تحضير وتطبيق حمض الخليك الجليدي

حمض الأسيتيك، ويسمى أيضًا حمض الأسيتيك، حمض الأسيتيك الجليدي، الصيغة الكيميائية CH3COOH، هو حمض مونيك عضوي وحمض دهني مشبع قصير السلسلة، وهو مصدر الحمض والرائحة النفاذة في الخل. في الظروف العادية، يطلق عليه "حمض الأسيتيك"، لكن حمض الأسيتيك النقي واللامائي تقريبًا (أقل من 1٪ محتوى مائي) يسمى "حمض الأسيتيك الجليدي"، وهو مادة صلبة استرطابية عديمة اللون مع نقطة تجمد تتراوح من 16 إلى 17 درجة مئوية. درجة مئوية (62 درجة فهرنهايت)، وبعد التصلب يكون بلوريًا عديم اللون. ومع أن حمض الأسيتيك حمض ضعيف، إلا أنه أكال، وأبخرته مهيجة للعين والأنف، ورائحته لاذعة وحامضة.

تاريخ

يبلغ الطلب العالمي السنوي على حمض الأسيتيك حوالي 6.5 مليون طن. ويتم إعادة تدوير حوالي 1.5 مليون طن منها، ويتم إنتاج الـ 5 ملايين طن المتبقية مباشرة من المواد الأولية البتروكيماوية أو من خلال التخمير البيولوجي.

يمكن العثور على البكتيريا المخمرة لحمض الأسيتيك الجليدي (Acetobacter) في كل ركن من أركان العالم، ولا مفر من أن تجد كل أمة الخل عند صنع النبيذ - فهو المنتج الطبيعي لهذه المشروبات الكحولية المعرضة للهواء. على سبيل المثال، في الصين، هناك مقولة مفادها أن ابن دو كانغ، بلاك تاور، حصل على الخل لأنه كان يصنع النبيذ لفترة طويلة.

يعود استخدام حمض الأسيتيك الجليدي في الكيمياء إلى العصور القديمة جدًا. في القرن الثالث قبل الميلاد، وصف الفيلسوف اليوناني ثيوفراستوس بالتفصيل كيف يتفاعل حمض الأسيتيك مع المعادن لإنتاج الأصباغ المستخدمة في الفن، بما في ذلك الرصاص الأبيض (كربونات الرصاص) والزنجار (خليط من أملاح النحاس بما في ذلك خلات النحاس). قام الرومان القدماء بغلي النبيذ الحامض في أوعية من الرصاص لإنتاج شراب عالي الحلاوة يسمى سابا. كان السابا غنيًا بسكر الرصاص ذو الرائحة الحلوة، خلات الرصاص، والذي تسبب في التسمم بالرصاص بين النبلاء الرومان. في القرن الثامن، قام الكيميائي الفارسي جابر بتركيز حمض الأسيتيك في الخل عن طريق التقطير.

في عام 1847، قام العالم الألماني أدولف فيلهلم هيرمان كولبي بتصنيع حمض الأسيتيك من مواد خام غير عضوية لأول مرة. عملية هذا التفاعل هي أول ثاني كبريتيد الكربون من خلال الكلورة إلى رابع كلوريد الكربون، يليها تحلل رباعي كلور الإيثيلين عند درجة حرارة عالية بعد التحلل المائي، والكلورة، وبالتالي إنتاج حمض ثلاثي كلورو أسيتيك، والخطوة الأخيرة عن طريق الاختزال الكهربائي لإنتاج حمض الأسيتيك.

في عام 1910، تم استخراج معظم حمض الأسيتيك الجليدي من قطران الفحم من الخشب المعوج. أولا، يتم معالجة قطران الفحم بهيدروكسيد الكالسيوم، ثم يتم تحميض خلات الكالسيوم المتكونة بحمض الكبريتيك للحصول على حمض الأسيتيك فيه. تم إنتاج حوالي 10000 طن من حمض الأسيتيك الجليدي في ألمانيا خلال هذه الفترة، تم استخدام 30٪ منها لصنع صبغة النيلي.

تحضير

يمكن تحضير حمض الأسيتيك الجليدي عن طريق التوليف الاصطناعي والتخمير البكتيري. اليوم، يمثل التخليق الحيوي، واستخدام التخمير البكتيري، 10٪ فقط من إجمالي الإنتاج العالمي، ولكنه لا يزال أهم طريقة لإنتاج الخل، لأن لوائح سلامة الأغذية في العديد من البلدان تتطلب تحضير الخل في الطعام بيولوجيًا. يتم إنتاج 75% من حمض الأسيتيك للاستخدام الصناعي عن طريق كربونيل الميثانول. يتم تصنيع الأجزاء الشاغرة بطرق أخرى.

يستخدم

حمض الأسيتيك الجليدي هو حمض كربوكسيلي بسيط، يتكون من مجموعة ميثيل واحدة ومجموعة كربوكسيلية واحدة، وهو كاشف كيميائي مهم. وفي الصناعة الكيميائية، يتم استخدامه لصنع البولي إيثيلين تيريفثاليت، المكون الرئيسي لزجاجات المشروبات. يستخدم حمض الأسيتيك الجليدي أيضًا في صناعة أسيتات السليلوز للأفلام وأسيتات البولي فينيل للمواد اللاصقة الخشبية، بالإضافة إلى العديد من الألياف والأقمشة الاصطناعية. في المنزل، غالبًا ما يُستخدم المحلول المخفف من حمض الأسيتيك الجليدي كعامل إزالة الترسبات الكلسية. في صناعة المواد الغذائية، يتم تحديد حمض الأسيتيك كمنظم للحموضة في قائمة المضافات الغذائية E260.

حمض الخليك الجليدي هو الكاشف الكيميائي الأساسي المستخدم في تحضير العديد من المركبات. الاستخدام الوحيد لحمض الأسيتيك هو تحضير مونومر أسيتات الفينيل، يليه تحضير أنهيدريد الأسيتيك والاسترات الأخرى. حمض الأسيتيك الموجود في الخل ليس سوى جزء صغير من حمض الأسيتيك الجليدي.

غالبًا ما يستخدم محلول حمض الأسيتيك المخفف أيضًا كعامل لإزالة الصدأ بسبب حموضته الخفيفة. تُستخدم حموضته أيضًا لعلاج لسعات Cubomedusae، وإذا تم استخدامها في الوقت المناسب، يمكن أن تمنع الإصابة الخطيرة أو حتى الموت عن طريق تعطيل الخلايا اللاذعة في قنديل البحر. ويمكن استخدامه أيضًا للتحضير لعلاج التهاب الأذن الخارجية باستخدام Vosol. يستخدم حمض الخليك أيضًا كمادة حافظة للرش لمنع نمو البكتيريا والفطريات.