Kwas etanowy. Właściwości fizyczne, odbiór i zastosowanie

Kwas etanowy (zwany również kwasem octowym) -to substancja organiczna, będąca niezwykle zasadowym, słabym kwasem karboksylowym. Pochodne tego kwasu nazywane są octanami. Z tej substancji można otrzymać ester metylowy kwasu etanowego: etanal + kwas etanowy = ester metylowy.

Właściwości fizyczne kwasu etanowego

1. Kwas etanowy (formuła - CH3COOH) jest bezbarwną cieczą o specyficznym zapachu i nieprzyjemnym kwaśnym smaku.
2. Jest higroskopijny. Nieograniczona rozpuszczalność w wodzie.
3. Kwas etanowy jest mieszalny z większością rozpuszczalników. Dobrze rozpuszcza nieorganiczne gazy i związki, takie jak HI (jodowodór), HF (fluorowodór), HBr (bromowodór), HCl (kwas solny) i wiele innych.
4. Występuje w postaci liniowych i cyklicznych dimerów.
5. Stała dielektryczna wynosi 6,1.
6. Temperatura samozapłonu w powietrzu wynosi 454 stopnie.
7. Kwas etanowy tworzy azeotropowe mieszaniny z czterochlorkiem węgla, benzenem, cykloheksanem, toluenem, heptanem, etylobenzenem, trichloroetylenem, o-ksylenem, p-ksylenem i bromoforem.

Kwas etanowy można uzyskać na kilka sposobów:

1. Przez utlenianie aldehydu octowego tlenem z powietrza. Proces ten jest możliwy tylko w obecności katalizatora - octanu manganu w temperaturze od 50 do 60 stopni. Reakcja wygląda następująco:

2CH3CHO (aldehyd octowy) + O2 (tlen) = 2CH3COOH (kwas etanowy)

2. W przemyśle stosowane są metody utleniania. Wcześniej do otrzymywania kwasu etanowego stosowano utlenianie butanu i aldehydu octowego.

Aldehyd acetylowy utleniano tylko w obecności octanu manganu pod podwyższonym ciśnieniem i temperaturą. W tym przypadku wydajność kwasu etanowego wynosiła około dziewięćdziesiąt pięć procent.

2CH3CHO + O2 = 2CH3COOH

N-butan utleniał się w temperaturze od 150 do 200 stopni. W tym przypadku octan kobaltu służył jako katalizator.

2C4H10 + 5O2 = 4CH3COOH + 2H2O

Jednak w wyniku znacznego wzrostu cen ropy obie te metody stały się nieopłacalne i wkrótce zostały wyparte przez bardziej wydajne metody karbonylowania metanolu.

3. Katalityczna karbonylacja metanolu jest ważną metodą syntezy kwasu etanowego. Dzieje się to zgodnie z równaniem warunkowym:

CH3OH + CO = CH3COOH

4. Istnieje również biochemiczna metoda produkcji wykorzystująca zdolność mikroorganizmów do utleniania etanolu. Ten proces nazywa się fermentacją octową. W tym przypadku jako surowce stosuje się wodny eter alkoholu etylowego lub płyny zawierające etanol (soki fermentowane). Jest to wieloetapowy złożony proces. Można to opisać następującym równaniem:
CH3CH2OH (eter alkoholowy) + O2 (tlen) = CH3COOH (kwas etanowy) + H2O

Aplikacja

- wodne roztwory kwasu etanowego są stosowane w przemyśle spożywczym, gotowaniu i konserwach;

- kwas etanowy służy do tworzenia substancji zapachowych i leków (aceton, octan celulozy);

- stosowany w barwieniu i drukowaniu;

- jako medium reakcyjne do utleniania niektórych substancji organicznych (utlenianie siarczków nadtlenkiem wodoru);

- ponieważ opary kwasu etanowego mają nieprzyjemny, ostry zapach, można go stosować zamiast amoniaku.