Kwas octowy

równanie: $\ rho = 1,4486 / 0,25892 ^ {(1+ (1-T / 591,95) ^ {0,2529})}$
Gęstość cieczy w kmol · m -3 i temperatura w kelwinach od 289,81 do 591,95 K.
Obliczone wartości:
1,04202 g · cm -3 przy 25 ° C.

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

Temperatura samozapłonu

465 ° C

Temperatura zapłonu

39 ° C (zamknięty tygiel)

Granice wybuchowości w powietrzu

5,4–16 % obj

Nasycenie prężności par

1,5 kPa w 20 ° C

równanie: $P_ {vs} = exp (53,27+ \ frac {-6304,5} {T} + (- 4,2985) \ times ln (T) + (8,8865E-18) \ times T ^ {6})$
Ciśnienie w paskalach i temperatura w kelwinach od 289,81 do 591,95 K.
Obliczone wartości:
2079,17 Pa przy 25 ° C.

T (K)	T (° C)	P (Pa)
289,81	16.66	1276,9
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

Lepkość dynamiczna

1,22 mPa s w 25 ° C

Punkt krytyczny

4,53 MPa w 319,56 ° C

Termochemia

Gaz S 0 , 1 bar

282,848 J mol −1 K −1

S 0 ciecz, 1 bar

158,0 J mol −1 K −1

Gaz Δ f H 0

−433 kJ mol −1

Δ f H 0 ciecz

−483,52 kJ mol −1

Δ fus H °

11,728 kJ mol - 1 do 16,75 ° C

Δ vap H °

23,7 kJ mol -1 do 117,95 ° C

C p

123,1 J mol −1 K −1 (ciecz, 25 ° C )
63,44 J mol −1 K −1 (gaz, 25 ° C )

równanie: $C_ {P} = (139640) + (-320,80) \ times T + (0,89850) \ times T ^ {2}$
Pojemność cieplna cieczy w J kmol -1 K -1 i temperatura w Kelwinach od 289,81 do 391,05 K.
Obliczone wartości:
123,864 J mol -1 K -1 przy 25 ° C.

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ razy K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ razy K})$
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 p $(\ tfrac {J} {kmol \ razy K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ razy K})$
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	2480
387	113,85	150,058	2 499,
391.05	117,9	151,590	2,524

równanie: $C_ {P} = (34,850) + (3,7626E-2) \ times T + (2,8311E-4) \ times T ^ {2} + (-3,0767E-7) \ times T ^ {3} + (9,2646 E-11) \ times T ^ {4}$
Pojemność cieplna gazu w J · mol -1 · K -1 i temperatura w Kelwinach od 50 do 1500 K.
Obliczone wartości:
63,813 J · mol -1 · K -1 przy 25 ° C.

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ razy K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ razy K})$
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 p $(\ tfrac {J} {kmol \ razy K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ razy K})$
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	1032,85	151,044	2,515
1,355	1.081,85	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

SZT

874,2 kJ mol −1 (ciecz)

PCI

−875,16 kJ mol −1

Właściwości elektroniczne

1 energia re jonizacji

10,65 ± 0,02 eV (gaz)

Krystalografia

Klasa kryształu lub grupa kosmiczna

Pna 21

Parametry siatki

a = 13,151 Å

b = 3,923 Å
c = 5,762 Å
α = 90,00 °
β = 90,00 °
γ = 90,00 °
Z = 4

Tom

297,27 A 3

Właściwości optyczne

Współczynnik załamania światła

n ^ {20} _ {D}

1.3720

Środki ostrożności

SGH

Niebezpieczeństwo H226, H314, P280, P305, P310, P338, P351, H226 : Łatwopalna ciecz i pary
H314 : Powoduje poważne oparzenia skóry i uszkodzenia oczu
P280 : Nosić rękawice ochronne / odzież ochronną / ochronę oczu / ochronę twarzy.
P305 : W przypadku dostania się do oczu:
P310 : Natychmiast skontaktować się z OŚRODKIEM ZATRUĆ lub lekarzem.
P338 : Wyjąć soczewki kontaktowe, jeśli ofiara je nosi i można je łatwo zdjąć. Kontynuuj płukanie.
P351 : Ostrożnie płukać wodą przez kilka minut.

WHMIS

B3, E, B3 :
Temperatura zapłonu cieczy palnej = 39 ° C zamknięty tygiel (metoda nie została podana)
E : Materiał żrący
Transport towarów niebezpiecznych: klasa 8

Ujawnienie przy 1,0% zgodnie z wykazem ujawnień składników

NFPA 704

2 3 0

Transport

2789

UN Kod:
83 : korozyjnego lub wykazujące pewną niewielką korozyjności i par (temperatura zapłonu 23 do 60 ° C włącznie z wartościami granicznymi),
numer UN :
2789 : roztworem kwasu octowego, zawierający więcej niż 80 procent (masowy) kwasu; lub GLACIAL ACETIC ACID
Klasa:
8
Etykiety: 8 : Substancje żrące 3 : Ciecze łatwopalne Opakowanie: Grupa pakowania II : substancje średnio niebezpieczne;

2790

Kod Kemlera:
80 : żrący lub wykazujący niewielki stopień korozyjności
Numer UN :
2790 : KWAS OCTOWY W ROZTWORZE
Klasa:
8
Etykieta: 8 : Substancje żrące Opakowanie: Grupa pakowania II / III : substancje umiarkowanie / nieznacznie niebezpieczne.

Ekotoksykologia

DL 50

3,31 g kg -1 (szczur, doustnie )
525 mg kg -1 (mysz, iv )

LogP

-0,31

Próg zapachu

niski: 0,03 ppm
wysoki: 0,15 ppm

Związki pokrewne

Izomery

Aldehyd glikolowy

Inne związki

Bezwodnik octowy

Jednostki SI i STP, chyba że określono inaczej.

Etanowego lub kwas octowy jest kwas karboksylowy o teoretycznym łańcuch węglowy C2, podobnie jak etan , masa cząsteczkowa 60 g / mol i wzór chemiczny surowy C 2 H 4 O 2 , częściowo rozwinięty CH 3 - CO-OH lub AcOH krótki formacji , w którym Ac oznacza „ CH 3 CO ”, z grupy acetylowej . Przymiotnik nazwy zwyczajowej pochodzi od łacińskiego acetum , oznaczającego ocet . Rzeczywiście, kwas octowy jest głównym składnikiem octu po wodzie, ponieważ nadaje mu kwaśny smak i ostry zapach wykrywalny od 1 ppm .

Destylacja octu, poświadczona od średniowiecza w Europie, umożliwiła otrzymanie czystego kwasu octowego, bezbarwnej palnej cieczy o silnym zapachu octu, o gęstości około 1,05 g cm- 3 w temperaturze 20 ° C, która krzepnie przez zwykłe zanurzenie w łaźni wodnej z lodem. Nadal jest znany jako lodowaty kwas octowy lub wcześniej silny ocet . Jest to pierwszy znany kwas przemysłowy.

Ta bardzo słabo przewodząca, bezbarwna, łatwopalna i higroskopijna ciecz stanowi obok kwasu mrówkowego w temperaturze pokojowej jeden z najprostszych kwasów monokarboksylowych . Jego kwasowość charakteryzowana w roztworze wodnym przez pK a = 4,76 wynika z jego zdolności do czasowej utraty protonu swojej funkcji karboksylowej , przekształcając go w ten sposób w jon octanowy CH 3 COO - . To słaby kwas .

Kwas ten koaguluje lateks i posiada właściwości bakteriostatyczne, dzięki czemu może być stosowany jako środek dezynfekujący. Znajduje również zastosowanie jako składnik insektycydów i środków czyszczących do produkcji półprzewodników. Działa żrąco, a jego opary działają drażniąco na nos i oczy.

Działa silnie żrąco na tkanki organiczne i żywe, dlatego należy się z nim obchodzić ostrożnie. Chociaż nie stwierdzono, aby był rakotwórczy ani szkodliwy dla środowiska, może powodować oparzenia, a także trwałe uszkodzenie ust, nosa, gardła i płuc. W określonych dawkach i przy przewlekłej równoczesnej ekspozycji z produktem rakotwórczym, jego drażniący charakter sprawia, że jest on promotorem guzów nowotworowych (łagodnych i złośliwych). Zostało to zademonstrowane eksperymentalnie na szczurach.

W organizmie ludzkim kwas octowy jest normalnie wytwarzany po spożyciu alkoholu : etanol przekształca się w aldehyd octowy, który następnie pod wpływem enzymu dehydrogenazy acetaldehydu przekształca się w kwas octowy, a następnie w acetylo-coA przez ligazę octan-CoA.

Produkcja

Globalne zapotrzebowanie na kwas octowy wynosi około 6,5 mln ton rocznie (Mt / rok). W przemyśle jest wytwarzany przez utlenianie n- butanu w fazie ciekłej lub odzyskiwany przy produkcji octanu celulozy lub polialkoholu winylowego .

Używa

Jest odczynnikiem szeroko stosowanym w przemyśle czy laboratoriach, aw szczególności:

jako rozpuszczalnik: miesza się z wodą i różnymi rozpuszczalnikami organicznymi, takimi jak etanol , eter dietylowy , glicerol, ale nierozpuszczalny w dwusiarczku węgla , jest również dobrym rozpuszczalnikiem dla gum , żywic , fosforu , siarki i kwasów halogenowodorowych ? ;
w produkcji bezwodnika octowego , octanu celulozy , monomeru octanu winylu i innych octanów, a także leków , pestycydów , barwników , produkcji wyrobów fotograficznych;
w żywności (produkcja octów owocowych itp.), dodatek do żywności ;
tekstylnych ;
jako środek czyszczący (do półprzewodników );
koagulant ( naturalny lateks );
bakteriostatyczny (w roztworze);
w produkcji tworzyw sztucznych, takich jak politereftalan etylenu (PET) lub octan celulozy , przydatnych do produkcji octanu winylu (farby, kleje) i rozpuszczalników organicznych;
jako dodatek do wyrobów tytoniowych ( aromat ).
wytrawianie podczas barwienia skrawków histologicznych (np. barwienie karminowo-zielone )
proces hydrolizy , kondensacji i / lub żelowania podczas wytwarzania katalizatora lub podczas procesu zol-żel
przeciwbakteryjne i zakwaszenie żołądka w hodowli, zwłaszcza świń.

Nomenklatura

Dawne trywialne nazwa pochodzi od kwasu octowego octu słowa Łacińskiej co oznacza ocet lub aceti-Vinum . Nadal jest najczęściej używany we francuskojęzycznym i anglojęzycznym świecie, ale IUPAC ujednolicił termin kwas etanowy zamiast starej francuskiej nazwy chemicznej kwas etylowy . Bardziej tolerancyjni niż nomenklatura IUPAC z 1960 r., Chemical Abstracts zachowała jednak nazwy zwyczajowe dla pierwszych dwóch kwasów karboksylowych w C1 i C2, kwas mrówkowy i kwas octowy.

Lodowaty kwas octowy to również banalna nazwa, która powszechnie odnosi się do czystego kwasu octowego w laboratorium. Podobnie jak w przypadku niemieckiej nazwy „Eisessig” (dosłownie: ocet mrożony), nazwa ta jest wyjaśniona przez przypominające lód kryształki kwasu octowego, które tworzą się w temperaturze nieco poniżej temperatury pokojowej (poniżej 17 ° C). , Temperatura topnienia czystego kwasu octowego kwas).

Najczęstszym skrótem dla kwasu octowego jest AcOH lub HOAc, Ac, oznaczający acetylową grupę funkcyjną CH 3 −CO−.

Surowy wzór kwasu octowego to C 2 H 4 O 2 . Często jest też napisane CH 3 COOH lub CH 3 CO 2 H, aby lepiej przetłumaczyć jego strukturę. Jon powstały w wyniku utraty protonu H + nazywany jest octanem. Octan może również odnosić się do soli zawierającej ten anion lub do estru kwasu octowego.

Historyczny

Mocny ocet jest znany w Mezopotamii od ponad 3000 lat przed naszą erą. AD . Te bakterie kwasu octowego do wytwarzania kwasu octowego z winem i tlen zostały opisane przez aptekarza Pasteur . Są obecne w całym cywilizowanym świecie, a każda kultura, która warzy piwo lub wino , nieuchronnie odkryła ocet, naturalny wynik ewolucji tych napojów alkoholowych pozostawionych na otwartej przestrzeni.

Stosowanie kwasu octowego w chemii sięga starożytności. Na III th century BC. AD , grecki filozof Theophrastus opisuje, jak ocet działa na metal i w ten sposób wytwarza pigmenty przydatne w sztuce, w tym biały ołów ( węglan ołowiu ) i patyną , zieloną mieszaninę soli miedzi, w tym octan miedzi II (wszystkie produkty toksyczne ). Starożytni Rzymianie gotowali „ kwaśne wino ” w ołowianych naczyniach, aby uzyskać bardzo słodki syrop zwany sapa . SAPA bogaty w octan ołowiu , słodki substancja zwana cukier ołowiu lub Saturn cukru i która spowodowała liczne zatrucia ołowiu w rzymskiej arystokracji The choroba odpowiada ostrym lub przewlekłym ołowiu zatrucia jest szczególnie nazwie Zatrucie . Perski alchemik Jabir Ibn Hayyan (Geber) stężonego kwasu octowego z octem przez destylację .

W okresie renesansu „lodowaty” kwas octowy otrzymywano metodą suchej destylacji octanów metali. Na XVI p wieku niemiecki alchemik Andreas Libavius do opisanego i porównano czystego kwasu tak wytworzonej kwaśny. Obecność wody w occie ma taki wpływ na właściwości kwasu octowego, że przez wieki wielu chemików uważało, że lodowaty kwas octowy i kwas octowy to dwie różne substancje. To francuski chemik Pierre Auguste Adet udowodnił, że są to ten sam związek chemiczny.

W 1847 roku niemiecki chemik Hermann Kolbe po raz pierwszy zsyntetyzował kwas octowy z materiałów nieorganicznych. Sekwencja reakcji był chlorowanie z dwusiarczku węgla z czterochlorkiem węgla , a następnie przez pirolizę na czterochloroetylenu i chlorującym wody w kwasie trichlorooctowym i ostatecznie kończą się na redukcji poprzez elektrolizę w celu uzyskania kwasu octowego.

Do 1910 r. Większość lodowatego kwasu octowego otrzymywano z „piroligneous ługu” wytwarzanego przez destylację drewna. Kwas octowy wyodrębniono działając wodorotlenkiem wapnia , a otrzymany w ten sposób octan wapnia zakwaszono następnie przez dodanie kwasu siarkowego w celu zreformowania kwasu octowego. W tym czasie Niemcy produkowały go rocznie 10 000 ton, z czego 30% wykorzystano do produkcji barwnika indygo .

Właściwości fizykochemiczne

Kwasowość

Atom wodoru (H) grupy karboksylowej (–COOH) kwasów karboksylowych, takich jak kwas octowy, może zostać uwolniony jako jon H + ( proton ). To właśnie zdolność uwalniania tego protonu nadaje mu kwasowość. Kwas octowy jest słabym kwasem , mono- protonowej w roztworze wodnym, o pK od około 4,8 do 25 ° C . Roztwór o stężeniu 1,0 mol / l (stężenie octu domowego) ma pH 2,4, co oznacza, że dysocjuje tylko 0,4% cząsteczek kwasu octowego.

Cykliczny dimer

Struktura krystaliczna kwasu octowego pokazuje, że cząsteczki łączą się w dimery połączone wiązaniami wodorowymi . Te dimery można zaobserwować w postaci gazowej w temperaturze 120 ° C . Prawdopodobnie występują również w fazie ciekłej czystego kwasu octowego, ale szybko ulegają rozpadowi przy najmniejszej obecności wody. Ta dimeryzacja występuje w innych kwasach karboksylowych. Odbywa się to także w wodnym roztworze z stała asocjacji K D , którego wartość jest bliska 1.

Rozpuszczalnik

Ciekły kwas octowy jest hydrofilowym ( polarnym ) rozpuszczalnikiem protonowym , podobnym do etanolu i wody . Przy średniej stałej dielektrycznej 6,2 może rozpuszczać nie tylko związki polarne, takie jak sole nieorganiczne i cukry , ale także związki niepolarne, takie jak oleje, czy czyste substancje, takie jak siarka i diod . Łatwo miesza się z wieloma innymi polarnymi lub niepolarnymi rozpuszczalnikami, takimi jak woda, chloroform lub heksan . Te właściwości rozpuszczalnika i mieszalność kwasu octowego sprawiają, że jest on szeroko stosowany w przemyśle chemicznym.

Reakcje chemiczne

Kwas octowy powoduje korozję wielu metali , w tym żelaza , magnezu i cynku . Tworzy wodór i sole metali zwane octanami . Z aluminium utworzonego po zetknięciu z tlenem cienka warstwa tlenku glinu jest stosunkowo odporna, która pokrywa jego powierzchnię. Dlatego do transportu kwasu octowego często stosuje się zbiorniki aluminiowe. Octany metali mogą być wytwarzane z mieszaniny kwasu octowego i odpowiedniej zasady, jak w przypadku wodorowęglanu sodu + octu reakcji co daje wody i CO 2 . Z godnym uwagi wyjątkiem octanu chromu (II) , prawie wszystkie octany są rozpuszczalne w wodzie.

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 )

Kwas octowy również podlega typowym reakcjom kwasów karboksylowych , w szczególności tworzeniu etanolu przez redukcję i tworzeniu pochodnych, takich jak chlorek acetylu, przez nukleofilową substytucję acylu . Wśród innych pochodnych zastępczych jest bezwodnik octowy . Ten bezwodnik jest wynikiem utraty jednej cząsteczki wody przez dwie cząsteczki kwasu octowego. Estry kwasu octowego może zostać wyszkolony przez estryfikację Fischera , a to może być również stosowane do wytwarzania amidów . Podgrzany do temperatury powyżej 440 ° C kwas octowy rozkłada się na dwutlenek węgla i metan lub wodę i keten .

Wykrycie

Kwas octowy można rozpoznać po jego charakterystycznym zapachu. Sole kwasu octowego rozpuszczone w roztworze chlorku żelaza (III) dają ciemnoczerwony kolor, który znika po zakwaszeniu. Ogrzewając octany trójtlenkiem arsenu , uzyskuje się tlenek kakodylu, który można rozpoznać po jego śmierdzących oparach.

Biochemia

Grupa acetylowa pochodząca z kwasu octowego ma fundamentalne znaczenie dla biochemii prawie każdego życia. Kiedy związana koenzymu A , to ma zasadnicze znaczenie w metabolizmie z węglowodanów i tłuszczów . Jednak stężenie wolnego kwasu octowego w komórkach jest utrzymywane na niskim poziomie, aby nie zakłócać kontroli pH. W przeciwieństwie do innych kwasów karboksylowych o długim łańcuchu węglowym ( kwasy tłuszczowe ), kwas octowy nie występuje w tworzeniu naturalnych trójglicerydów . Istnieje sztuczny trójgliceryd kwasu octowego, triacetyna (trioctan glicerylu), który jest powszechnie stosowany jako dodatek do żywności (w kosmetykach, żywności i niektórych lekach) oraz jako rozpuszczalnik .

Kwas octowy jest naturalnie wytwarzany i wydzielany przez niektóre bakterie, w szczególności Acetobacter i Clostridium acetobutylicum (en), a także drożdże Saccharomyces cerevisiae .
Bakterie te są obecne w niektórych produktach spożywczych, wodzie, mleku ( bakterie kwasu mlekowego ) i glebie , a kwas octowy powstaje naturalnie, gdy rozkładają się owoce lub inne produkty spożywcze. Kwas octowy jest również składnikiem nawilżenia pochwy u ludzi i innych naczelnych , gdzie wydaje się działać jako środek przeciwbakteryjny .

Produkcja i synteza

Kwas octowy jest wytwarzany syntetycznie lub w wyniku fermentacji bakteryjnej. Obecnie metoda ekologiczna dotyczy tylko 10% produkcji, ale pozostaje ważna przy produkcji octu, ponieważ w większości krajów prawo stanowi, że ocet spożywczy musi być pochodzenia organicznego. Około 75% kwasu octowego celem przemysłu chemicznego jest wytwarzany przez karbonylowanie w metanolu , szczegóły poniżej. Reszta składa się z różnych alternatywnych metod.

Całkowitą produkcję kwasu octowego szacuje się na 5 Mt / rok (mln ton rocznie), z czego około połowa pochodzi ze Stanów Zjednoczonych. Produkcja europejska wynosi około 1 Mt / rok i spada. Ostatecznie 0,7 Mt / r jest wytwarzane w Japonii. 1,5 Mt / rok poddaje się recyklingowi, co daje 6,5 Mt / rok na rynku światowym . Dwóch największych producentów to Celanese i BP Chimie. Głównymi producentami są również Millenium Chimie, Sterling Chimie, Samsung, Eastman i Svens Etanolkemi.

Karbonylowanie metanolu

Większość unrecycled kwas octowy wytwarza się przez karbonylowanie w metanolu . W tym procesie metanol i tlenek węgla reagują z wytworzeniem kwasu octowego zgodnie z równaniem: CH 3 OH + CO → CH 3 COOH

Proces ten wykorzystuje kwas jodowodorowy jako półprodukt i przebiega w trzech etapach. Do karbonylowania potrzebny jest katalizator , zwykle kompleks metalu (etap 2).

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

Modyfikując proces, bezwodnik octowy może być wytwarzany w tej samej roślinie. Ponieważ metanol i tlenek węgla są powszechnymi surowcami, karbonylowanie metanolu od dawna stanowi atrakcyjną metodę produkcji kwasu octowego. Henry Dreyfus z British Celanese opracował pilotażową instalację do karbonylowania metanolu już w 1925 r. Jednak brak odpowiedniego wyposażenia do przechowywania korozyjnej mieszaniny reakcyjnej pod niezbędnym ciśnieniem ( 200 atm lub więcej) przez pewien czas utrudniał komercjalizację tej metody. . Pierwszy skomercjalizowane proces karbonylowania metanolu, który wykorzystuje kobaltu jako katalizatora, został opracowany przez niemiecką Chemical Company BASF w roku 1963. W roku 1968, nowy katalizator na bazie rodu ( cis - [Rh (CO) . Odkryto 2 I 2 ] - ) zdolne do skutecznego działania przy niskim ciśnieniu i przy bardzo niewielkiej ilości produktów ubocznych. Pierwsza instalacja wykorzystująca ten katalizator została zbudowana przez amerykańską firmę Monsanto w 1970 roku, a karbonylowanie metanolu katalizowanego rodem stało się dominującą metodą wytwarzania kwasu octowego (znanego jako proces Monsanto ). Pod koniec lat 90-tych BP wprowadziło na rynek katalizator Cativa ([Ir (CO) 2 I 2 ] - ), preferowany przez ruten. Ten proces jest bardziej przyjazny dla środowiska i wydajniejszy niż poprzedni iw dużej mierze wyparł proces Monsanto, często w tych samych fabrykach.

Utlenianie aldehydu octowego

Przed proces Monsanto był komercyjnie, większość kwasu octowego wytwarza się przez utlenianie z aldehydu octowego . Metoda ta pozostaje drugą najważniejszą drogą syntezy kwasu octowego, chociaż nie jest konkurencyjna w stosunku do karbonylowania metanolu. Aldehyd octowy można wytwarzać przez utlenianie butanu lub lekkiej benzyny ciężkiej, utlenianie etylenu lub alternatywnie przez hydratację acetylenu .

Gdy lekki butan lub nafta jest podgrzewana na powietrzu w obecności różnych jonów metali, zwłaszcza manganu , kobaltu i chromu , tworzy się nadtlenek, który następnie rozpada się na kwas octowy: 2 C 4 H 10 + 5 O 2 → 4 CH 3 COOH + 2 H 2 O Pracujemy z kombinacją temperatury i ciśnienia, aby mieszanina reakcyjna była jak najgorętsza, jednocześnie utrzymując butan w stanie ciekłym. 150 ° C i 55 atm to normalne warunki. Może również powstać kilka produktów ubocznych, w tym butanon , octan etylu , kwas mrówkowy i kwas propionowy . Te produkty uboczne mają również wartość rynkową, a warunki reakcji można zmienić, aby produkować ich więcej, jeśli ma to korzyść ekonomiczną. Jednak oddzielenie kwasu octowego od jego produktów ubocznych zwiększa koszty procesu. W warunkach i katalizatorach podobnych do tych stosowanych do utleniania butanu, aldehyd octowy może być utleniany tlenem z powietrza w celu wytworzenia kwasu octowego: 2 CH 3 CHO + O 2 → 2 CH 3 COOH

Dzięki nowoczesnym katalizatorom reakcja ta może osiągnąć wydajność ponad 95%. Głównymi produktami ubocznymi są octan etylu , kwas mrówkowy i formaldehyd . Wszystkie te związki mają niższą temperaturę wrzenia niż kwas octowy i można je łatwo oddzielić przez destylację .

Utlenianie etylenu

Acetaldehyd można wytworzyć z etylenem przez w procesie Wacker , a następnie utlenia się w sposób opisany powyżej. Niedawno jednoetapowa przemiana etylenu w kwas octowy została skomercjalizowana przez firmę Shōwa Denkō , która otworzyła zakład utleniania etylenu w Oita w Japonii w 1997 roku. Proces jest katalizowany metalowym katalizatorem opartym na palladzie przy pomocy heteropolikwas, taki jak kwas wolstokrzemowy. Proces ten mógłby konkurować z karbonylowaniem metanolu w przypadku małych zakładów (100–250 kt / rok ) w zależności od ceny etylenu.

Synteza malonowa

Synteza malonowa z użyciem halogenometanu jako podstawnika (RX).

Handel

W 2014 roku Francja była importerem netto kwasu octowego, zgodnie z francuskimi zwyczajami. Średnia cena importowa za tonę wynosiła 430 EUR.

Różnorodny

Kwas octowy, stosowany miejscowo w laryngologii, jest częścią listy leków niezbędnych Światowej Organizacji Zdrowia (lista zaktualizowana w kwietniu 2013 r.).

Uwagi i odniesienia

kwasem octowym, bezpieczeństwo arkusz (-y) Międzynarodowego Programu Bezpieczeństwa Chemicznego , konsultowany w dniu 9 maja 2009
„KWAS” w Hazardous Substances Data Bank , obejrzano 16 lipca 2012
(w) David R. Lide, Podręcznik chemii i fizyki , CRC,16 czerwca 2008, 89 th ed. , 2736 str. ( ISBN 142006679X i 978-1420066791 ) , str. 9-50
(w) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents , vol. 4, Anglia, John Wiley & Sons Ltd,1999, 239 pkt. ( ISBN 0-471-98369-1 )
obliczona masa cząsteczkowa od „ atomowych jednostek masy elementów 2007 ” na www.chem.qmul.ac.uk .
(i) W. M Haynes CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press / Taylor i Francis,2011, 91 th ed. , 2610 s. ( ISBN 978-143982-077-3 ) , str. 3-4
(w) James E. Mark, Physical Properties of Polymer Handbook , Springer,2007, 2 II wyd. , 1076, s. ( ISBN 0387690026 , czytaj online ) , str. 294
(en) Şerban Moldoveanu, Przygotowanie próbki w chromatografii , Elsevier,2002, 930 pkt. ( ISBN 0444503943 ) , str. 258
(en) Robert H. Perry i Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th ed. , 2400 s. ( ISBN 0-07-049841-5 ) , str. 2-50
Wagner, Frank S. (1978) „Kwas octowy”. W: Grayson, Martin (wyd.), Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology , 3 -tego wydania, Nowy Jork: Wiley.
(en) "Acetic acid" , w NIST / WebBook , dostęp 28 sierpnia 2009
(w) Carl L. Yaws, Podręcznik diagramów termodynamicznych , t. 1, Huston, Teksas, Gulf Pub. Współ.,1996( ISBN 0-88415-857-8 )
(w) David R. Lide , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press,18 czerwca 2002, 83 th ed. , 2664 s. ( ISBN 0849304830 , prezentacja online ) , str. 5-89
(w) David R. Lide, Podręcznik chemii i fizyki , CRC,2008, 89 th ed. , 2736 str. ( ISBN 978-1-4200-6679-1 ) , str. 10-205
„ Acetic acid ” , na www.reciprocalnet.org (dostęp 12 grudnia 2009 )
Numer indeksu 607-002-00-6 w tabeli 3.1 załącznika VI do rozporządzenia WE nr 1272/2008 (16 grudnia 2008)
SIGMA-ALDRICH
„ kwas octowy ” w bazie produktów chemicznych Reptox z CSST (Quebec organizacji odpowiedzialnej za bezpieczeństwo i higienę pracy), dostęp 24 kwietnia 2009
(w) „ Acetic acid ” on ChemIDplus , dostęp 28 sierpnia 2009
„ Acetic acid ”, pod adresem hazmap.nlm.nih.gov (dostęp: 14 listopada 2009 )
„Acetic acid” , w ESIS , dostęp 3 marca 2010
„ Acid acetic - Société Chimique de France ” , na www.societechimiquedefrance.fr (dostęp 10 października 2020 )
INRS, Karta toksykologiczna , ulotka 8 pp Ref FT 24, wersja 2019
Temperatura topnienia wynosi około 16,6 ° C . Jego temperatura wrzenia jest nieco mniejsza niż 117,9 ° C . Produkt jest palny o temperaturze zapłonu powyżej 40 ° C , podczas gdy temperatura samozapłonu wzrasta do 465 ° C .
Khelifi, L., Ghorbel, A., Garbowski, E. i Primet, M. (1997). Przygotowanie zol-żel katalizatorów Pt / Al2O3 do spalania katalitycznego. Journal of Physical Chemistry , 94, 2016-2026.
Rezgui, S., Ghorbel, A. i Gates, BC (1995). Kontrola przygotowania mieszanych katalizatorów tlenkowych chromu i glinu metodą zol-żel . Journal of Physical Chemistry, 92, 1576-1588 | podsumowanie .
Barbara Brutsaert, " Kwasy organiczne i średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe ", 9. dzień Produkcja trzody chlewnej i drobiu ,2009( czytaj online )
Pierre de Menten , Słownik chemii: podejście etymologiczne i historyczne , De Boeck,2013, 395 str. ( ISBN 978-2-8041-8175-8 , czytaj online ) , s.20
Goldwhite, Harold (2003). Sekta New Haven. Byk. Am. Chem. Soc. (Wrzesień 2003) .
Martin, Geoffrey (1917). Chemia przemysłowa i produkcyjna , część 1, organiczna. Londyn, Crosby Lockwood, str. 330–31 .
Schweppe, Helmut (1979). „Identyfikacja barwników na starych tekstyliach” . J. Am. Inst. Konserwacja 19 (1/3), 14–23.
Jones, RE; Templeton, DH (1958). „Struktura krystaliczna kwasu octowego”. Acta Crystallogr. 11 (7), 484–87.
J. Chen, CL Brooks i H. Sherega, „Revisiting the Carboxylic Acid Dimers in Awater Solution”, J. Phys. Chem. B , tom. 112, strony 242-249, 2008.
Lafon-Lafourcade, S., Lucmaret, V. i Joyeux, A. (1980). Kilka obserwacji dotyczących tworzenia kwasu octowego przez bakterie mlekowe. OENO One, 14 (3), 183-194 | podsumowanie .
Dictionary of Organic Compounds ( 6th Edn.) , T. 1 (1996). Londyn: Chapman & Hall. ( ISBN 978-0-412-54090-5 )
Yoneda, Noriyki; Kusano, Satoru; Yasui, Makoto; Pujado, Peter; Wilcher, Steve (2001). Appl. Catal. O: Gen. 221 , 253–265.
„Raport z produkcji”. Chem. Inż. News (11 lipca 2005), str. 67–76.
Suresh, Bala (2003). „Kwas octowy” . Raport CEH 602.5000, SRI International.
Lancaster, Mike (2002) Green Chemistry, tekst wprowadzający , Cambridge, Royal Society of Chemistry, str. 262–266 . ( ISBN 978-0-85404-620-1 ) .
Sano, Ken-ichi; Uchida, Hiroshi; Wakabayashi, Syoichirou (1999). Catalyst Surveys from Japan 3 , 55–60.
„ Wskaźnik importu / eksportu ” , na Generalnej Dyrekcji Celnej. Wskazać NC8 = 29152100 (dostęp 7 sierpnia 2015 r. )
Wzorcowa lista podstawowych leków WHO, 18. lista , kwiecień 2013 r

Bibliografia

Avom, J., Mbadcam, JK, Matip, MRL, & Germain, P. (2001). Izotermiczna adsorpcja kwasu octowego na węglu pochodzenia roślinnego . African Journal of Science and Technology, 2 (2).
Brodzki, D., Denise, B., & Pannetier, G. (1977). Właściwości katalityczne kompleksów metali szlachetnych: karbonylowanie metanolu do kwasu octowego w obecności związków irydu (I). Journal of Molecular Catalysis, 2 (3), 149–161.
Pastor L (1862). Nowy proces przemysłowy produkcji octu . Mallet-Bachelier.