ОЦЕТНА КИСЕЛИНА

АКЕТИЧНА КИСЕЛИНА, СН3COOH, монокарбоксилна киселина. В свободна форма той присъства в растенията, под формата на соли (ацетати) и естери - в растителни и животински тъкани. По време на ферментацията на оцетна киселина се образува голямо количество оцетна киселина, както и страничен продукт при други видове ферментации (маслена киселина, млечна киселина). Активната форма на оцетна киселина е ацетил коензим А, образуван в резултат на окислително декарбоксилиране на пирувинова киселина, както и окисляване на мастни киселини; играе решаваща роля в метаболизма на жив организъм, участва в биосинтезата на мастни киселини, стероиди, глюкоза (в растенията) и др..

© 2018 Биологичен речник онлайн. Ако има връзка, е позволено да копирате материали от сайта за образователни или образователни цели.

Медицинско и биологично значение

Наситени (наситени) киселини

Внимание: по-високи карбоксилни киселини, съдържащи повече от 12 въглеродни атома,

са разгледани в темата "Липиди"

Мравчена киселина - получи името си от червени мравки (formica rufa), в тялото на които е намерена още през 17 век. Намира се в листата на коприва (оттук и жилещият ефект), в игличките, в някои плодове., В тялото на гъсеници.

Той е токсичен (отровен) за човешкото тяло по няколко причини: той е редуциращ агент, той се свързва с амино групи по време на реакцията на формилиране и може да се разложи с отделянето на СО - въглероден окис (2), който необратимо се свързва с йони на желязо в хемоглобина.

Безводната мравчена киселина е бистра, безцветна течност с остра миризма, може да се обърка с оцетна киселина на мирис и корозира кожата, докато не се образуват изгаряния и мехури. Използва се за производството на лекарствен продукт за външна употреба, наречен "мравка алкохол" (spiritus acidi formici). Състав: мравчена киселина 1 част, етилов алкохол 70% 10 части. Прилагайте за втриване с невралгия, миозит.

Оцетната киселина под формата на оцет е позната от древни времена. Според Плиний египетската кралица Клеопатра пие напитка, получена чрез разтваряне на перли в оцет (между другото, основата на перлите е калциев карбонат CaCO3, делът на органичните съединения в морските перли е до 14%, а в сладководни до 95%, много гуанин е основата на нуклеиновите киселини).

.Безводната киселина се втвърдява при T = 16 0 в кристали, подобни на лед, поради което се нарича „ледена оцетна киселина.“ Чистата оцетна киселина е безцветна, бистра течност с остър мирис, която причинява изгаряния в концентрация над 3%, а поглъщането причинява тежки изгаряния на хранопровода. които изискват последваща операция за възстановяването му

Оцетната киселина се разпространява в растителния и животински свят в свободно състояние под формата на естери и тиоетери. Микроорганизмите, гъбите, дрождите имат способността да превръщат въглехидратите в оцетна киселина чрез ферментация с оцетна киселина, затова получавайте плодов (ябълков) оцет - слаб разтвор на оцетна киселина. Следователно оцетна киселина присъства в сиренето, киселото мляко.

В клетките на всички човешки тъкани оцетна киселина е представена от ацетил коензим А. Това съединение не се намира в зрели червени кръвни клетки..

Младото вино се превръща в оцет. Етанолът, който влиза в човешкото тяло като част от лечебни алкохолни тинктури, алкохолни напитки, също се превръща в оцетна киселина или в активната й форма, AcetylCoA. (СН 3COS CoA) чрез междинното съединение ацеталдехид, който подобно на етанола е силно токсичен за хората.

С 2н5 OH + NAD + —— (ензим алкохол дехидрогеназа) -> СН 3CHO + NADH + N +

СН 3CHO + N2 O + NAD + - (ферма. Алдехид дехидрогеназа) -> СН 3COOH + NADH + H +

СН 3CHO + NAD + + H S CoA— (ферма. Алдехид дехидрогеназа) -> CH 3COS CoA +

AcetylCoA се образува в аеробните клетки на човешкото тяло от глюкоза, аминокиселини и по-високи карбоксилни киселини. AcetylCoA участва в реакциите на цикъла на Кребс, който комбинира всички видове метаболизъм в едно цяло и създава предпоставките за синтеза на АТФ.

Флуорооцетна киселина СН2 F COOH, структурен аналог на оцетната киселина, блокира реакциите на цикъла на Кребс и следователно е силно токсично съединение за хора и животни. Физиологичният ефект се проявява в лезии на нервната система и нарушена сърдечна дейност до смъртта. Калиевият флуороацетат е токсичният принцип за редица отровни растения, растящи в Африка. (Наличието на халогени в биологично активни природни съединения е много рядко явление!) Бариевата сол на флуороцетна киселина е едно от най-активните средства в борбата срещу гризачите и 5 mg киселина на 1 kg маса растенията напълно унищожават листните въшки, които удрят тези растения.

Дата на добавяне: 2015-08-11; изгледи: 426; ПОРЪЧАЙТЕ ПИСАНЕТО НА РАБОТА

оцетна киселина

SNZSOOH, монокарбоксил до-това. В свободна форма той присъства в растенията, под формата на соли (ацетати) и етери - в растения и животински тъкани. Голям брой U. до. Се образува при ферментация на оцетна киселина, а също и като страничен продукт при други видове ферментации (маслена киселина, млечна киселина). Активната форма на U. K. е ацетил коензим А, който се образува в резултат на окисляване, декарбоксилиране на пировиновата киселина, както и по време на окисляването на мастни киселини; играе решаваща роля в метаболизма на жив организъм, участва в биосинтезата на мастни киселини, стероиди, глюкоза (в растенията) и др..

БИОЛОГИЧНАТА РОЛЯ НА БЕЗОПАСНИ КИСЕЛИНИ, ВЛИЯНИЕ НА КАЧЕСТВОТО НА ХРАНА

Стойността на органичните киселини в храненето на човека се определя от тяхната енергийна стойност и участието в метаболизма. И така, при пълно окисляване в организма на 1 g лимонена киселина се отделя 2,5 kcal енергия, ябълчена киселина - 2,4, мляко - 3,6 kcal.

Основната биологична роля на органичните киселини е свързана с участието в храносмилателните процеси. Те допринасят за активирането на чревната подвижност, стимулирането на производството на храносмилателни сокове, понижаването на нивото на pH и в резултат на това образуването на определен състав на микрофлората и инхибирането на развитието на гнилостни процеси в дебелото черво. Освен това, органичните киселини са биологично активни вещества, участват в окислително-възстановителните процеси в организма, имат благоприятен ефект върху липидния метаболизъм (лимонена киселина и в по-малка степен ябълчена киселина), което се проявява в намаляване на холестерола и общите липиди в кръвта и тъканите вътрешни органи.

Потребността на човека от органични киселини е 2 g на ден.

Лимонената и ябълчната киселини се използват широко в хранително-вкусовата промишленост за производство на плодови напитки и сладкарски изделия, натриева лимонена киселина в допълнение като консервант за кръвопреливане. Винена киселина се използва в медицината, както и в производството на плодови води, за производството на химически бакпулвер, в текстилната промишленост, в производството на морски съставки и багрила, и в радиопромишлеността. Обектите, които натрупват органични киселини и имат медицинска стойност, включват плодовете на болотни боровинки, малини, диви ягоди, череши.

Наличието на органични киселини в състава на хранителните суровини и продукти влияе върху техния вкус и аромат. Основното вкусово усещане е кисел вкус, който по принцип е пропорционален на концентрацията на водородни йони. Анионът на молекулата също влияе върху възприемането на кисел вкус. В зависимост от него могат да възникнат комбинирани вкусови усещания: например лимонената киселина има сладко-кисел вкус, млечната киселина има специфичен кисело-млечен вкус, оцетната киселина има характерен оцетен вкус и др..

Повечето органични киселини се абсорбират лесно и неограничено в тънките черва под формата на минерални соли и се използват от организма при метаболитни процеси..

Оксаловата киселина в присъствието на калций образува неразтворим оксалат, който не се абсорбира. Следователно, при недостиг на калций, високите дози оксалова киселина водят до дефицит на калций. Освен това, тъй като оксаловата киселина се окислява в тялото много слабо, нейният излишък води до появата на камъни в бъбреците и може да има токсичен ефект (при поглъщане повече от 5 g).

Млечната киселина е в продуктите под формата на два оптични изомера: В (-) - лактати и L (+) - лактати (лактати - соли на млечна киселина). L-лактатът е междинен продукт на въглехидратния метаболизъм и следователно лесно се окислява в човешкото тяло в цикъла на Кребс до крайните продукти (въглероден диоксид, вода). В-лактатът в червата на възрастен човек се бавно изомеризира в b-лактат, след което се абсорбира. При деца под 6-месечна възраст ензимните системи, които осигуряват превръщането на В-формата в L-форма, са несъвършени, следователно В-млечната киселина не се абсорбира, което причинява нарушение на киселинно-алкалния баланс в дебелото черво. Следователно употребата на В-млечна киселина в диетата на малки деца е неприемлива, в диетата на възрастните трябва да бъде ограничена. Един от начините за намаляване на съдържанието на B-форма на млечна киселина в млечните продукти е внимателно подбиране на микроорганизмите в състава на стартерната култура. Препоръчва се да се комбинират щамовете, образуващи L (+) - или L-млечна киселина (L-млечната киселина е смес, състояща се от равни количества L- и B-изомери), например бифидобактерии и ацидофилус бацил (а при производството на кисело мляко - термофилен стрептокок и българска пръчка).

Винена киселина не се абсорбира от човешкото тяло.

Органичните киселини играят голяма роля в живота на растенията. От особено значение са уроновите киселини, образувани по време на окисляването на алкохолната група в шестия въглероден атом, хексозите, например, глюкуроновите, галактуроновите и др. Тези киселини участват в синтеза на полиурониди - високомолекулни съединения, изградени от остатъци от уронови киселини. Полиуронидите в растителния свят включват пектин, алгинова киселина, венци, малко слуз.

Оцетна киселина, част 1. Стомашно-чревен маркер

Оцетна киселина (на английски оцетна киселина) - важна за физиологията, произведена от много бактерии в човешките черва. Общо обозначение - С2.

Част 1

Съдържание (общо за двете части)

Оцетната киселина е химическо вещество

16 ° C преминава в кристално състояние и става като лед.

Оцетът е 3-15% воден разтвор на оцетна киселина, обикновено получен от съдържащи алкохол суровини с използване на оцетна киселина бактерии..

В гастроентерологията оцетната киселина обикновено се причислява към класа на късоверижните мастни киселини (SCFA) и в този контекст също справедливо се приписва както на наситените мастни киселини, така и на летливите мастни киселини. Химиците най-често смятат, че оцетната киселина няма свойствата на мастните киселини и се ограничават да я включат в класа на карбоксилни (което е по-широко понятие от мастните) ненаситени (синоним: ограничаване) киселини.

Бактериите, произвеждащи оцетна киселина
Оцетна киселина като маркер за аномалии в човешкото тяло

Съвременната наука не позволява да се постави диагноза въз основа на количествени оценки на оцетна или други мастни киселини в изпражненията, слюнката, кръвта, съдържанието на дванадесетопръстника и други биологични течности, но отклоненията от нормалните стойности вече дават важна информация за редица заболявания и състояния. Съотношението на концентрация на оцетна, пропионова и маслена киселини в човешкото черво е приблизително 57: 21: 22%. Останалите мастни киселини присъстват в малки количества. Състоянието на чревната микрофлора, предимно на дебелото черво, до голяма степен се определя от характера на стомашно-чревния подвижност, което се отразява в неговата метаболитна активност. При редица заболявания на стомашно-чревния тракт количеството на оцетната киселина както в абсолютна стойност, така и спрямо другите мастни киселини с къса верига (SCFAs) в червата и в резултат на това в изпражненията се променя.

Обикновено при възрастни (Ardatskaya M.D., Loginov V.A.) и деца (Akopyan A.N., Narinskaya N.M.) изпражненията съдържат 63,4 ± 0,4% от общия обем на мастните киселини или 6,67 ± 1,47 mg / g оцетна киселина.

Съдържанието на оцетна киселина в дуоденалното съдържание на възрастни е нормално: 73,9 ± 0,6% спрямо всички мастни киселини или 0,055 ± 0,003 mg / g (В. Логинов).

При деца с хроничен запек се наблюдава намаляване на общото ниво на мастни киселини, което отразява метаболитната активност както на популацията на луминалната, така и на париеталната микрофлора на дебелото черво. Ниско общо ниво на метаболити показва намаляване на метаболитната активност на нормалната микрофлора или недостиг на хранителни субстрати, а индиректно показва намаляване на двигателната активност на дебелото черво. Получена е обратна зависимост между нивото на мастните киселини и тежестта на хроничния запек, което показва инхибирането на основните производители на оцетна киселина (ешерихия коли и анаеробни популации) (Комарова Е.В.).

При деца с атопичен дерматит общото производство на мастни киселини в изпражненията се увеличава, като проява на метаболитната активност на чревната микрофлора, изразена по-специално с увеличаване на производството на оцетна, изомаслена и изовалерианова киселини (Narinskaya N.M.).

Функционалните нарушения на подвижността на стомашно-чревния тракт (GIT) при деца, предимно на дебелото черво, могат да причинят промени в състава на чревната микробиоценоза. Забавянето на двигателната активност на дебелото черво води до увеличаване на синтеза на оцетна и маслена киселина (Narinskaya N.M.).

При обостряне на хроничен хистеродуоденит се наблюдава повишаване на нивата на мастни киселини в кръвта и особено в слюнката, по-специално оцетната киселина, 238 пъти. Активността на бариерата на хематозаливане за мастни киселини намалява, а тяхната пропускливост за слюнка се увеличава. Участието на бариерата за хематосаливация в кръвната хомеостаза в този случай е насочено към благото на целия организъм, а лигавицата е изложена на агресивни влияния. Значително увеличаване на концентрацията на оцетна киселина и други мастни киселини показва увеличаване на захаролитичната ферментация в червата, тъй като тези мастни киселини се образуват в резултат на ферментация на въглехидрати (Егорова Е.Ю. и др.).

При функционална диспепсия при деца се наблюдава значително увеличение на оцетната киселина в кръвната плазма (Egorova E.Yu. et al.).

Има статистически значимо увеличение на средните концентрации на оцетна (0,618 ± 0,17 ммол / л) и изовалерианова киселина (0,0008 ± 0,0003 ммол / л) в слюнка при кърмачета с възпалителни лезии на горния храносмилателен тракт, в сравнение със сходни стойности за функционални нарушения (0,270 ± 0,060 и 0,0002 ± 0,00006 mmol / L, съответно). Високото ниво на оцетна и изовалеринова киселина в слюнката при малки деца с органични лезии на горния храносмилателен тракт отразява микроекологичните смущения в организма като цяло. В стомашния сок нивото на оцетна киселина е значително по-високо при малки деца с възпалителни заболявания на горния храносмилателен тракт в сравнение с пациенти с функционални нарушения (съответно 0,205 ± 0,04 и 0,089 ± 0,04 ммол / л). Увеличаването на оцетна киселина в стомашния сок при кърмачета с възпалителни заболявания показва промяна в съотношението на анаероби / аероби в полза на последните; за обща хиперколонизация, инхибиране на анаеробната флора и появата на опортюнистични и патогенни видове бактерии, което се потвърждава от микробиологични изследвания на стомашен сок (Завялова А.В.).

Химични свойства на оцетната киселина

Физични свойства

Оцетна киселина (СН3COOH) е концентриран оцет, познат на човечеството от древни времена. Той е направен чрез ферментация на виното, т.е. въглехидрати и алкохоли.

Според физичните си свойства оцетната киселина е безцветна течност с кисел вкус и остра миризма. Течността върху лигавиците причинява химическо изгаряне. Оцетната киселина е хигроскопична, т.е. способен да абсорбира водни пари. Силно разтворим във вода.

Фиг. 1. Оцетна киселина.

Основните физични свойства на оцета:

  • точка на топене - 16,75 ° C;
  • плътност - 1.0492 g / cm 3;
  • точка на кипене - 118,1 ° C;
  • моларна маса - 60,05 g / mol;
  • калоричност - 876,1 kJ / mol.

Неорганичните вещества и газове се разтварят в оцет, например, безкислородни киселини - HF, HCl, HBr.

Първи

Методи за получаване на оцетна киселина:

  • от ацеталдехид чрез окисляване с атмосферен кислород в присъствието на катализатор Mn (СН3COO)2 и висока температура (50-60 ° С) - 2СН3CHO + O2 → 2CH3СООН;
  • от метанол и въглероден оксид в присъствието на катализатори (Rh или Ir) - СН3OH + CO → CH3СООН;
  • от n-бутан чрез окисляване в присъствието на катализатор при налягане 50 атм и температура 200 ° С - 2СН3СН2СН2СН3 + 5О2 → 4CH3COOH + 2H2О.

Фиг. 2. Графична формула на оцетна киселина.

Ферментационното уравнение е следното - СН3СН2OH + O2 → CH3COOH + H2А. Сок или вино, кислород и ензими на бактерии или мая се използват като суровина..

Химични свойства

Оцетната киселина проявява слаби киселинни свойства. Основните реакции на оцетната киселина с различни вещества са описани в таблицата.

Оцетна киселина

Оцетна киселинаЧести сасистематичен
имеЕтанова киселинаТрадиционни именаОцетна киселинаChem. формула° С2Н4О2плъх формулаСН3ГотиноФизични свойствасъстояниетечностМоларна маса60,05 g / molплътност1,0492 g / cm³Повърхностно напрежение27,1 ± 0,01 mN / m [1], 24,61 ± 0,01 mN / m [1] и 22,13 ± 0,01 mN / m [1]Динамичен вискозитет1,056 MPa · s [2], 0,786 MPa · s [2], 0,599 MPa · s [2] и 0,464 MPa · s [2]Йонизационна енергия10.66 ± 0.01 eV [3]Топлинни свойстваТ. плав.16,75 ° СТ. Кип.118,1 ° СТ. всп.103 ± 1 ° F [3] и 39 ± 6 градуса по Целзий [4]Т. swspl.427 ± 1 градус по Целзий [5]И т.н. взрив.4 ± 0,1 обемни% [3]Cr. точка321.6 ° С, 5.79 МРакато топлинен капацитет.123,4 J / (mol · K)Енталпия на образованието−487 kJ / molПарно налягане11 ± 1 mmHg [3], 10 ± 1 kPa [6] и 100 ± 1 kPa [6]Химични свойстварКа4,76 (Ка= 1,75 * 10 -5)Оптични свойстваРефракционен индекс1372структураДиполен момент1,74 DкласификацияРег. CAS номер64-19-7PubChem176Рег. EINECS номер200-580-7усмивкиCodex AlimentariusE260RTECSAF1225000Chebi15366UN номер2789ChemSpider171безопасносттоксичностNFPA 704Предоставя данни за стандартни условия (25 ° C, 100 kPa), освен ако не е посочено друго.

Оцетна киселина (етанова киселина) СН3COOH е органично съединение, слаба, крайна едноосова карбоксилна киселина. Солите и естерите на оцетната киселина се наричат ​​ацетати..

съдържание

История

Оцетът е продукт на ферментация на вино и е познат на човека от древни времена..

Първото споменаване на практическата употреба на оцетна киселина е от III век пр. Н. Е. д. Гръцкият учен Теофраст първи описа ефекта на оцета върху металите, което доведе до образуването на някои пигменти, използвани в изкуството. Оцетът е използван за производството на оловно бяло, както и меден буркан (зелена смес от медни соли, съдържаща в допълнение меден ацетат).

В древен Рим в оловни саксии се приготвяло специално кисело вино. Резултатът беше много сладка напитка, наречена сапа. Сапа съдържаше голямо количество оловен ацетат, много сладко вещество, което се нарича още оловна захар или Сатурнова захар. Високата популярност на Glanders е причината за хронично отравяне с олово, често срещано сред римската аристокрация [7].

През VIII век арабският алхимик Джабир ибн Хайян за първи път очертал как да се получи оцет.

През Възраждането оцетната киселина се получава чрез сублимиране на ацетати на някои метали (най-често се използва мед (II) ацетат) (сухата дестилация на металните ацетати дава ацетон, напълно индустриален метод до средата на 20 век).

Свойствата на оцетната киселина варират в зависимост от съдържанието на вода. В тази връзка в продължение на много векове химиците погрешно вярвали, че киселината от виното и киселината от ацетатите са две различни вещества. Идентичността на веществата, получени по различни методи, беше показана от германския алхимик от 16 век Андреас Либавий (немски: Andreas Libavius) и френския химик Пиер Огюст Адет (FR Pierre Auguste Adet) [7].

През 1847 г. немският химик Адолф Колбе за първи път синтезира оцетна киселина от неорганични материали. Последователността на трансформациите включва хлориране на въглероден дисулфид до въглероден тетрахлорид, последвано от пиролиза до въглероден тетрахлоретилен. По-нататъшното хлориране във вода води до трихлороцетна киселина, която след електролитно редуциране се превръща в оцетна киселина [8].

В края на XIX - началото на XX в. По-голямата част от оцетната киселина се получава чрез дестилация на дървесина. Основен производител на оцетна киселина беше Германия. През 1910 г. той произвежда повече от 10 хиляди тона киселина и около 30% от това количество е изразходвано за производството на багрило индиго [7] [9].

Физични свойства

Оцетната киселина е безцветна течност с характерна остра миризма и кисел вкус. Хигроскопична. Безкрайно разтворим във вода. Смесва се с много разтворители; в оцетна киселина са лесно разтворими неорганични съединения и газове, като HF, HCl, HBr, HI и други. Съществува под формата на циклични и линейни димери [10].

Абсолютната оцетна киселина се нарича ледникова, защото при замръзване образува ледена маса (вижте изображението вдясно).

  • Парно налягане (в mmHg):
    • 10 (17,1 ° C)
    • 40 (42.4 ° C)
    • 100 (62.2 ° C)
    • 400 (98,1 ° C)
    • 560 (109 ° C)
    • 1520 (143,5 ° C)
    • 3800 (180,3 ° C)
  • Относителна диелектрична константа: 6.15 (20 ° C)
  • Динамичен вискозитет на течности и газове (в MPa · s): 1,155 (25,2 ° C); 0,79 (50 ° C)
  • Повърхностно напрежение: 27,8 mN / m (20 ° C)
  • Специфична топлина при постоянно налягане: 2.01 J / g · K (17 ° C)
  • Gibbs стандартна енергия на образуване ΔеG 0 (298 K, kJ / mol): −392,5 (w)
  • Стандартна ентропия на формацията ΔеS 0 (298 K, J / mol · K): 159.8 (W)
  • Енталпия на топене ΔHпл: 11.53 kJ / mol
  • Точка на възпламеняване във въздуха: 38 ° C
  • Температура на самозапалване във въздуха: 454 ° C
  • Калорична стойност: 876,1 kJ / mol

Оцетната киселина образува двойни азеотропни смеси със следните вещества.

веществоTбала, ° Смасова част от оцетна киселина
въглероден тетрахлорид76.53%
циклохексан81.86,3%
бензол88.052%
толуол104,934%
хептан91.933%
трихлоретилен86.54%
етилбензен114,6566%
о-ксилен11676%
р-ксилен115,2572%
бромоформ11883%
  • Оцетната киселина образува тройни азеотропни смеси
    • с вода и бензен (tбала 88 ° С);
    • с вода и бутилацетат (tбала 89 ° C).

Първи

В промишлеността

Най-ранните индустриални методи за получаване на оцетна киселина бяха окисляването на ацеталдехид и бутан [11].

Ацеталдехидът се окислява в присъствието на манганов (II) ацетат при повишена температура и налягане. Добивът на оцетна киселина е около 95% при температура 50-60 ° С.

Окисляването на n-бутан се провежда при 150 atm. Катализаторът на този процес е кобалтов ацетат..

И двата метода се основават на окислението на продуктите за крекинг на масло. В резултат на повишаването на цените на петрола и двата метода станаха икономически неизгодни и бяха заменени от по-модерни каталитични процеси на карбонилиране на метанол [11]..

Каталитично карбонилиране на метанол

Важен метод за индустриалния синтез на оцетна киселина е каталитичното карбонилиране на метанол с въглероден оксид [12], което се извършва съгласно официалното уравнение:

Реакцията на карбонилиране на метанол е открита от учените в BASF през 1913г. През 1960 г. тази компания стартира първото предприятие за производство на оцетна киселина по този метод. [13] Катализаторът за конверсия е кобалтов йодид. Методът се състои в барботиране на въглероден оксид при температура 180 ° С и налягане от 200 до 700 атм чрез смес от реагенти. Добивът на оцетна киселина е 90% в метанол и 70% в CO. Едно от растенията е построено в Geismar (пр. Луизиана) и дълго време остава единственият процес на BASF в САЩ [14]..

Подобрена реакция за синтеза на оцетна киселина чрез карбонилиране на метанол е въведена от изследователи в Monsanto през 1970г. [15] [16] Това е хомогенен процес, при който родиевите соли се използват като катализатори, както и йодидни йони като промотори. Важна особеност на метода е неговата висока скорост и висока селективност (99% за метанол и 90% за СО). [Единадесет]

Този метод произвежда малко над 50% от цялата промишлена оцетна киселина. [17]

В процеса на ВР иридиевите съединения се използват като катализатори..

Биохимичен метод на производство

При биохимичното производство на оцетна киселина се използва способността на някои микроорганизми да окисляват етанол. Този процес се нарича оцетна ферментация. Като суровина се използват етанол-съдържащи течности (вино, ферментирали сокове) или просто воден разтвор на етилов алкохол [18].

Реакцията на окисляване на етанол до оцетна киселина протича с участието на ензима алкохолна дехидрогеназа. Това е сложен многоетапен процес, който се описва от официалното уравнение [19]:

Ацетиленова хидратация в присъствието на живак и двувалентни живачни соли

Химични свойства

Оцетната киселина има всички свойства на карбоксилните киселини и понякога се счита за техния най-типичен представител (за разлика от мравчената киселина, която има някои свойства на алдехиди). Връзката между водорода и кислорода от карбоксилната група (-COOH) на карбоксилната киселина е силно полярна, в резултат на което тези съединения могат лесно да се дисоциират и проявят киселинни свойства.

Дисоциацията на оцетната киселина произвежда ацетатния йон СН3СОО - и протон Н +. Оцетната киселина е слаба моноосновна киселина с рК стойноста във воден разтвор 4.75. Разтвор с концентрация 1,0 М (приблизителна концентрация на хранителен оцет) има рН 2,4, което съответства на степен на дисоциация от 0,4%.

Качествената реакция за присъствието на соли на оцетна киселина се основава на слабата дисоциация на оцетната киселина във водния разтвор: към разтвора се добавя силна киселина (например сярна), ако се появи миризма на оцетна киселина, тогава в разтвора присъства солта на оцетната киселина (образуват се киселинни остатъци от оцетна киселина) соли, свързани с водородни катиони от силна киселина и голям брой молекули оцетна киселина) [20].

Изследванията показват, че в кристално състояние молекулите образуват димери, свързани с водородни връзки [21].

Оцетната киселина е в състояние да взаимодейства с активни метали. В този случай се отделя водород и се образуват соли - ацетати:

Оцетната киселина може да се хлорира под действието на газообразен хлор. В този случай се образува хлорооцетна киселина:

Дихлороцетна (СНС1) също може да се получи по този начин.2COOH) и трихлороцетен (CCl)3COOH) киселини.

Оцетната киселина може да бъде редуцирана до етанол чрез действието на литиево-алуминиев хидрид. Той може също да се превърне в киселия хлорид чрез действието на тионилхлорид. Натриевата сол на оцетната киселина се декарбоксилира при нагряване с алкал, което води до образуването на метан и натриев карбонат.

Приложение

Оцетната киселина, чиято концентрация е близо 100%, се нарича ледникова. 70–80% воден разтвор на оцетна киселина се нарича оцетна есенция, а 3–15% - оцет [22]. Водните разтвори на оцетна киселина са широко използвани в хранително-вкусовата промишленост (хранителна добавка Е260) и при готвене в домакинството, както и в консервирането и за отърване от мащаба.

Оцетната киселина се използва за получаване на лечебни и ароматни вещества, като разтворител (например при производството на целулозен ацетат, ацетон). Използва се при типография и боядисване..

Оцетната киселина се използва като реакционна среда за окисляване на различни органични вещества. В лабораторни условия това е например окисляването на органичните сулфиди с водороден пероксид, в промишлеността окисляването на пара-ксилол с атмосферен кислород до терефталова киселина.

Тъй като изпаренията с оцетна киселина имат остра дразнеща миризма, тя може да се използва за медицински цели като заместител на амоняка за отстраняване на пациента от припадък.

безопасност

Безводната оцетна киселина е разяждаща. Парите оцетна киселина дразнят лигавиците на горните дихателни пътища. Прагът на възприятие на миризмата на оцетна киселина във въздуха е в областта от 0,4 mg / L. Максимално допустимата концентрация в атмосферния въздух е 0,06 mg / m³, във въздуха на работни помещения - 5 mg / m³ [10].

Ефектът на оцетната киселина върху биологичните тъкани зависи от степента на разреждане с вода. Опасни разтвори са тези, при които концентрацията на киселина надвишава 30% [10]. Концентрираната оцетна киселина може да причини химически изгаряния, като инициира развитието на коагулационна некроза на съседни тъкани с различна дължина и дълбочина [23].

Токсикологичните свойства на оцетната киселина са независими от метода, по който е получена [24]. Смъртоносната доза е приблизително 20 ml.

Последиците от приема на концентрирана оцетна киселина са силно изгаряне на лигавицата на устната кухина, фаринкса, хранопровода и стомаха; последствията от усвояването на оцетната същност са ацидоза, хемолиза, хемоглобинурия, нарушение на кръвосъсирването, придружено от силно стомашно-чревно кървене. Значително сгъстяване на кръвта поради загуба на плазма през изгорената лигавица, което може да причини шок. Опасните усложнения при отравяне с оцет включват остра бъбречна недостатъчност и токсична чернодробна дистрофия.

Когато приемате оцетна киселина вътре, трябва да пиете голямо количество течност. Повръщането е изключително опасно, тъй като вторичното преминаване на киселина през хранопровода ще влоши изгарянето. Показано е стомашно промиване през епруветка. Необходима е незабавна хоспитализация.

Биологичната роля на оцетната киселина

Отговорите


3Pt + 2O2 -> Pt3O4 или Pt + O2-> PtO2

2,7 g x g
4Al + 302 = 2Al2O3
4 * 27 g / mol 2 * 102 g / mol

2,7 / 4 * 27 = X / 2 * 102
X = 2,7 * 2 * 102/4 * 27 = 5,1 g

отговор: маса на алуминиев оксид 5,1 g

Други химически въпроси

Въпроси по теми

Използвайки този сайт, вие се съгласявате с използването на бисквитки. Можете да откажете използването на бисквитки, като зададете необходимите параметри във вашия браузър.

Оцетна киселина

Оцетна киселинаЧести сасистематичен
имеЕтанова киселинаТрадиционни именаОцетна киселинаChem. формула° С2Н4О2плъх формулаСН3ГотиноФизични свойствасъстояниетечностМоларна маса60,05 g / molплътност1,0492 g / cm³Повърхностно напрежение27,1 ± 0,01 mN / m [1], 24,61 ± 0,01 mN / m [1] и 22,13 ± 0,01 mN / m [1]Динамичен вискозитет1,056 MPa · s [2], 0,786 MPa · s [2], 0,599 MPa · s [2] и 0,464 MPa · s [2]Йонизационна енергия10.66 ± 0.01 eV [3]Топлинни свойстваТ. плав.16,75 ° СТ. Кип.118,1 ° СТ. всп.103 ± 1 ° F [3] и 39 ± 6 градуса по Целзий [4]Т. swspl.427 ± 1 градус по Целзий [5]И т.н. взрив.4 ± 0,1 обемни% [3]Cr. точка321.6 ° С, 5.79 МРакато топлинен капацитет.123,4 J / (mol · K)Енталпия на образованието−487 kJ / molПарно налягане11 ± 1 mmHg [3], 10 ± 1 kPa [6] и 100 ± 1 kPa [6]Химични свойстварКа4,76 (Ка= 1,75 * 10 -5)Оптични свойстваРефракционен индекс1372структураДиполен момент1,74 DкласификацияРег. CAS номер64-19-7PubChem176Рег. EINECS номер200-580-7усмивкиCodex AlimentariusE260RTECSAF1225000Chebi15366UN номер2789ChemSpider171безопасносттоксичностNFPA 704Предоставя данни за стандартни условия (25 ° C, 100 kPa), освен ако не е посочено друго.

Оцетна киселина (етанова киселина) СН3COOH е органично съединение, слаба, крайна едноосова карбоксилна киселина. Солите и естерите на оцетната киселина се наричат ​​ацетати..

съдържание

История

Оцетът е продукт на ферментация на вино и е познат на човека от древни времена..

Първото споменаване на практическата употреба на оцетна киселина е от III век пр. Н. Е. д. Гръцкият учен Теофраст първи описа ефекта на оцета върху металите, което доведе до образуването на някои пигменти, използвани в изкуството. Оцетът е използван за производството на оловно бяло, както и меден буркан (зелена смес от медни соли, съдържаща в допълнение меден ацетат).

В древен Рим в оловни саксии се приготвяло специално кисело вино. Резултатът беше много сладка напитка, наречена сапа. Сапа съдържаше голямо количество оловен ацетат, много сладко вещество, което се нарича още оловна захар или Сатурнова захар. Високата популярност на Glanders е причината за хронично отравяне с олово, често срещано сред римската аристокрация [7].

През VIII век арабският алхимик Джабир ибн Хайян за първи път очертал как да се получи оцет.

През Възраждането оцетната киселина се получава чрез сублимиране на ацетати на някои метали (най-често се използва мед (II) ацетат) (сухата дестилация на металните ацетати дава ацетон, напълно индустриален метод до средата на 20 век).

Свойствата на оцетната киселина варират в зависимост от съдържанието на вода. В тази връзка в продължение на много векове химиците погрешно вярвали, че киселината от виното и киселината от ацетатите са две различни вещества. Идентичността на веществата, получени по различни методи, беше показана от германския алхимик от 16 век Андреас Либавий (немски: Andreas Libavius) и френския химик Пиер Огюст Адет (FR Pierre Auguste Adet) [7].

През 1847 г. немският химик Адолф Колбе за първи път синтезира оцетна киселина от неорганични материали. Последователността на трансформациите включва хлориране на въглероден дисулфид до въглероден тетрахлорид, последвано от пиролиза до въглероден тетрахлоретилен. По-нататъшното хлориране във вода води до трихлороцетна киселина, която след електролитно редуциране се превръща в оцетна киселина [8].

В края на XIX - началото на XX в. По-голямата част от оцетната киселина се получава чрез дестилация на дървесина. Основен производител на оцетна киселина беше Германия. През 1910 г. той произвежда повече от 10 хиляди тона киселина и около 30% от това количество е изразходвано за производството на багрило индиго [7] [9].

Физични свойства

Оцетната киселина е безцветна течност с характерна остра миризма и кисел вкус. Хигроскопична. Безкрайно разтворим във вода. Смесва се с много разтворители; в оцетна киселина са лесно разтворими неорганични съединения и газове, като HF, HCl, HBr, HI и други. Съществува под формата на циклични и линейни димери [10].

Абсолютната оцетна киселина се нарича ледникова, защото при замръзване образува ледена маса (вижте изображението вдясно).

  • Парно налягане (в mmHg):
    • 10 (17,1 ° C)
    • 40 (42.4 ° C)
    • 100 (62.2 ° C)
    • 400 (98,1 ° C)
    • 560 (109 ° C)
    • 1520 (143,5 ° C)
    • 3800 (180,3 ° C)
  • Относителна диелектрична константа: 6.15 (20 ° C)
  • Динамичен вискозитет на течности и газове (в MPa · s): 1,155 (25,2 ° C); 0,79 (50 ° C)
  • Повърхностно напрежение: 27,8 mN / m (20 ° C)
  • Специфична топлина при постоянно налягане: 2.01 J / g · K (17 ° C)
  • Gibbs стандартна енергия на образуване ΔеG 0 (298 K, kJ / mol): −392,5 (w)
  • Стандартна ентропия на формацията ΔеS 0 (298 K, J / mol · K): 159.8 (W)
  • Енталпия на топене ΔHпл: 11.53 kJ / mol
  • Точка на възпламеняване във въздуха: 38 ° C
  • Температура на самозапалване във въздуха: 454 ° C
  • Калорична стойност: 876,1 kJ / mol

Оцетната киселина образува двойни азеотропни смеси със следните вещества.

веществоTбала, ° Смасова част от оцетна киселина
въглероден тетрахлорид76.53%
циклохексан81.86,3%
бензол88.052%
толуол104,934%
хептан91.933%
трихлоретилен86.54%
етилбензен114,6566%
о-ксилен11676%
р-ксилен115,2572%
бромоформ11883%
  • Оцетната киселина образува тройни азеотропни смеси
    • с вода и бензен (tбала 88 ° С);
    • с вода и бутилацетат (tбала 89 ° C).

Първи

В промишлеността

Най-ранните индустриални методи за получаване на оцетна киселина бяха окисляването на ацеталдехид и бутан [11].

Ацеталдехидът се окислява в присъствието на манганов (II) ацетат при повишена температура и налягане. Добивът на оцетна киселина е около 95% при температура 50-60 ° С.

Окисляването на n-бутан се провежда при 150 atm. Катализаторът на този процес е кобалтов ацетат..

И двата метода се основават на окислението на продуктите за крекинг на масло. В резултат на повишаването на цените на петрола и двата метода станаха икономически неизгодни и бяха заменени от по-модерни каталитични процеси на карбонилиране на метанол [11]..

Каталитично карбонилиране на метанол

Важен метод за индустриалния синтез на оцетна киселина е каталитичното карбонилиране на метанол с въглероден оксид [12], което се извършва съгласно официалното уравнение:

Реакцията на карбонилиране на метанол е открита от учените в BASF през 1913г. През 1960 г. тази компания стартира първото предприятие за производство на оцетна киселина по този метод. [13] Катализаторът за конверсия е кобалтов йодид. Методът се състои в барботиране на въглероден оксид при температура 180 ° С и налягане от 200 до 700 атм чрез смес от реагенти. Добивът на оцетна киселина е 90% в метанол и 70% в CO. Едно от растенията е построено в Geismar (пр. Луизиана) и дълго време остава единственият процес на BASF в САЩ [14]..

Подобрена реакция за синтеза на оцетна киселина чрез карбонилиране на метанол е въведена от изследователи в Monsanto през 1970г. [15] [16] Това е хомогенен процес, при който родиевите соли се използват като катализатори, както и йодидни йони като промотори. Важна особеност на метода е неговата висока скорост и висока селективност (99% за метанол и 90% за СО). [Единадесет]

Този метод произвежда малко над 50% от цялата промишлена оцетна киселина. [17]

В процеса на ВР иридиевите съединения се използват като катализатори..

Биохимичен метод на производство

При биохимичното производство на оцетна киселина се използва способността на някои микроорганизми да окисляват етанол. Този процес се нарича оцетна ферментация. Като суровина се използват етанол-съдържащи течности (вино, ферментирали сокове) или просто воден разтвор на етилов алкохол [18].

Реакцията на окисляване на етанол до оцетна киселина протича с участието на ензима алкохолна дехидрогеназа. Това е сложен многоетапен процес, който се описва от официалното уравнение [19]:

Ацетиленова хидратация в присъствието на живак и двувалентни живачни соли

Химични свойства

Оцетната киселина има всички свойства на карбоксилните киселини и понякога се счита за техния най-типичен представител (за разлика от мравчената киселина, която има някои свойства на алдехиди). Връзката между водорода и кислорода от карбоксилната група (-COOH) на карбоксилната киселина е силно полярна, в резултат на което тези съединения могат лесно да се дисоциират и проявят киселинни свойства.

Дисоциацията на оцетната киселина произвежда ацетатния йон СН3СОО - и протон Н +. Оцетната киселина е слаба моноосновна киселина с рК стойноста във воден разтвор 4.75. Разтвор с концентрация 1,0 М (приблизителна концентрация на хранителен оцет) има рН 2,4, което съответства на степен на дисоциация от 0,4%.

Качествената реакция за присъствието на соли на оцетна киселина се основава на слабата дисоциация на оцетната киселина във водния разтвор: към разтвора се добавя силна киселина (например сярна), ако се появи миризма на оцетна киселина, тогава в разтвора присъства солта на оцетната киселина (образуват се киселинни остатъци от оцетна киселина) соли, свързани с водородни катиони от силна киселина и голям брой молекули оцетна киселина) [20].

Изследванията показват, че в кристално състояние молекулите образуват димери, свързани с водородни връзки [21].

Оцетната киселина е в състояние да взаимодейства с активни метали. В този случай се отделя водород и се образуват соли - ацетати:

Оцетната киселина може да се хлорира под действието на газообразен хлор. В този случай се образува хлорооцетна киселина:

Дихлороцетна (СНС1) също може да се получи по този начин.2COOH) и трихлороцетен (CCl)3COOH) киселини.

Оцетната киселина може да бъде редуцирана до етанол чрез действието на литиево-алуминиев хидрид. Той може също да се превърне в киселия хлорид чрез действието на тионилхлорид. Натриевата сол на оцетната киселина се декарбоксилира при нагряване с алкал, което води до образуването на метан и натриев карбонат.

Приложение

Оцетната киселина, чиято концентрация е близо 100%, се нарича ледникова. 70–80% воден разтвор на оцетна киселина се нарича оцетна есенция, а 3–15% - оцет [22]. Водните разтвори на оцетна киселина са широко използвани в хранително-вкусовата промишленост (хранителна добавка Е260) и при готвене в домакинството, както и в консервирането и за отърване от мащаба.

Оцетната киселина се използва за получаване на лечебни и ароматни вещества, като разтворител (например при производството на целулозен ацетат, ацетон). Използва се при типография и боядисване..

Оцетната киселина се използва като реакционна среда за окисляване на различни органични вещества. В лабораторни условия това е например окисляването на органичните сулфиди с водороден пероксид, в промишлеността окисляването на пара-ксилол с атмосферен кислород до терефталова киселина.

Тъй като изпаренията с оцетна киселина имат остра дразнеща миризма, тя може да се използва за медицински цели като заместител на амоняка за отстраняване на пациента от припадък.

безопасност

Безводната оцетна киселина е разяждаща. Парите оцетна киселина дразнят лигавиците на горните дихателни пътища. Прагът на възприятие на миризмата на оцетна киселина във въздуха е в областта от 0,4 mg / L. Максимално допустимата концентрация в атмосферния въздух е 0,06 mg / m³, във въздуха на работни помещения - 5 mg / m³ [10].

Ефектът на оцетната киселина върху биологичните тъкани зависи от степента на разреждане с вода. Опасни разтвори са тези, при които концентрацията на киселина надвишава 30% [10]. Концентрираната оцетна киселина може да причини химически изгаряния, като инициира развитието на коагулационна некроза на съседни тъкани с различна дължина и дълбочина [23].

Токсикологичните свойства на оцетната киселина са независими от метода, по който е получена [24]. Смъртоносната доза е приблизително 20 ml.

Последиците от приема на концентрирана оцетна киселина са силно изгаряне на лигавицата на устната кухина, фаринкса, хранопровода и стомаха; последствията от усвояването на оцетната същност са ацидоза, хемолиза, хемоглобинурия, нарушение на кръвосъсирването, придружено от силно стомашно-чревно кървене. Значително сгъстяване на кръвта поради загуба на плазма през изгорената лигавица, което може да причини шок. Опасните усложнения при отравяне с оцет включват остра бъбречна недостатъчност и токсична чернодробна дистрофия.

Когато приемате оцетна киселина вътре, трябва да пиете голямо количество течност. Повръщането е изключително опасно, тъй като вторичното преминаване на киселина през хранопровода ще влоши изгарянето. Показано е стомашно промиване през епруветка. Необходима е незабавна хоспитализация.