Điều chế và ứng dụng axit axetic băng

Axit axetic hay còn gọi là axit axetic, axit axetic băng, công thức hóa học CH3COOH, là một axit monic hữu cơ và axit béo bão hòa chuỗi ngắn, là nguồn gốc của axit và mùi hăng trong giấm. Trong trường hợp bình thường, nó được gọi là "axit axetic", nhưng axit axetic tinh khiết và gần như khan (hàm lượng nước dưới 1%) được gọi là "axit axetic băng", là chất rắn hút ẩm không màu, có điểm đóng băng từ 16 đến 17 ° C (62 ° F), và sau khi hóa rắn, nó là tinh thể không màu. Mặc dù axit axetic là một axit yếu nhưng nó có tính ăn mòn, hơi của nó gây khó chịu cho mắt và mũi, đồng thời có mùi hăng và chua.

lịch sử

Nhu cầu axit axetic hàng năm trên toàn thế giới là khoảng 6,5 triệu tấn. Trong số này, khoảng 1,5 triệu tấn được tái chế và 5 triệu tấn còn lại được sản xuất trực tiếp từ nguyên liệu hóa dầu hoặc thông qua quá trình lên men sinh học.

Vi khuẩn lên men axit axetic băng (Acetobacter) có thể được tìm thấy ở mọi nơi trên thế giới và mọi quốc gia đều không tránh khỏi tìm thấy giấm khi làm rượu vang - đó là sản phẩm tự nhiên của những đồ uống có cồn này tiếp xúc với không khí. Ví dụ, ở Trung Quốc, có câu nói rằng con trai của Du Kang, Tháp Đen, bị giấm vì nấu rượu quá lâu.

Việc sử dụng axit axetic băng trong hóa học đã có từ rất xa xưa. Vào thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên, nhà triết học Hy Lạp Theophrastus đã mô tả chi tiết cách axit axetic phản ứng với kim loại để tạo ra chất màu dùng trong nghệ thuật, bao gồm chì trắng (chì cacbonat) và patina (hỗn hợp muối đồng trong đó có đồng axetat). Người La Mã cổ đại đun sôi rượu chua trong các thùng chì để tạo ra loại xi-rô có độ ngọt cao gọi là sapa. Sapa rất giàu đường chì có mùi thơm, chì axetat, gây ngộ độc chì cho giới quý tộc La Mã. Vào thế kỷ thứ 8, nhà giả kim Ba Tư Jaber đã cô đặc axit axetic trong giấm bằng cách chưng cất.

Năm 1847, nhà khoa học người Đức Adolf Wilhelm Hermann Kolbe lần đầu tiên tổng hợp được axit axetic từ nguyên liệu thô vô cơ. Quá trình của phản ứng này là carbon disulfide đầu tiên thông qua quá trình clo hóa thành carbon tetrachloride, sau đó là sự phân hủy tetrachloroethylene ở nhiệt độ cao sau khi thủy phân và clo hóa, do đó tạo ra axit trichloroacetic, bước cuối cùng bằng quá trình khử điện phân để tạo ra axit axetic.

Năm 1910, phần lớn axit axetic băng được chiết xuất từ ​​nhựa than đá từ gỗ đã được chưng cất. Đầu tiên, nhựa than đá được xử lý bằng canxi hydroxit, sau đó canxi axetat tạo thành được axit hóa bằng axit sulfuric để thu được axit axetic trong đó. Khoảng 10.000 tấn axit axetic băng đã được sản xuất ở Đức trong thời kỳ này, 30% trong số đó được sử dụng để sản xuất thuốc nhuộm chàm.

sự chuẩn bị

Axit axetic băng có thể được điều chế bằng cách tổng hợp nhân tạo và lên men vi khuẩn. Ngày nay, sinh tổng hợp, sử dụng quá trình lên men vi khuẩn, chỉ chiếm 10% tổng sản lượng của thế giới, nhưng vẫn là phương pháp sản xuất giấm quan trọng nhất, vì các quy định an toàn thực phẩm ở nhiều nước yêu cầu giấm trong thực phẩm phải được chế biến sinh học. 75% axit axetic dùng trong công nghiệp được sản xuất bằng quá trình cacbonyl hóa metanol. Các phần còn trống được tổng hợp bằng các phương pháp khác.

sử dụng

Axit axetic băng là một axit cacboxylic đơn giản, bao gồm một nhóm metyl và một nhóm cacboxylic, và là một thuốc thử hóa học quan trọng. Trong công nghiệp hóa chất, nó được sử dụng để sản xuất polyetylen terephthalate, thành phần chính của chai nước giải khát. Axit axetic băng cũng được sử dụng để sản xuất cellulose axetat làm màng và polyvinyl axetat làm chất kết dính gỗ, cũng như nhiều loại sợi và vải tổng hợp. Trong gia đình, dung dịch axit axetic băng loãng thường được sử dụng làm chất tẩy cặn. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, axit axetic được chỉ định làm chất điều chỉnh độ axit trong danh mục phụ gia thực phẩm E260.

Axit axetic băng là thuốc thử hóa học cơ bản được sử dụng để điều chế nhiều hợp chất. Công dụng duy nhất của axit axetic là điều chế monome vinyl axetat, sau đó là điều chế anhydrit axetic và các este khác. Axit axetic trong giấm chỉ là một phần nhỏ của axit axetic băng.

Dung dịch axit axetic loãng cũng thường được sử dụng làm chất tẩy gỉ vì tính axit nhẹ của nó. Tính axit của nó cũng được sử dụng để điều trị vết đốt do Cubomedusae gây ra và nếu sử dụng kịp thời có thể ngăn ngừa thương tích nghiêm trọng hoặc thậm chí tử vong bằng cách vô hiệu hóa các tế bào đốt của sứa. Nó cũng có thể được sử dụng để chuẩn bị cho việc điều trị viêm tai ngoài bằng Vosol. Axit axetic cũng được sử dụng làm chất bảo quản phun để ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm.