Уксусная кислота горит

Горение уксусной кислоты на воздухе

Безводная уксусная кислота – огнеопасное вещество, ее пары легко загораются. Убедимся в этом. Нагреем уксусную кислоту до кипения. При поднесении горящей лучины пары кислоты загораются. При горении уксусной кислоты образуются углекислый газ и вода.

Склянки с уксусной кислотой хранят в металлических контейнерах.

Оборудование: штатив для пробирок, пробирка, горелка, лучина.

Техника безопасности. Соблюдать правила работы с кислотами.

Постановка опыта и текст – к.п.н. Павел Беспалов.

Уксусная кислота

Общие
Систематическое
наименование
Этановая кислота
Традиционные названия Уксусная кислота
Хим. формула C2H4O2
Рац. формула CH3COOH
Физические свойства
Состояние Жидкость
Молярная масса 60,05 г/моль
Плотность 1,0492 г/см³
Поверхностное натяжение 27,1 ± 0,01 мН/м [1] , 24,61 ± 0,01 мН/м [1] и 22,13 ± 0,01 мН/м [1]
Динамическая вязкость 1,056 мПа·с [2] , 0,786 мПа·с [2] , 0,599 мПа·с [2] и 0,464 мПа·с [2]
Энергия ионизации 10,66 ± 0,01 эВ [3]
Термические свойства
Т. плав. 16,75 °C
Т. кип. 118,1 °C
Т. всп. 103 ± 1 °F [3] и 39 ± 6 °C [4]
Т. свспл. 427 ± 1 °C [5]
Пр. взрв. 4 ± 0,1 об.% [3]
Кр. точка 321,6 °C, 5,79 МПа
Мол. теплоёмк. 123,4 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования −487 кДж/моль
Давление пара 11 ± 1 мм рт.ст. [3] , 10 ± 1 кПа [6] и 100 ± 1 кПа [6]
Химические свойства
pKa 4,76 (Ka=1,75*10 -5 )
Оптические свойства
Показатель преломления 1,372
Структура
Дипольный момент 1,74 Д
Классификация
Рег. номер CAS 64-19-7
PubChem 176
Рег. номер EINECS 200-580-7
SMILES
Кодекс Алиментариус E260
RTECS AF1225000
ChEBI 15366
Номер ООН 2789
ChemSpider 171
Безопасность
Токсичность
NFPA 704

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

У́ксусная кислота (эта́новая кислота) CH3COOH — органическое соединение, cлабая, предельная одноосно́вная карбоновая кислота. Соли и сложные эфиры уксусной кислоты называются ацетатами.

Содержание

История [ править | править код ]

Уксус является продуктом брожения вина и известен человеку с давних времен.

Первое упоминание о практическом применении уксусной кислоты относится к III веку до н. э. Греческий учёный Теофраст впервые описал действие уксуса на металлы, приводящее к образованию некоторых используемых в искусстве пигментов. Уксус применялся для получения свинцовых белил, а также ярь-медянки (зелёной смеси солей меди, содержащей помимо всего ацетат меди).

В Древнем Риме готовили специально прокисшее вино в свинцовых горшках. В результате получался очень сладкий напиток, который называли «сапа». Сапа содержала большое количество ацетата свинца — очень сладкого вещества, которое также называют свинцовым сахаром или сахаром Сатурна. Высокая популярность сапы была причиной хронического отравления свинцом, распространённого среди римской аристократии [7] .

В VIII веке арабский алхимик Джабир ибн Хайян впервые изложил способы получения уксуса.

Во времена Эпохи Возрождения уксусную кислоту получали путём возгонки ацетатов некоторых металлов (чаще всего использовался ацетат меди (II)) (при сухой перегонке ацетатов металлов получается ацетон, вполне промышленный способ до середины XX века).

Свойства уксусной кислоты меняются в зависимости от содержания в ней воды. В связи с этим многие века химики ошибочно считали, что кислота из вина и кислота из ацетатов являются двумя разными веществами. Идентичность веществ, полученных различными способами, была показана немецким алхимиком XVI века Андреасом Либавиусом (нем. Andreas Libavius ) и французским химиком Пьером Огюстом Аде (фр. Pierre Auguste Adet ) [7] .

Читайте также:  Кератоз кожи лечение

Физические свойства [ править | править код ]

Получение [ править | править код ]

В промышленности [ править | править код ]

Ранними промышленными методами получения уксусной кислоты были окисление ацетальдегида и бутана [11] .

Ацетальдегид окислялся в присутствии ацетата марганца (II) при повышенной температуре и давлении. Выход уксусной кислоты составлял около 95 % при температуре +50—+60 °С.

2 C H 3 C H O + O 2 ⟶ 2 C H 3 C O O H <displaystyle <mathsf <2CH_<3>CHO+O_<2>longrightarrow 2CH_<3>COOH>>>

Окисление н-бутана проводилось при 150 атм. Катализатором этого процесса являлся ацетат кобальта.

2 C 4 H 10 + 5 O 2 ⟶ 4 C H 3 C O O H + 2 H 2 O <displaystyle <mathsf <2C_<4>H_<10>+5O_<2>longrightarrow 4CH_<3>COOH+2H_<2>O>>>

Оба метода базировались на окислении продуктов крекинга нефти. В результате повышения цен на нефть оба метода стали экономически невыгодными, и были вытеснены более совершенными каталитическими процессами карбонилирования метанола [11] .

Каталитическое карбонилирование метанола [ править | править код ]

Важным способом промышленного синтеза уксусной кислоты является каталитическое карбонилирование метанола моноксидом углерода [12] , которое происходит по формальному уравнению:

C H 3 O H + C O ⟶ C H 3 C O O H <displaystyle <mathsf <3>OH+COlongrightarrow CH_<3>COOH>>>

Реакция карбонилирования метанола была открыта учеными фирмы BASF в 1913 году. В 1960 году эта компания запустила первый завод, производящий уксусную кислоту этим методом. [13] Катализатором превращения служил йодид кобальта. Метод заключался в барботаже монооксида углерода при температуре 180 °С и давлениях 200—700 атм через смесь реагентов. Выход уксусной кислоты составляет 90 % по метанолу и 70 % по СО. Одна из установок была построена в Гейсмаре (шт. Луизиана) и долго оставалась единственным процессом BASF в США [14] .

Читайте также:  Кровянистые выделения после родов сколько

Усовершенствованная реакция синтеза уксусной кислоты карбонилированием метанола была внедрена исследователями фирмы Monsanto в 1970 году. [15] [16] Это гомогенный процесс, в котором используются соли родия в качестве катализаторов, а также йодид-ионы в качестве промоторов. Важной особенностью метода является большая скорость, а также высокая селективность (99 % по метанолу и 90 % по CO). [11]

Этим способом получают чуть более 50 % всей промышленной уксусной кислоты. [17]

В процессе фирмы BP в качестве катализаторов используются соединения иридия.

Биохимический способ производства [ править | править код ]

При биохимическом производстве уксусной кислоты используется способность некоторых микроорганизмов окислять этанол. Этот процесс называют уксуснокислым брожением. В качестве сырья используются этанолсодержащие жидкости (вино, забродившие соки), либо же просто водный раствор этилового спирта [18] .

Реакция окисления этанола до уксусной кислоты протекает при участии фермента алкогольдегидрогеназы. Это сложный многоступенчатый процесс, который описывается формальным уравнением [19] :

C H 3 C H 2 O H + O 2 → C H 3 C O O H + H 2 O <displaystyle <mathsf <3>CH_<2>OH+O_<2>
ightarrow CH_<3>COOH+H_<2>O>>>

Гидратация ацетилена в присутствии ртути и двухвалентных солей ртути [ править | править код ]

Химические свойства [ править | править код ]

Уксусная кислота обладает всеми свойствами карбоновых кислот, и иногда рассматривается как их наиболее типичный представитель (в отличие от муравьиной кислоты, которая обладает некоторыми свойствами альдегидов). Связь между водородом и кислородом карбоксильной группы (−COOH) карбоновой кислоты является сильно полярной, вследствие чего эти соединения способны легко диссоциировать и проявляют кислотные свойства.

В результате диссоциации уксусной кислоты образуется ацетат-ион CH3COO − и протон H + . Уксусная кислота является слабой одноосновной кислотой со значением pKa в водном растворе равным 4,75. Раствор с концентрацией 1,0 M (приблизительная концентрация пищевого уксуса) имеет pH 2,4, что соответствует степени диссоциации 0,4 %.

На слабой диссоциации уксусной кислоты в водном растворе основана качественная реакция на наличие солей уксусной кислоты: к раствору добавляется сильная кислота (например, серная), если появляется запах уксусной кислоты, значит, соль уксусной кислоты в растворе присутствует (кислотные остатки уксусной кислоты, образовавшиеся из соли, связались с катионами водорода от сильной кислоты и получилось большое количество молекул уксусной кислоты) [20] .

Исследования показывают, что в кристаллическом состоянии молекулы образуют димеры, связанные водородными связями [21] .

Уксусная кислота способна взаимодействовать с активными металлами. При этом выделяется водород и образуются соли — ацетаты:

M g + 2 C H 3 C O O H → ( C H 3 C O O ) 2 M g + H 2 ↑ <displaystyle <mathsf <3>COOH
ightarrow (CH_<3>COO)_<2>Mg+H_<2>uparrow >>>

Уксусная кислота может хлорироваться действием газообразного хлора. При этом образуется хлоруксусная кислота:

C H 3 C O O H + C l 2 → C H 2 C l C O O H + H C l <displaystyle <mathsf <3>COOH+Cl_<2>
ightarrow CH_<2>ClCOOH+HCl>>>

Этим путём могут быть получены также дихлоруксусная (CHCl2COOH) и трихлоруксусная (CCl3COOH) кислоты.

Уксусная кислота может быть восстановлена до этанола действием алюмогидрида лития. Она также может быть превращена в хлорангидрид действием тионилхлорида. Натриевая соль уксусной кислоты декарбоксилируется при нагревании со щелочью, что приводит к образованию метана и карбоната натрия.

Уксусная кислота в биохимии организмов [ править | править код ]

Уксусная кислота образуется в живых организмах в процессе углеводного обмена, в том числе в организме человека в процессе биохимических реакции, в частности в цикле Кребса, утилизации алкоголя.

Применение [ править | править код ]

Уксусную кислоту, концентрация которой близка к 100 %, называют ледяной. 70—80%-й водный раствор уксусной кислоты называют уксусной эссенцией, а 3—15%-й — уксусом [22] . Водные растворы уксусной кислоты используются в пищевой промышленности (пищевая добавка E260) и бытовой кулинарии, а также в консервировании и для избавления от накипи. Однако количество уксусной кислоты, используемой в качестве уксуса, очень мало, по сравнению с количеством уксусной кислоты, используемой в крупнотоннажном химическом производстве.

Уксусную кислоту применяют для получения лекарственных и душистых веществ, таких как растворитель (например, в производстве ацетилцеллюлозы, ацетона). Она используется в книгопечатании и крашении.

Уксусная кислота используется как реакционная среда для проведения окисления различных органических веществ. В лабораторных условиях это, например, окисление органических сульфидов пероксидом водорода, в промышленности — окисление пара-ксилола кислородом воздуха в терефталевую кислоту.

Читайте также:  Дисфункция почек что это такое

Поскольку пары уксусной кислоты обладают резким раздражающим запахом, возможно её применение в медицинских целях в качестве замены нашатырного спирта для выведения больного из обморочного состояния (что является нежелательным, если только это необходимо для его эвакуации из опасного места его собственными силами).

Охрана труда [ править | править код ]

Безводная уксусная кислота — едкое вещество. Пары уксусной кислоты раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Предельно допустимая концентрация в атмосферном воздухе составляет 0,06 мг/м³, в воздухе рабочих помещений — 5 мг/м³ [10] [23] . Порог восприятия запаха уксусной кислоты в воздухе находится в районе 0,4 мг/л. [10] А по данным [24] порог восприятия запаха в группе (среднее значение) может достигать 300-500 мг/м 3 , что значительно превышает ПДК. Причём у отдельных людей он может быть значительно больше среднего значения. Можно ожидать, что использование широко распространённых фильтрующих СИЗОД в сочетании с "заменой фильтров по появлении запаха под маской" (как это почти всегда рекомендуется в РФ поставщиками) приведёт к чрезмерному воздействию паров уксусной кислоты на, по крайней мере, часть работников – из-за запоздалой замены противогазных фильтров. Для защиты от вредного вещества следует использовать изменение технологии и средства коллективной защиты.

Действие уксусной кислоты на биологические ткани зависит от степени её разбавления водой. Опасными считаются растворы, в которых концентрация кислоты превышает 30 % [10] . Концентрированная уксусная кислота способна вызывать химические ожоги, инициирующие развитие коагуляционных некрозов прилегающих тканей различной протяженности и глубины [25] .

Токсикологические свойства уксусной кислоты не зависят от способа, которым она была получена [26] . Смертельная разовая доза составляет примерно 20 мл (при энтеральном приёме в перерасчёте на 100 % кислоту).

Последствиями приёма внутрь концентрированной уксусной кислоты являются тяжёлый ожог слизистой оболочки полости рта, глотки, пищевода и желудка; последствия всасывания уксусной эссенции — ацидоз, гемолиз, гемоглобинурия, нарушение свёртываемости крови, сопровождающееся тяжёлыми желудочно-кишечными кровотечениями. Характерно значительное сгущение крови из-за потери плазмы через обожжённую слизистую оболочку, что может вызвать шок. К опасным осложнениям отравления уксусной эссенцией относятся острая почечная недостаточность и токсическая дистрофия печени.

В качестве первой помощи при приёме уксусной кислоты внутрь следует выпить большое количество жидкости. Вызов рвоты является крайне опасным, так как вторичное прохождение кислоты по пищеводу усугубит ожог, также кислое содержимое может попасть в дыхательные пути. Допускается в целях нейтрализации кислоты и защиты слизистой приём жжёной магнезии, сырого яичного белка, киселя. Нельзя употреблять в этих целях соду, так как образующийся углекислый газ и вспенивание будет также способствовать забросу кислоты обратно в пищевод, гортань, а также может привести к прободению стенок желудка. Показано промывание желудка через зонд. Необходима немедленная госпитализация.

При ингаляционном отравлении парами требуется ополоснуть слизистые водой или 2 % раствором пищевой соды, приём внутрь молока, слабого щелочного раствора (2 % сода, щелочные минеральные воды) с последующей госпитализацией.

Здесь легко и интересно общаться. Присоединяйся!

поджигай.. безопасно это.

встречный вопрос зачем тебе это. зная химию, просто он гореть не будет, но смешав его еще с каким нибудь элементом, примеры приводить не буду, он будет выделять газ, который может быть огнеопасным.

Нет, это всего-лишь кислота.

если реакция не идёт то вы не правельно подобрали католизатор
уксус это кислота а как известео кислоты не горят в обычном понимании

Во фторе будет – фтор является более сильным окислителем, чем кислород.

Якутина Светлана
Якутина Светлана
Эксперт проекта ProSosudi.ru
Статья помогла вам?
Дайте нам об этом знать - поставьте оценку
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Загрузка...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *