Wikipedia



 

Acid acetic
General
Nume sistematic	Acid acetic Acid etanoic
Alte denumiri	Acid metancarboxilic Hidroxid de acetil (AcOH) Acetat de hidrogen (HAc)
Formulă moleculară	CH3COOH
SMILES	CC(=O)O
Masă molară	60,05 g/mol
Aspect	Lichid incolor sau cristale
Număr CAS	[64-19-7]
Proprietăţi
Densitate şi fază	1,049 g cm−3, lichid 1,266 g cm−3, solid
Solubilitate în apă	Complet solubil
În etanol, acetonă În toluen, hexan În bisulfură de carbon	Complet solubil Complet solubil Practic insolubil
Punct de topire	16,5 °C (289,6 ± 0,5 K)[1]
Punct de fierbere	118,1 °C (391,2 ± 0.6 K)[1]
Aciditate (pKa)	4,76 la 25 °C
Viscozitate	1,22 mPa•s la 25 °C
Momentul dipol	1,74 D (gaz)
Hazarduri
MSDS	MSDS Extern
Clasificare UE	Coroziv (C)
NFPA 704	2 2 0
Punct de flamă	43 °C
Fraze R	Format:R10, Format:R35
Fraze S	Format:(S1/2), Format:S23, Format:S26, Format:S45
S.U.A. Limită de expunere permisă	10 ppm
Pagină de date suplimentare
Structură şi proprietăţi	n, εr etc.
Date termodinamice	Comportament în fază Solid, lichid, gaz
Date spectrale	UV, IR, RMN, MS
Compuşi înrudiţi
Acizi carboxilici înrudiţi	Acid formic Acid propionic Acid butiric
Compuşi înrudiţi	Acetamidă Acetat de etil Clorură de acetil Anhidridă acetică Acetonitril Acetaldehidă Etanol Acid tioacetic
„Caustic”
R- şi S-text	R: 10-35 S (1/2-)23-26-45
MAK	?
Dacă nu sunt alte indicaţii atunci se ţine cont de prevederile Standard.

Acidul acetic este acidul carboxilic care are formula brută C₂H₄O₂ şi formula chimică CH₃-COOH. Numit şi acid etanoic, acidul acetic este un lichid incolor cu miros pătrunzător şi iritant. Acidul acetic pur (anhidru) se numeşte acid acetic glacial datorită aspectului de gheaţă al cristalelor formate la temperatura camerei. În soluţii diluate (3% - 6%) se numeşte oţet şi se foloseşte în alimentaţie.

Acidul acetic este miscibil cu apa şi cu majoritatea solvenţilor organici. Este insolubil în sulfura de carbon. Acidul acetic are un coeficient de partiţie mai mare în solvenţi polari nemiscibili care conţin apă decât în apă, din această cauză se poate extrage din soluţii apoase în eter sau acetat de etil. La rândul său, acidul acetic este un bun solvent utilizat frecvent la dizolvarea răşinilor şi a uleiurilor esenţiale.

Acidul acetic joacă un rol esenţial în industria chimică organică. Este utilizat atât ca solvent, deşi este puternic coroziv, cât şi la prepararea unui număr mare de compuşi importanţi, printre care acetanimida, anhidrida acetică, cetena, acetat de vinil şi acid acetil salicilic, acetat de celuloză, esteri utilizaţi în parfumerie, coloranţi.

Cuprins 1 Descriere 2 Nomenclatură 3 Istoric 4 Proprietăţi chimice 4.1 Aciditate 4.2 Dimer ciclic 4.3 Solvent 4.4 Reacţii chimice 4.5 Identificare 5 Biochimie 6 Obţinere 6.1 Carbonilarea metanolului 6.2 Oxidarea acetaldehidei 6.3 Oxidarea etilenei 6.4 Fermentaţia 6.4.1 Fermentaţia oxidativă 6.4.2 Fermentaţia anaerobă 6.5 Distilarea uscată a lemnului 7 Utilizare 7.1 Acetat de vinil 7.2 Producerea esterilor 7.3 Anhidrida acetică 7.4 Oţet 7.5 Utilizare ca solvent 7.6 Alte întrebuinţări 8 Protecţia muncii 9 Vezi şi 9.1 Utilizări 9.2 Chimie 9.3 Produşi chimici corelaţi 10 Note 11 Legături externe

modifică Descriere

Acidul acetic e un compus chimic organic ce apare ca un lichid incolor, cu miros caracteristic, înţepător; se amestecă în orice proporţii cu apa. Temperaturile de topire şi fierbere sunt 16,7 °C respectiv 118,2 °C. Se fabrică prin fermentarea acetică a soluţiilor diluate de alcool, prin distilarea uscată a lemnului (v. şi acid pirolignos) sau prin oxidarea aldehidei acetice. Oţetul conţine acid acetic în concentraţie de 3–9%.

• Acidul acetic glacial este un acid acetic de concentraţie 98–99,8%. Este caracterizat printr-o mare capacitate de a atrage apa din mediul în care se găseşte (higroscopicitate).

Acidul acetic este:

• coroziv, vaporii săi provocând iritarea conjunctivei oculare şi a căilor respiratorii, putând merge până la congestia pulmonară.
• considerat a fi un acid slab, deoarece în soluţii apoase şi în condiţii standard de temperatură şi presiune acidul disociat coexistă în echilibru cu forma nedisociată, spre deosebire de acizii tari care sunt complet disociaţi.
• unul dintre cei mai simpli acizi carboxilici, urmând după acidul formic.
• un reactiv chimic important de largă utilizare în industrie, fiind folosit pentru producerea tereftalatului de polietilenă, compus ce stă la baza obţinerii de sticle pentru băuturile răcoritoare; se foloseşte la prepararea acetatului de celuloză, în special pentru filmul fotografic, la fabricarea de solvenţi pentru industria de lacuri şi vopsele, pentru obţinerea acetatului de polivinil, în industria medicamentelor, ca şi în producerea de fibre şi ţesături sintetice. În gospodărie, acidul acetic diluat e adesea utilizat ca agent de detartrare. În industria alimentară, este utilizat sub codul E260 ca aditiv alimentar cu scopul ajustării acidităţii.

modifică Nomenclatură

Denumirea comună este cea de acid acetic şi este preferată celei sistematice, acid etanoic. Numele derivă din latină, unde acetum înseamnă oţet.

Denumirea de acid acetic glacial se referă la acidul acetic nediluat în apă şi este datorată aspectului de cristale de gheaţă pe care îl are la temperaturi mai joase decât temperatura de cristalizare (16,7 °C.

Formula empirică a acidului acetic este CH₂O, formula moleculară este C₂H₄O₂ sau HC₂H₃O₂, iar cea structurală se scrie CH₃-CO₂-H, CH₃COOH, CH₃CO₂H sau HOCOCH₃. Anionul rezultat prin pierderea unui H⁺ din acidul acetic se numeşte acetat. Tot termenul de acetat desemnează şi sarea ce conţine acest anion sau un ester al acidului acetic.

modifică Istoric

Bacteriile producătoare de acid acetic sunt prezente peste tot în lume şi orice civilizaţie umană care a cunoscut procesul de fermentaţie alcoolică pentru a produce bere sau vin a descoperit inevitabil şi oţetul, ca rezultat al expunerii acestora la aer.

Utilizarea acidului acetic în alchimie coboară până în antichitate. În secolul al III-lea d.Hr., filozoful grec Teofrast a descris acţiunea oţetului asupra metalelor, producând pigmenţi utili în artă, incluzând plumbul alb (carbonat de plumb, ceruzita) şi verdele de Grecia (carbonat de cupru II, cocleala), o mixtură verde de săruri de cupru, printre care şi acetatul de cupru II. Vechii romani fierbeau vinul oţetit în vase de plumb cu scopul de a obţine un sirop foarte dulce, numit sapa. Acesta era bogat în acetat de plumb, o substanţă dulce, cunoscută ca zahăr de plumb sau zahărul lui Saturn, care a contribuit la otrăvirea cu plumb în rândul aristocraţiei romane.

În secolul al VIII-lea, alchimistul arab Jabir ibn Hayyan (Geber) a fost primul care a concentrat, prin distilare, acid acetic din oţet. În epoca renascentistă, s-a obţinut acid acetic glacial prin distilarea uscată a acetaţilor metalici. În secolul al XV-lea, alchimistul german Andreas Libavius a descris o asemenea procedură şi a comparat acidul acetic glacial produs prin acest procedeu cu oţetul. Prezenţa apei în oţet avea un efect atât de puternic asupra proprietăţilor acidului acetic, încât vreme de secole mulţi chimişti au crezut că acidul acetic glacial şi acidul găsit în oţet sunt două substanţe diferite. Cel care a dovedit că sunt identice a fost chimistul francez Pierre Adet.

În 1847, chimistul german Hermann Kolbe sintetizează pentru prima dată acid acetic din material anorganic. Secvenţa de reacţii a constat în clorinarea sulfurii de carbon (CS₂) până la tetraclorură de carbon [CCl₄, urmată de piroliză până la tetraclor-etilenă şi clorinare apoasă până la acid tricloracetic şi încheiată cu reducerea electrolitică la acid acetic.^[2]

Până în 1910, acidul acetic glacial era obţinut din "sucul pirolignos" prin distilarea lemnului (v. mai jos). Acidul acetic era izolat ulterior prin tratarea cu lapte de var (hidroxid de calciu), iar produsul rezultat (acetat de calciu) era apoi acidifiat cu acid sulfuric obţinându-se acidul acetic. Pe atunci, Germania producea 10.000 tone de acid acetic glacial, din care cam 30 % era folosit pentru manufacturarea vopselei indigo.^[3][4]

modifică Proprietăţi chimice

modifică Aciditate

Atomul de hidrogen (H) din gruparea carboxil (−COOH) ai acizilor carboxilici, cum este şi acidul acetic, poate fi eliberat ca ion (proton) H⁺, dându-le acestora caracterul lor acid. Acidul acetic este un acid slab, în fapt un acid monoprotic în soluţii apoase, cu o constantă de aciditate pK_a de 4,8. Baza sa conjugată este acetatul (CH₃COO⁻). O soluţie de molaritate 1.0 M (aproape concentraţia oţetului de uz casnic) are un pH de 2,4, indicând că abia 0,4 % din moleculele de acid acetic sunt disociate.

modifică Dimer ciclic

Structura cristalului de acetic acid^[5] arată că moleculele se grupează în perechi, formând dimeri conectaţi prin punţi de hidrogen. Dimerii pot fi detectaţi şi în vapori la 120 °C. De asemenea, ei pot să apară în faza lichidă din soluţiile cu solvenţi fără legături (punţi) de hidrogen, şi într-o oarecare măsură în acidul acetic pur,^[6] dar sunt desfăcuţi de către solvenţii cu punţi de hidrogen. Entalpia de disociere a dimerului este estimată la 65,0–66,0 kJ/mol, iar entropia de disociere la 154–157 Jmol^–1K^–1.^[7] Acest comportament de dimerizare apare şi la alţi acizi carboxilici cu catenă mică.

modifică Solvent

Acidul acetic lichid este un solventprotic hidrofil (polar), similar etanolului şi apei. Cu o constantă dielectrică (sau permitivitate relativă) moderată de 6,2, el poate dizolva nu doar compuşii polari cum ar fi sărurile anorganice şi zaharurile, dar şi compuşii nepolari ca uleiurile şi elemente ca sulful şi iodul. Se amestecă rapid cu mulţi alţi solvenţi polari şi nepolari ca apa, cloroformul şi hexanul. Acestă proprietate de dizolvare şi de miscibilitate a acidului acetic determină larga sa utilizare în industria chimică.

modifică Reacţii chimice

Acidul acetic este coroziv pentru multe metale, incluzând fierul, magneziul şi zincul, formând gaz de hidrogen şi săruri metalice numite acetaţi. Aluminiul, expus la oxigen, formează un strat subţire de oxid de aluminiu la suprafaţa sa, strat care este relativ rezistent, astfel încât cisternele de aluminiu pot fi utilizate pentru transportul acidului acetic. Acetaţii metalici se pot obţine din acid acetic şi baza corespondentă, ca în reacţia dintre bicarbonatul alimentar şi oţet. Cu excepţia acetatului de crom (II), aproape toţi acetaţii sunt solubili în apă.

Mg + 2 CH₃COOH → (CH₃COO)₂Mg + H₂

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + CO₂ + H₂O

Acidul acetic produce reacţiile chimice tipice ale unui acid carboxilic:

• obţinerea apei şi a acetaţilor (etanoaţi) metalici, în cazul reacţiei cu alcali (metale alcaline şi alcalino-pământoase),
• producerea unui acetat metalic, când reacţionează cu metale,
• producerea de acetat metalic, apă şi dioxid de carbon când reacţionează cu carbonaţi şi bicarbonaţi (carbonaţi acizi).

Dintre toate reacţiile sale, de remarcat este formarea etanolului prin reducere şi formare de derivaţi de tipul clorurii de acetil prin intermediul substituţiei nucleofilice a grupării acetil. Alte derivative de substituţie includ anhidrida acetică; această anhidridă este produsă prin pierderea apei din două molecule de acid acetic. În mod asemănător, esterii acidului acetic se pot forma prin esterificare (esterificarea Fischer); se pot obţine şi amide. Încălzit la peste 440 °C, acidul acetic se descompune în dioxid de carbon şi metan sau poate da cetonă şi apă.

modifică Identificare

Acidul acetic poate fi detectat datorită mirosului caracteristic. Dă o reacţie de culoare pentru sărurile acidului acetic, în soluţia de clorură ferică, care este de un roşu închis, ce dispare după acidificare. Acetaţii, prin încălzire în prezenţă de trioxid de arsen formează oxid de cacodil (lichidul lui Cadet) ([(CH₃)₂As]₂O), ce poate fi detectat datorită vaporilor săi urât-mirositori.

modifică Biochimie

Gruparea acetil, derivată din acidul acetic, este de bază în biochimia tuturor formelor de viaţă. Atunci când se leagă de coenzima A, devine centrul metabolismului carbohidraţilor şi al grăsimilor. În orice caz, concentraţia de acid acetic liber în celule se păstrează la un nivel redus pentru a se evita dezechilibrul pHului din celulele care îl conţin. Spre deosebire de unii acizi carboxilici cu lanţ lung (acizii graşi), acidul acetic nu se produce în trigliceridele naturale. Triglicerida artificială numită triacetină (triacetat de glicerină) este un aditiv alimentar uzual; se regăseşte şi în cosmetice sau medicamente topice.

Acidul acetic acid este produs şi excretat de către anumite bacterii, mai ales de genul Acetobacter şi Clostridium acetobutylicum. Aceste bacterii sunt ominiprezente în produsele alimentare, apă şi sol, iar acidul acetic este produs în mod natural prin alterarea fructelor sau a altor alimente. Acidul acetic este, de asemenea, un component al secreţiei vaginale la femeie şi la alte primate, unde se pare că serveşte drept agent antiseptic moderat.^[8]

modifică Obţinere

Acidul acetic este produs atât prin fermentare bacteriană, cât şi prin sinteză. La ora actuală, doar 10 % din producţia mondială de acid acetic se face pe cale biologică, cea care rămâne de bază pentru obţinerea oţetului, cu atât mai mult cu cât legislaţia multor ţări impune ca oţetul de uz alimentar să fie de origine naturală. Circa 75 % din acidul acetic produs pentru utilizarea chimică se obţine prin carbonilarea metanolului (vezi mai jos). Restul de 25 % se obţine prin metodele alternative ^[9].

Producţia mondială totală de acid acetic pur este estimată la 5 Mt/an (milioane tone pe an), din care aproximativ jumătate este produsă în Statele Unite. Producţia europeană se ridică la aproximativ 1 Mt/an şi e în scădere, iar 0.7 Mt/an este produsă în Japonia. Alte 1.5 Mt sunt reciclate in fiecare an, aducând piaţa mondială totală la 6.5 Mt/an.^[10][11] Doi dintre cei mai mari producători de acid acetic pur sunt Celanese şi BP Chemicals. Printre alţi mari producători se numără şi: Millennium Chemicals, Sterling Chemicals, Samsung, Eastman şi Svensk Etanolkemi.

modifică Carbonilarea metanolului

Cea mai mare cantitate de acid acetic pur se obţine prin carbonilarea metanolului. În acest proces, metanolul şi monoxidul de carbon reacţionează pentru a produce acid acetic, conform ecuaţiei chimice :

CH₃OH + CO → CH₃COOH

Procesul implică apariţia iodometanului ca intermediar şi se realizează în trei etape. Un catalizator, de obicei un complex metalic, este necesar pentru carbonilare (etapa 2).

(1) CH₃OH + HI → CH₃I + H₂O

(2) CH₃I + CO → CH₃COI

(3) CH₃COI + H₂O → CH₃COOH + HI

Prin alterarea condiţiilor de reacţie, este posibilă obţinerea anhidridei acetice pe aceeaşi linie de producţie. Deoarece atât metanolul cât şi monoxidul de carbon erau materii prime ieftine, carbonilarea metanolului părea să fie de departe o metodă atractivă de obţinere a acidului acetic. Henry Drefyus de la British Celanese dezvoltă o linie prototip de carbonilare a metanolului încă din 1925.^[12] Totuşi, absenţa unor materiale capabile să găzduiască reacţia amestecului coroziv la presiunea mare cerută (de peste 200 atm) a descurajat, pentru un timp, aplicarea acestor căi la scară industrială. În 1963, a fost pus la punct de către compania chimică germană BASF primul proces tehnologic de carbonilare a metanolului care folosea un catalizator de cobalt. În 1968, este descoperit un catalizator pe bază de rodiu (cis−[Rh(CO)₂I₂⁻). Acesta este eficient şi la presiuni mai mici, aproape fără produşi secundari. Prima linie tehnologică ce utiliza acest catalizator a fost construită de către compania chimică americană Monsanto în 1970, iar carbonilarea metanolului cu catalizator de rodiu devine metoda predominantă pentru obţinerea acidului acetic. La sfârşitul anilor '90, compania BP Chemicals exploatează profitabil catalizarea prin procedeul Cativa ([Ir(CO)₂I₂⁻), care este indus de ruteniu. Acest proces tehnologic cu catalizator de iridiu este mai ecologic şi mai eficient^[13] şi a înlocuit pe scară largă tehnologia Monsanto, adesea utilizând aceleaşi linii de producţie.

modifică Oxidarea acetaldehidei

Înainte de aplicarea industrială a procedeului Monsanto, acidul acetic era produs, în mare parte, prin oxidarea acetaldehidei. Aceasta rămâne a doua metodă ca importanţă pentru producerea acidului acetic, deşi nu se poate compara ca eficacitate cu metoda carbonilării metanolului. Acetaldehida poate fi produsă fie prin oxidarea butanului sau a benzinei uşoare, fie prin hidratarea etilenei (etena).

Când butanul sau benzina uşoară sunt încălzite cu aer în prezenţa unor diferiţi ioni metalici, printre care cei de mangan, cobalt şi crom, se formează un peroxid organic care apoi se descompune pentru a produce acid acetic, după reacţia

2 C₄H₁₀ + 5 O₂ → 4 CH₃COOH + 2 H₂O

În mod tipic, reacţia se desfăşoară în anumite condiţii de temperatură şi presiune, destinate să se obţină cea mai mare temperatură la care butanul rămâne încă lichid. Conditiţiile de reacţie clasice sunt 150 °C şi 55 atm. Se formează şi câţiva produşi secundari, printre care butanona, acetatul de etil, acidul formic şi acidul propionic. La rândul lor, aceşti produşi sunt valorificaţi, iar condiţiile de reacţie pot fi modificate cu scopul de a mări cantităţile produse, dacă acest lucru este rentabil. Totuşi, separarea acidului acetic de aceşti produşi secundari măreşte costurile de producţie.

În condiţii similare şi folosind catalizatori similari ca în oxidarea butanului, acetaldehida poate fi oxidată de către oxigenul din aer pentru a produce acid acetic

2 CH₃CHO + O₂ → 2 CH₃COOH

Folosindu-se catalizatori moderni, această reacţie poate duce la obţinerea acidului acetic cu un randament de peste 95 %. Principalii produşi secundari sunt acetatul de etil, acidul formic şi formaldehida, toţi având puncte de fierbere mai mici decât acidul acetic şi putând fi separaţi uşor prin distilare.

modifică Oxidarea etilenei

Acetaldehida poate fi obţinută din etilenă prin procedeul Wacker, iar apoi oxidată ca mai sus. Mai recent, a fost pusă la punct o conversie a etilenei la acid acetic, mai ieftină şi desfăşurată într-o singură etapă, de către compania chimică Showa Denko, care a deschis o linie de oxidare a etilenei în Ōita, Japonia, în anul 1997.^[14] Procesul este accelerat un catalizator metalic de paladiu în mediu acid (acid tungstosilicic hidratat) şi se consideră că este la fel de eficient ca procedeul carbonilării metanolului pentru liniile mai mici de producţie (100–250 kt/an), în funcţie de preţul local de achiziţie al etilenei.

modifică Fermentaţia

modifică Fermentaţia oxidativă

Pentru o lungă perioadă a istoriei omului, acidul acetic, sub formă de oţet, a fost produs cu ajutorul bacteriilor din genul Acetobacter. În condiţiile prezenţei abundente de oxigen, aceste bacterii pot produce oţet pornind de la o largă varietate de alimente fermentabile. Produsele utilizate în mod obişnuit sunt cidrul de mere, vinul şi cerealele fermentate, malţul, orezul sau cartofii. Se obţine prin fermentaţie acetică, din etanol, conform ecuaţiei chimice generale:

C₂H₅OH + O₂ → CH₃COOH + H₂O

O soluţie diluată de alcool inoculată cu Acetobacter şi păstrată într-un loc cald şi aerat se va transforma în oţet de-a lungul a câtorva luni. Metodele de producere industrială a oţetului accelerează acest proces prin îmbunătăţirea aportului de oxigen pentru bacterii.

Primele eşantioane de oţet produs prin fermentaţie au apărut probabil ca greşeli în cursul procesului de fabricare a vinului (vinificaţie). Dacă mustul este fermentat la o temperatură prea mare, Acetobacter se va multiplica în exces şi va inhiba drojdia ce apare spontan pe struguri. Ca urmare a faptului că cererea de oţet pentru uz culinar, medical şi sanitar creştea, producătorii de vin au deprins rapid să folosească şi alte materii organice pentru a fabrica oţet în timpul lunilor calde de vară, chiar înainte de coacerea viilor. Metoda era lentă şi nu întotdeauna încununată de succes, întrucât producătorii încă nu înţeleseseră fenomenul.

Unul dintre primele procedee industriale a fost metoda rapidă sau metoda germană, practicată pentru prima dată în Germania în 1823. În acest proces, fermentaţia are loc într-un turn în care sunt introduse şi aşchii de lemn sau cărbune vegetal. Alimentul conţinând alcool este vărsat puţin câte puţin prin gura turnului; pe la baza turnului este introdus aer proaspăt prin convecţie naturală sau forţată. Ameliorarea aportului de aer prin acest proces reduce timpul de producere a oţetului de la câteva luni la câteva săptămâni.

Astăzi, oţetul este produs în cea mai mare parte în rezervoare în care sunt scufundate culturile bacteriene, metodă care a fost pentru prima dată descrisă în 1949 de către Otto Hromatka şi Heinrich Ebner. Prin această metodă, alcoolul este fermentat până la oţet într-un rezervor în care se amestecă încontinuu, iar oxigenul este furnizat prin barbotarea aerului în această soluţie. Astfel, se poate produce oţet de concentraţie de 15 % în doar 24 ore/şarjă sau chiar oţet de 20 % în 60 ore.

modifică Fermentaţia anaerobă

Unele specii de bacterii anaerobe, incluzând pe unele din genul Clostridium, pot transforma zaharidele direct în acid acetic, fără utilizarea etanolului ca produs intermediar. Reacţia generală determinată de aceste bacterii se poate scrie:

C₆H₁₂O₆ → 3 CH₃COOH

Mai interesant sub aspectul chimiei industriale este faptul că aceste bacterii acetogene pot sintetiza acid acetic pornind de la compuşi monocarbonaţi (cu un singur atom de carbon), cum ar fi metanolul, monoxidul de carbon sau o mixtură de dioxid de carbon şi hidrogen:

2 CO₂ + 4 H₂ → CH₃COOH + 2 H₂O

Capacitatea bacteriilor din genul Clostridium de a utiliza direct zaharidele sau de a produce acid acetic din materii prime mai ieftine demonstrează că acestea ar putea produce acid acetic mai eficient decât oxidanţii etanolului ca Acetobacter. Totuşi, bacteriile Clostridium sunt mai puţin tolerante la mediu acid decât Acetobacter. Chiar si cele mai tolerante la acid dintre suşele de Clostridium nu pot produce decât un oţet de o concentraţie de doar câteva procente, comparativ cu unele suşe de Acetobacter care pot produce un oţet de o concentraţie de până la 20 %. La ora actuală rămâne mai rentabilă producerea oţetului cu ajutorul suşelor de Acetobacter decât prin fermentarea anaerobă urmată de concentrare. Ca urmare, cu toate că bacteriile acetogenice se cunosc încă din 1940, utilizarea lor în industrie rămâne destinată unui segment îngust de utilizări.

modifică Distilarea uscată a lemnului

În industrie, acidul acetic se obţine şi prin distilarea uscată a lemnului. Materialul lemnos se încălzeşte la 900-1000 °C, în absenţa aerului, şi astfel rezultă mai mulţi produşi: cărbunele de lemn (mangalul, folosit drept combustibil şi reducător), produşi gazoşi (CH₄, CO, CO₂) şi un produs lichid, numit acid pirolignos. Acesta din urmă este un amestec de substanţe, printre care acidul acetic, metanol, acetonă şi alţi acizi superiori. Din acest amestec, acidul acetic este izolat prin extracţie cu un solvent selectiv.

modifică Utilizare

Acidul acetic este folosit în alimentaţie sub formă de oţet şi ca materie primă în industria farmaceutică, la prepararea aspirinei (acid acetilsalicilic). Unele săruri ale sale (acetaţii de Fe, Cr, Al) se folosesc ca mordanţi în vopsitorie (mordanţii sunt fixatori ai culorii pe fibră).

Acidul acetic se foloseşte în sinteza diferitor substanţe pe post de catalizator şi/sau solvent atunci când reacţiile se petrec în mediu anhidru.

Acidul acetic este un reactant chimic utilizat pentru producerea a numeroşi compuşi chimici. Cea mai importantă întrebuinţare a acidului acetic constă în producerea monomerului de acetat de vinil (vezi mai jos), urmată îndeaproape de obţinerea anhidridei acetice şi a esterilor. Prin comparaţie, volumul de acid acetic folosit pentru producerea oţetului este mic.

modifică Acetat de vinil

Mari cantităţi de acid acetic acid se folosesc pentru fabricarea acetatului de vinil. Această întrebuinţare consumă aproximativ 40 % până la 45 % din producţia mondială de acid acetic. Reacţia porneşte de la etilenă şi acid acetic acid în prezenţa oxigenului, pe un catalizator de paladiu.

2 H₃C-COOH + 2 C₂H₄ + O₂ → 2 H₃C-CO-O-CH=CH₂ + 2 H₂O

Acetatul de vinil poate fi folosit ca atare în adezivi comercializaţi sub numele generic de aracet. De asemenea, poate fi polimerizat în poliacetat de vinil sau diverşi copolimeri. Aceşti polimeri sunt întrebuinţaţi în producerea de vopsele, adezivi sau diverse materiale plastice.

modifică Producerea esterilor

Majoritatea esterilor acidului acetic sunt de regulă folosiţi ca solvenţi pentru cerneluri, vopsele şi lacuri. Printre esterii acidului acetic se numără acetatul de etil, acetatul de n-butil, acetatul de izobutil şi acetatul de propil. Aceştia sunt produşi, de obicei, printr-o reacţie catalizată din acid acetic acid şi alcoolul corespunzător.

H₃C-COOH + HO-R → H₃C-CO-O-R + H₂O, unde R = o grupare generală alchil

De altfel, majoritatea esterilor de acetat sunt produşi din acetaldehidă prin reacţia Tişcenco^[15]. În plus, unii eteri de acetat se folosesc ca solvenţi pentru nitroceluloză, lacuri şi vopsele acrilice, decapanţi şi baiţuri pentru lemn. Primii glicol-monoeteri (eter|diol-monoeteri) au fost produşi pornind de la oxid de etilenă sau de la oxid de propilenă şi alcool, care sunt apoi esterificaţi cu acid acetic. Cei trei produşi principali de reacţie sunt acetatul de etilen-glicol-monoetil-eter (EEA), acetatul de etilen-glicol-monobutil-eter (EBA) şi acetatul de propilen-glicol-monometil-eter (PMA). Această întrebuinţare consumă în jur de 15 %-20 % din acidul acetic mondial. Unii dintre aceşti eteri acetat, de exemplu EEA, s-au dovedit a fi nocivi pentru reproducerea umană.

modifică Anhidrida acetică

Produsul condensării a două molecule de acid acetic este anhidrida acetică. Producerea la scară mondială a anhidridei acetice reprezintă o întrebuinţare majoră care foloseşte aproximativ 25 % până la 30 % din producţia globală de acid acetic. Anhidrida acetică se poate obţine direct prin carbonilarea metanolului, şuntând acidul, iar liniile de producţie Cativa pot fi adaptate pentru fabricarea anhidridei.

Anhidrida acetică este un agent puternic de acetilare. De aceea, principala sa utilizare constă în fabricarea acetatului de celuloză, o textură sintetică folosită şi pentru filmul fotografic. Anhidrida acetică este, de asemenea, unul dintre reactivii folosiţi pentru obţinerea aspirinei, heroinei şi a altor compuşi.

modifică Oţet

Sub formă de oţet, soluţiile de acid acetic (de regulă, având 5 % până la 18 % acid acetic, cu procentajul calculat de obicei în masă) sunt folosite ca atare fie pentru condimentare, fie pentru conservarea ca murături a legumelor şi a altor produse alimentare. Oţetul de masă tinde să fie mai diluat (5 %-8 % acid acetic), în timp ce murăturile comercializate folosesc în general soluţii mai concentrate. Cantitatea de acid acetic consumată ca oţet la scară mondială nu este mare, dar cronologic este de departe cea mai veche şi cea mai cunoscută întrebuinţare.

modifică Utilizare ca solvent

Acidul acetic glacial este un excelent solvent protic polar, după cum s-a menţionat mai sus. Frecvent este folosit ca solvent de recristalizare pentru purificarea compuşilor organici. Acidul acetic pur lichid se foloseşte ca solvent în fabricarea acidului tereftalic (TPA), care este materia primă pentru politereftalatului de etilenă (PET). Deşi reprezintă circa 5 %–10 % din cantitatea de acid acetic folosită în întreaga lume, se preconizează că această întrebuinţare aparte se va extinde semnificativ în următorul deceniu, pe măsură ce va creşte producţia de ambalaje fabricate din PET.

Acidul acetic este utilizat adesea ca solvent pentru reacţii ce implică carbocationi, ca în alchilarea Friedel Crafts. De exemplu, una din etapele de producere manufacturieră a camforului sintetic implică o rearanjare Wagner-Meerwein a camfenei la acetat de izobornil; în acest caz acidul acetic joacă atât rolul de solvent, cât şi de nucleofil pentru a fixa carbocationul rearanjat. Acidul acetic este solvent de elecţie în reducerea unui grup aril nitrat până la anilină, folosind paladiu pe suport de cărbune activat.

Acidul acetic glacial se întrebuinţează în chimia analitică ca mediu de reacţie, de exemplu pentru determinarea caracterului bazic al substanţelor slab alcaline cum sunt amidele organice. Acidul acetic glacial este o bază mult mai slabă decât apa, astfel încât în acest mediu amida se comportă ca o bază puternică. Ea poate fi atunci titrată în soluţia de acid acetic glacial cu un acid foarte puternic, cum ar fi acidul percloric.

modifică Alte întrebuinţări

Soluţiile diluate de acid acetic sunt folosite şi pentru aciditatea lor slabă. Exemple de utilizare în mediul casnic:

• Este folosit ca agent de stopare (baia de stopare) din timpul developării filmelor fotografice.
• Este inclus în produse pentru îndepărtarea tartrului de pe robinete sau chiuvete.
• Aciditatea sa este utilă şi pentru tratarea rănilor provocate de meduze prin inhibarea celulelor urzicătoare ale acestora, preîntâmpinând în cazul unei aplicări imediate leziunile grave sau chiar moartea.
• În tratamentul infecţiilor urechii externe, intrând în compoziţia unor preparate medicamentoase (Vosol).
• De asemenea, acidul acetic este folosit ca spray conservant pentru furajele animalelor, pentru a împiedica creşterea bacteriilor şi a fungilor.
• Acidul acetic glacial este folosit şi pentru îndepărtarea negilor şi a verucilor.

Din acid acetic se produc săruri organice şi anorganice, printre care:

• Acetatul de sodiu, utilizat în industria textilă şi în cea alimentară cu rol de conservant alimentar (aditiv alimentar E262).
• Acetat de cupru (II), folosit ca pigment şi ca fungicid.
• Acetat de aluminiu şi acetat de fier (II), folosit ca mordant pentru coloranţii textili.
• Acetat de paladiu (II), cu rol de catalizator în reacţiile de cuplare, ca în reacţia Heck.

Produşii de substituţie ai acidului acetic includ:

• acidul monocloracetic (MCA), acidul dicloroacetic (considerat un produs secundar) şi acidul tricloracetic. MCA se foloseşte pentru fabricarea vopselei indigo.
• acidul bromoacetic, care este esterificat pentru a se obţine reactivul bromoacetat de etil.
• acid trifluoroacetic, care este un reactant obişnuit în sinteza organică.

Cantităţile de acid acetic folosite pentru aceste întrebuinţări (cu excepţia acidului tereftalic TPA) se ridică la 5 %–10 % din acidul acetic utilizat în întreaga lume. Nu este de aşteptat o creştere a consumului pentru aceste utilizări la fel de mare ca producerea de TPA.

modifică Protecţia muncii

Acidul acetic concentrat este coroziv şi de aceea trebuie manipulat cu precauţie, deoarece poate provoca arsuri cutanate, leziuni oculare permanente şi iritarea mucoaselor. E posibil ca aceste arsuri sau flictene să nu apară decât la câteva ore după expunere. Mănuşile de latex nu oferă protecţie; se recomandă purtarea unor mănuşi rezistente ca cele făcute din cauciuc nitril. Acidul acetic concentrat se aprinde cu dificultate în condiţii de laborator. Capătă risc de incendiu atunci când temperatura ambientală depăşeşte 39 °C, moment din care poate forma un amestec explozibil cu aerul peste această temperatură (limită explozivă: 5,4 %–16 %).

Riscurile determinate de soluţiile de acid acetic depind de concentraţie. Tabelul de mai jos redă clasificarea UE pentru soluţiile de acid acetic:

Concentraţie în procente de masă	Molaritate	Clasificare	Fraze de risc
10 %–25 %	1,67–4,16 mol/l	Iritant (Xi)	R36/38: Irită ochii şi pielea
25 %–90 %	4,16–14,99 mol/l	Coroziv (C)	R34: Produce arsuri
>90 %	>14,99 mol/l	Coroziv (C)	R10: Inflamabil R35: Produce arsuri grave

Soluţiile cu peste 25 % acid acetic sunt mânuite sub hotă datorită vaporilor caustici şi corozivi. Acidul acetic diluat sub formă de oţet e inofensiv. Totuşi, ingestia unor soluţii mai concentrate pune în pericol viaţa oamenilor sau a animalelor. Acest lucru poate provoca leziuni severe la nivelul sistemului digestiv şi modificarea acidităţii sângelui, potenţial letală. Din cauza incompatibilităţilor, se recomandă păstrarea acidului acetic departe de acid cromic, etilen-glicol, acid azotic, acid percloric, permanganaţi, peroxizi şi hidroxizi.

modifică Vezi şi

modifică Utilizări

• Oţet
• Murarea, o metodă de conservare a alimentelor
• Bacterii acetogene, produc oţet din soluţiile alcoolice
• Acid acetic (pagină de date)
• Acetobacter, un important gen de bacterii acetogene
• Detartranţi, conţin adesea acid acetic

modifică Chimie

• Acizi carboxilici, compuşi ce conţin grupul -COOH
• Acizi graşi, acizi carboxilici cu lanţ neramificat
• Anionul acetat, CH₃COO⁻, abreviat AcO⁻
• Gruparea Acetil, grupul CH₃-CO– , abreviat Ac
• Acetil-coenzima A, un important transportor de acetil în celule

modifică Produşi chimici corelaţi

• Acid formic, acidul carboxlic cu moleculă cu un atom de carbon mai puţin
• Acid propionic, acidul carboxlic cu moleculă cu un atom de carbon mai mult
• Etanol, alcool etilic
• Acetaldehida
• Anhidrida acetică
• Acetat de etil, un solvent important
• Acid monocloroacetic
• Acizi cloroacetici

modifică Note

1. ^ ^{a b} http://webbook.nist.gov/cgi/cbook.cgi?ID=C64197&Units=SI&Mask=4#Thermo-Phase
2. ^ Goldwhite, Harold (2003). New Haven Sect. Bull. Am. Chem. Soc. (September 2003).
3. ^ Martin, Geoffrey (1917). Industrial and Manufacturing Chemistry, Part 1, Organic. London: Crosby Lockwood, pp. 330–31.
4. ^ Schweppe, Helmut (1979). "Identification of dyes on old textiles". J. Am. Inst. Conservation 19(1/3), 14–23.
5. ^ Jones, R.E.; Templeton, D.H. (1958). "The crystal structure of acetic acid". Acta Crystallogr. 11(7), 484–87.
6. ^ James M. Briggs; Toan B. Nguyen; William L. Jorgensen. Monte Carlo simulations of liquid acetic acid and methyl acetate with the OPLS potential functions. J. Phys. Chem. 1991, 95, 3315–3322.
7. ^ James B. Togeas. Acetic Acid Vapor: 2. A Statistical Mechanical Critique of Vapor Density Experiments. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5438–5444. DOI:10.1021/jp058004j
8. ^ Dictionary of Organic Compounds (6th Edn.), Vol. 1 (1996). London: Chapman & Hall. ISBN 0-412-54090-8
9. ^ Yoneda, Noriyuki; Kusano, Satoru; Yasui, Makoto; Pujado, Peter; Wilcher, Steve (2001). Appl. Catal. A: Gen. 221, 253–265.
10. ^ "Production report". Chem. Eng. News (July 11, 2005), 67–76.
11. ^ Suresh, Bala (2003). "Acetic Acid". CEH Report 602.5000, SRI International.
12. ^ Wagner, Frank S. (1978) "Acetic acid." In: Grayson, Martin (Ed.) Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3rd edition, New York: John Wiley & Sons.
13. ^ Lancaster, Mike (2002) Green Chemistry, an Introductory Text, Cambridge: Royal Society of Chemistry, pp. 262–266. ISBN 0-85404-620-8.
14. ^ Sano, Ken-ichi; Uchida, Hiroshi; Wakabayashi, Syoichirou (1999). Catalyst Surveys from Japan 3, 55–60.
15. ^ http://www.dacia.edu.md/ro_dacia/educatie/stiinte/studenti/s_naturale/chimia/stud_organic/_51.HTM Reacţii specifice pentru aldehide alin 2.b.

modifică Legături externe

• en CID 176 de la PubChem
• en Computational Chemistry Wiki
• en International Chemical Safety Card 0363
• en Safety data in condensed form
• en Acetic acid MSDS (Material Safety Data Sheet)
• en National Pollutant Inventory - Acetic acid fact sheet
• en NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• en 29 CFR 1910.1000, Table Z-1 (US Permissible exposure limits)
• en Celanese, major acetic acid producer
• en Usage of acetic acid in Organic Syntheses
• en Acetic acid pH and titration - freeware for data analysis, simulation and distribution diagram generation