb gyártó a Celanese és a BP Chimie. A fő gyártók a Millenium Chimie, a Sterling Chimie, a Samsung, az Eastman és a Svens Etanolkemi is.

Metanol karbonilezése

Az újrafeldolgozatlan ecetsav nagy részét metanol karbonilezésével állítják elő . Ebben a folyamatban a metanol és a szén-monoxid reagálva ecetsavat állít elő az alábbi egyenlet szerint: CH 3 OH + CO → CH 3 COOH

Ez a folyamat hidrogén-jodidot használ köztitermékként, és három szakaszban megy végbe. A katalizátor , általában egy fém komplex , szükséges a karbonilezési (2. lépés).

1. CH 3 OH + HI → CH 3 I + H 2 O
2. CH 3 I + CO → CH 3 COI
3. CH 3 COI + H 2 O → CH 3 COOH + HI

A folyamat módosításával ecetsavanhidridet állíthat elő ugyanaz a gyár. Mivel a metanol és a szén-monoxid általános nyersanyag, a metanol karbonilezése régóta vonzó módszer az ecetsav előállítására. Henry Dreyfus, a brit celanese-i már 1925-ben kifejlesztett egy kísérleti metanol-karbonilező üzemet. Azonban a megfelelő berendezések hiánya ahhoz, hogy a szükséges nyomáson ( 200  atm vagy annál nagyobb) tartalmazzák a maró reakcióelegyet , egy ideig akadályozta ennek a módszernek a forgalmazását. idő. Az első kereskedelmi forgalomba eljárás metanol karbonilezésére, amely felhasználja a kobalt katalizátor, fejlesztette ki a német vegyipari vállalat BASF 1963-ban 1968-ban, új katalizátor alapuló ródium ( cisz - [Rh (CO) fedezték fel. 2 I 2 ] - ) képes alacsony nyomáson és nagyon kevés melléktermékkel hatékonyan működni. Az első ilyen katalizátort használó üzemet az amerikai Monsanto vállalat építette 1970-ben, és a ródiummal katalizált metanol karbonilezése vált az ecetsav előállításának domináns módszerévé ( Monsanto eljárás néven ismert ). Az 1990-es évek vége felé a BP forgalomba hozta a ruténium által kedvelt Cativa katalizátort ([Ir (CO) 2 I 2 ] - ). Ez a folyamat környezetbarátabb és hatékonyabb, mint az előző, és nagyrészt kiszorította a Monsanto folyamatot, gyakran ugyanazokban a gyárakban.

Az acetaldehid oxidációja

Mielőtt a Monsanto eljárást kereskedelmi forgalomba hozták, az ecetsav legnagyobb része az acetaldehid oxidációjával jött létre . Ez a módszer továbbra is az ecetsav szintézisének második legfontosabb útja, bár nem versenyképes a metanol karbonilezésével. Az acetaldehid előállítható bután vagy könnyű benzin oxidációjával, etilén oxidációjával vagy alternatív módon acetilén hidratálásával .

Ha a könnyű butánt vagy a naftát levegőben melegítik különböző fémionok, különösen mangán , kobalt és króm jelenlétében , peroxid képződik, majd bomlik ecetsavvá: 2 C 4 H 10 + 5 O 2 → 4 CH 3 COOH + 2 H 2 O Hőmérséklet és nyomás kombinációjával dolgozunk, hogy a reakcióelegy a lehető legmelegebb legyen, miközben a butánt folyékony állapotban tartjuk. 150  ° C és 55 atm a szokásos körülmények. Számos melléktermék is képződhet, beleértve a butanont , az etil-acetátot , a hangyasavat és a propánsavat . Ezeknek a melléktermékeknek piaci értéke is van, és a reakció körülményei megváltoztathatók, hogy minél több előálljon belőlük, ha ennek gazdasági előnye van. Az ecetsav melléktermékektől való elválasztása azonban megnöveli a folyamat költségeit. A bután oxidációjához használt körülményekhez és katalizátorokhoz hasonlóan az acetaldehidet oxigénnel oxidálhatjuk a levegőben ecetsav előállítására: 2 CH 3 CHO + O 2 → 2 CH 3 COOH

A modern katalizátoroknak köszönhetően ez a reakció 95% fölötti hozamot érhet el. A fő melléktermékek az etil-acetát , a hangyasav és a formaldehid . Ezen vegyületek forráspontja alacsonyabb, mint az ecetsavé, és desztillációval könnyen elválaszthatók .

Az etilén oxidációja

Acetaldehid állíthatók elő etilén keresztül a Wacker-eljárást , majd oxidáljuk, mint a fent részletezett. Nemrégiben az etilén ecetsavvá alakítását egy lépésben a Shōwa Denkō cég forgalmazta , amely 1997- ben nyitott egy etilén-oxidáló üzemet Oitában , Japánban. A folyamatot palládium alapú fémkatalizátor katalizálja a egy heteropolisav, például volfrám-szilicilsav. Ez a folyamat az etilén árától függően versenyezhet a kis üzemek (100–250 kt / év ) metanol-karbonilezésével  .

Malonikus szintézis

• Malonszintézis , szubsztituensként halogén- metánt használva (RX).

Kereskedelmi

2014-ben Franciaország az ecetsav nettó importőre a francia szokások szerint. Az átlagos tonnánkénti importár 430 euró volt.

Különféle

Az ENT-ben helyileg alkalmazott ecetsav az Egészségügyi Világszervezet alapvető gyógyszerek listájának része (a lista frissítése 2013 áprilisában történt).

Megjegyzések és hivatkozások

1. ACETIC ACID, a Kémiai Biztonság Nemzetközi Programjának biztonsági adatlapja (i) , konzultálva 2009. május 9-én
2. „ACETIC ACID” a Veszélyes Anyagok Adatbankjában , hozzáférés: 2012. július 16.
3. (in) David R. LiDE, Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2008. június 16, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  142006679X és 978-1420066791 ) , p.  9-50
4. (in) Yitzhak Marcus, Az oldószerek tulajdonságai , vol.  4, Anglia, John Wiley & Sons Ltd,1999, 239  o. ( ISBN  0-471-98369-1 )
5. számított molekulatömege a „  atomsúlya a Elements 2007  ” on www.chem.qmul.ac.uk .
6. (en) W. M Haynes, CRC kémia és fizika kézikönyve , Boca Raton, CRC Press / Taylor és Francis,2011, 91 th  ed. , 2610  p. ( ISBN  978-143982-077-3 ) , p.  3-4
7. (a) James E. Mark, fizikai tulajdonságai: Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  p. ( ISBN  0387690026 , online olvasás ) , p.  294
8. (en) Şerban Moldoveanu, Mintakészítés kromatográfiában , Elsevier,2002, 930  p. ( ISBN  0444503943 ) , p.  258
9. (en) Robert H. Perry és Donald W. Green , Perry vegyészmérnökök kézikönyve , USA, McGraw-Hill,1997, 7 -én  ed. , 2400  p. ( ISBN  0-07-049841-5 ) , p.  2-50
10. Wagner, Frank S. (1978) "Ecetsav." In: Grayson, Martin (szerk.) : Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , 3. th  kiadás, New York: Wiley.
11. (en) "Acetsav" , a NIST / WebBook oldalon , hozzáférés: 2009. augusztus 28.
12. (a) Carl L. yaws, Handbook of Termodinamikai diagramok , Vol.  1, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN  0-88415-857-8 )
13. (in) David R. LiDE , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press,2002. június 18, 83 th  ed. , 2664  p. ( ISBN  0849304830 , online előadás ) , p.  5-89
14. (in) David R. LiDE, Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , p.  10-205
15. "  Ecetsav  " , a www.reciprocalnet.org címen (hozzáférés : 2009. december 12. )
16. Index szám 607-002-00-6 táblázat 3.1 függelék VI EK rendelet 1272/2008 (december 16, 2008)
17. SIGMA-ALDRICH
18. "  Ecetsav  " a vegyi termékek adatbázisában Reptox of the CSST (quebeci szervezet, amely a munkavédelemért felelős), hozzáférés: 2009. április 24.
19. (in) "  Acetsav  " a ChemIDplus - on , hozzáférés: 2009. augusztus 28
20. "  Ecetsav  " a hazmap.nlm.nih.gov címen (hozzáférés : 2009. november 14. )
21. "ecetsav" , az ESIS-en , hozzáférés: 2010. március 3
22. "  Acid acétique - Société Chimique de France  " , a www.societechimiquedefrance.fr webhelyen (hozzáférés : 2020. október 10. )
23. INRS, Toxikológiai lap , 8 oldalas tájékoztató Ref FT 24, 2019. verzió
24. Az olvadás hőmérséklete 16,6  ° C körül van . Forráspontja valamivel alacsonyabb, mint 117,9  ° C . A termék gyúlékony 40  ° C alatti lobbanáspont mellett, míg az öngyulladás hőmérséklete 465  ° C-ra emelkedik .
25. Khelifi, L., Ghorbel, A., Garbowski, E., & PRIMET, M. (1997). Pt / Al2O3 katalizátorok szol-gél előállítása katalitikus égéshez. Fizikai Kémiai Közlöny , 94., 2016-2026.
26. Rezgui, S., Ghorbel, A., & Gates, BC (1995). Króm és alumínium vegyes oxid-katalizátorok előállításának ellenőrzése szol-gél eljárásokkal . Journal of Physical Chemistry, 92, 1576-1588 | összefoglaló .
27. Barbara Brutsaert, "  Szerves savak és közepes láncú zsírsavak  ", 9. napi sertés- és baromfitermelés ,2009( online olvasás )
28. Pierre de Menten , szótár kémia: etimológiai és történeti megközelítés , De Boeck,2013, 395  p. ( ISBN  978-2-8041-8175-8 , online olvasás ) , 20. o
29. Goldwhite, Harold (2003). New Haven szekta. Bika. Am. Chem. Soc. (2003. szeptember) .
30. Martin, Geoffrey (1917). Ipari és gyártási kémia , 1. rész, szerves. London, Crosby Lockwood, p.  330–31 .
31. Schweppe, Helmut (1979). Msgstr "Színezékek azonosítása régi textíliákon" . J. Am. Inst. Természetvédelem 19. (1/3), 14–23.
32. Jones, RE; Templeton, DH (1958). "Az ecetsav kristályszerkezete". Acta Crystallogr. 11. (7), 484–87.
33. J. Chen, CL Brooks és H. Sherega, „A karbonsav-dimerek áttekintése vizes oldatban”, J. Phys. Chem. B , vol. 112, 2008, 242–249.
34. Lafon-Lafourcade, S., Lucmaret, V., & Joyeux, A. (1980). Néhány megfigyelés az ecetsav tejbaktériumok általi képződéséről. OENO One, 14. cikk (3), 183–194 összefoglaló .
35. Szerves vegyületek szótára ( 6. kiadás) , Vol. 1 (1996)]. London: Chapman & Hall. ( ISBN  978-0-412-54090-5 )
36. Yoneda, Noriyki; Kusano, Satoru; Yasui, Makoto; Pujado, Péter; Wilcher, Steve (2001). Appl. Katalin. V: Gen. 221 , 253–265.
37. "Gyártási jelentés". Chem. Eng. Hírek (2005. július 11.), 67–76.
38. Suresh, Bala (2003). "Ecetsav" . CEH jelentés 602.5000, SRI International.
39. Lancaster, Mike (2002) Zöld kémia, bevezető szöveg , Cambridge, Royal Society of Chemistry, p.  262–266 . ( ISBN  978-0-85404-620-1 ) .
40. Sano, Ken-ichi; Uchida, Hiroshi; Wakabayashi, Syoichirou (1999). Katalizátor felmérések Japánból 3 , 55–60.
41. "  Az import / export kereskedelem mutatója  " , a Vámigazgatóságon. Adja meg NC8 = 29152100 (hozzáférés : 2015. augusztus 7. )
42. WHO alapvető gyógyszerek  listája , 18. lista , 2013. április

Bibliográfia

• Avom, J., Mbadcam, JK, Matip, MRL és Germain, P. (2001). Az ecetsav izoterm adszorpciója növényi eredetű szénnel . African Journal of Science and Technology, 2 (2).
• Brodzki, D., Denise, B. és Pannetier, G. (1977). Nemesfém-komplexek katalitikus tulajdonságai: metanol ecetsavvá történő karbonilezése irídium (I) vegyületek jelenlétében. Journal of Molecular Catalysis, 2 (3), 149-161.
• L lelkész (1862). Új ipari eljárás ecet előállítására . Mallet-Bachelier.

Lásd is

• Ecet
• Savak listája
• A cigarettában található adalékanyagok felsorolása
• Zsírsav
• Acetát
• A koenzim

Egyéb külső linkek

• Műszaki memorandum
• Bevezetés a karbonsavak nómenklatúrájába
• Általános nevek a kémia területén
• Prezentáció ecetsav SCF