Przygotowanie i zastosowanie lodowatego kwasu octowego

Kwas octowy, zwany także kwasem octowym, lodowatym kwasem octowym, wzór chemiczny CH3COOH, to organiczny kwas monowy i krótkołańcuchowy nasycony kwas tłuszczowy, który jest źródłem kwasu i ostrego zapachu octu. W normalnych warunkach nazywa się go „kwasem octowym”, ale czysty i prawie bezwodny kwas octowy (zawartość wody poniżej 1%) nazywany jest „lodowatym kwasem octowym”, który jest bezbarwną, higroskopijną substancją stałą o temperaturze krzepnięcia od 16 do 17 ° C (62°F), a po zastygnięciu jest bezbarwnym kryształem. Chociaż kwas octowy jest słabym kwasem, jest żrący, jego opary działają drażniąco na oczy i nos, ma ostry i kwaśny zapach.

historia

Roczne światowe zapotrzebowanie na kwas octowy wynosi około 6,5 mln ton. Z tego około 1,5 miliona ton poddaje się recyklingowi, a pozostałe 5 milionów ton wytwarza się bezpośrednio z surowców petrochemicznych lub w drodze fermentacji biologicznej.

Bakterie fermentujące lodowaty kwas octowy (Acetobacter) można znaleźć w każdym zakątku świata, a każdy naród nieuchronnie podczas produkcji wina natrafia na ocet - jest to naturalny produkt tych napojów alkoholowych wystawionych na działanie powietrza. Na przykład w Chinach mówi się, że syn Du Kanga, Czarna Wieża, dostał ocet, ponieważ zbyt długo produkował wino.

Zastosowanie lodowatego kwasu octowego w chemii sięga bardzo starożytnych czasów. W III wieku p.n.e. grecki filozof Teofrast szczegółowo opisał, jak kwas octowy reaguje z metalami, tworząc pigmenty stosowane w sztuce, w tym biały ołów (węglan ołowiu) i patynę (mieszanina soli miedzi, w tym octanu miedzi). Starożytni Rzymianie gotowali kwaśne wino w ołowianych pojemnikach, aby uzyskać wysokosłodki syrop zwany sapa. sapa była bogata w słodko pachnący cukier ołowiowy, octan ołowiu, który powodował zatrucie ołowiem wśród rzymskich arystokratów. W VIII wieku perski alchemik Jaber zatężył kwas octowy w occie poprzez destylację.

W 1847 roku niemiecki naukowiec Adolf Wilhelm Hermann Kolbe po raz pierwszy zsyntetyzował kwas octowy z surowców nieorganicznych. Proces tej reakcji polega na pierwszym dwusiarczku węgla poprzez chlorowanie do czterochlorku węgla, po którym następuje rozkład czterochloroetylenu w wysokiej temperaturze po hydrolizie i chlorowaniu, w wyniku czego powstaje kwas trichlorooctowy, ostatni etap redukcji elektrolitycznej w celu wytworzenia kwasu octowego.

W 1910 r. większość lodowatego kwasu octowego ekstrahowano ze smoły węglowej z retortowanego drewna. Najpierw smołę węglową traktuje się wodorotlenkiem wapnia, a następnie powstały octan wapnia zakwasza się kwasem siarkowym, uzyskując w nim kwas octowy. W tym okresie w Niemczech wyprodukowano około 10 000 ton lodowatego kwasu octowego, z czego 30% wykorzystano do produkcji barwnika indygo.

przygotowanie

Lodowaty kwas octowy można otrzymać w drodze sztucznej syntezy i fermentacji bakteryjnej. Obecnie biosynteza, czyli wykorzystanie fermentacji bakteryjnej, stanowi zaledwie 10% całkowitej światowej produkcji, ale nadal jest najważniejszą metodą produkcji octu, ponieważ przepisy bezpieczeństwa żywności w wielu krajach wymagają, aby ocet w żywności był przygotowywany biologicznie. 75% kwasu octowego do zastosowań przemysłowych wytwarza się w wyniku karbonylowania metanolu. Wolne części syntetyzuje się innymi metodami.

używać

Lodowaty kwas octowy jest prostym kwasem karboksylowym, składającym się z jednej grupy metylowej i jednej grupy karboksylowej i jest ważnym odczynnikiem chemicznym. W przemyśle chemicznym wykorzystuje się go do produkcji politereftalanu etylenu, głównego składnika butelek po napojach. Lodowaty kwas octowy jest również używany do produkcji octanu celulozy do folii i polioctanu winylu do klejów do drewna, a także wielu włókien i tkanin syntetycznych. W domu jako środek odkamieniający często stosuje się rozcieńczony roztwór lodowatego kwasu octowego. W przemyśle spożywczym kwas octowy jest określony jako regulator kwasowości na liście dodatków do żywności E260.

Kwas octowy lodowaty jest podstawowym odczynnikiem chemicznym stosowanym do wytwarzania wielu związków. Pojedynczym zastosowaniem kwasu octowego jest wytwarzanie monomeru octanu winylu, a następnie wytwarzanie bezwodnika octowego i innych estrów. Kwas octowy zawarty w occie stanowi tylko niewielką część całego lodowatego kwasu octowego.

Rozcieńczony roztwór kwasu octowego jest również często stosowany jako środek do usuwania rdzy ze względu na jego łagodną kwasowość. Jego kwasowość jest również stosowana w leczeniu użądleń wywołanych przez Cubomedusae, a jeśli zostanie zastosowana w porę, może zapobiec poważnym obrażeniom, a nawet śmierci, unieszkodliwiając komórki parzące meduzy. Można go również stosować w celu przygotowania leku Vosol do leczenia zapalenia ucha zewnętrznego. Kwas octowy jest również stosowany jako środek konserwujący w sprayu, hamujący rozwój bakterii i grzybów.