El ácido acético / ə s i t ɪ k / , sistemáticamente llamado ácido etanoico / ˌ ɛ theta ə n oʊ ɪ k / , es un líquido incoloro compuesto orgánico con la fórmula química CH 3 COOH (también escrito como CH 3 CO 2 H o C 2 H 4 O 2 ). Cuando no se diluye, a veces se llama ácido acético glacial . Vinagreno es inferior al 4% de ácido acético en volumen, lo que hace que el ácido acético sea el componente principal del vinagre, aparte del agua. El ácido acético tiene un sabor amargo distintivo y un olor acre. Además del vinagre doméstico, se produce principalmente como precursor del acetato de polivinilo y acetato de celulosa . Se clasifica como un ácido débilya que solo se disocia parcialmente en solución, pero el ácido acético concentrado es corrosivo y puede atacar la piel.
El ácido acético es el segundo ácido carboxílico más simple (después del ácido fórmico ). Consiste en un grupo metilo unido a un grupo carboxilo . Es un reactivo químico importante y químico industrial, usado principalmente en la producción de acetato de celulosa para película fotográfica , acetato de polivinilo para pegamento para madera y fibras y telas sintéticas. En los hogares, el ácido acético diluido se usa a menudo en agentes desincrustantes . En la industria alimentaria , el ácido acético está controlado por el código de aditivo alimentario E260 como regulador de la acidez.y como condimento. En bioquímica , el grupo acetilo, derivado del ácido acético, es fundamental para todas las formas de vida. Cuando se une a la coenzima A , es fundamental para el metabolismo de los carbohidratos y las grasas .
La demanda mundial de ácido acético es de aproximadamente 6,5 millones de toneladas métricas por año (Mt / a), de las cuales aproximadamente 1,5 Mt / a se resuelven mediante el reciclaje; El resto se fabrica a partir de metanol . [9] El vinagre es principalmente ácido acético diluido, a menudo producido por fermentación y posterior oxidación del etanol .
| |||
| |||
 | |||
| Los nombres | |||
|---|---|---|---|
| Nombre IUPAC preferido
Ácido acético [3]
| |||
| Nombre de IUPAC sistemático
Ácido etanoico
| |||
| Otros nombres
Vinagre (cuando se diluye); Acetato de hidrógeno; Ácido metanocarboxílico
| |||
Nomenclatura [ editar ]
El nombre trivial ácido acético es el nombre IUPAC más utilizado y preferido . El nombre sistemático ácido etanoico , un nombre válido de la IUPAC , se construye de acuerdo con la nomenclatura sustitutiva. [10] El nombre ácido acético deriva de acetum , la palabra latina para vinagre , y está relacionado con la palabra ácido en sí.
El ácido acético glacial es un nombre para el ácido acético libre de agua ( anhidro ). Similar al nombre alemán Eisessig ( vinagre de hielo ), el nombre proviene de los cristales similares al hielo que se forman ligeramente por debajo de la temperatura ambiente a 16.6 ° C (61.9 ° F) (la presencia de agua al 0.1% disminuye su punto de fusión en 0.2 ° DO). [11]
Un símbolo común para el ácido acético es AcOH , donde Ac es el símbolo de pseudoelemento que representa el grupo acetilo CH
3−C (= O) -; labase conjugada,acetato(CH
3 COO-), se representa así comoAcO - . [12] (ElAcno debe confundirse con el símbolo del elementoactinio; el contexto evita la confusión entre los químicos orgánicos). Para reflejar mejor su estructura, el ácido acético a menudo se escribe comoCH
3 –C (O) OH,CH
3 −C (= O) OH,CH
3COOH, yCH
3 CO
2 H. En el contexto delas reacciones ácido-base, aveces se usala abreviaturaHAc, [13] dondeAcen este caso es un símbolo de acetato (en lugar de acetilo). El acetato es elionresultante de la pérdida de H +.
Del ácido acético. El nombre de acetato también puede referirse a una sal que contiene este anión, o un éster de ácido acético. [14]
3−C (= O) -; labase conjugada,acetato(CH
3 COO-), se representa así comoAcO - . [12] (ElAcno debe confundirse con el símbolo del elementoactinio; el contexto evita la confusión entre los químicos orgánicos). Para reflejar mejor su estructura, el ácido acético a menudo se escribe comoCH
3 –C (O) OH,CH
3 −C (= O) OH,CH
3COOH, yCH
3 CO
2 H. En el contexto delas reacciones ácido-base, aveces se usala abreviaturaHAc, [13] dondeAcen este caso es un símbolo de acetato (en lugar de acetilo). El acetato es elionresultante de la pérdida de H +.
Del ácido acético. El nombre de acetato también puede referirse a una sal que contiene este anión, o un éster de ácido acético. [14]
Propiedades [ editar ]
Acidez [ editar ]
El centro de hidrógeno en el grupo carboxilo (−COOH) en ácidos carboxílicos como el ácido acético puede separarse de la molécula por ionización:
- CH 3 CO 2 H ⇌ CH 3 CO 2 - + H +
Debido a esta liberación del protón (H + ), el ácido acético tiene un carácter ácido. El ácido acético es un ácido monoprótico débil . En solución acuosa, tiene un pK un valor de 4.76. [15] Su base conjugada es acetato (CH 3 COO - ). Una solución 1.0 M (sobre la concentración de vinagre doméstico) tiene un pH de 2.4, lo que indica que solo el 0.4% de las moléculas de ácido acético están disociadas. [16] Sin embargo, en una solución muy diluida (<10 font="" nbsp="">−6M), el ácido acético se disocia en> 90%.
Estructura [ editar ]
En el ácido acético sólido, las moléculas forman cadenas, las moléculas individuales están interconectadas por enlaces de hidrógeno . [17] En el vapor a 120 ° C (248 ° F), se pueden detectar los dímeros. Los dímeros también se producen en la fase líquida en soluciones diluidas en solventes sin enlace de hidrógeno, y en cierta medida en ácido acético puro, [18] pero están interrumpidos por solventes de enlace de hidrógeno. La entalpía de disociación del dímero se estima en 65.0–66.0 kJ / mol, y la entropía de disociación en 154–157 J mol −1 K −1 . [19] Otros ácidos carboxílicos participan en interacciones de enlace de hidrógeno intermoleculares similares. [20]
Propiedades del disolvente [ editar ]
El ácido acético líquido es un solvente prótico hidrofílico ( polar ) , similar al etanol y el agua . Con una permitividad estática relativamoderada (constante dieléctrica) de 6.2, disuelve no solo los compuestos polares, como las sales inorgánicas y los azúcares , sino también los compuestos no polares, como los aceites y los solutos polares. Es miscible con polares y no polares disolventestales como agua, cloroformo , y hexano . Con alcanos superiores (comenzando con octano ), el ácido acético no es completamente miscible , y su miscibilidad disminuye con los alcanos más largos. [21]El solvente y las propiedades de miscibilidad del ácido acético lo convierten en un producto químico industrial útil, por ejemplo, como solvente en la producción de tereftalato de dimetilo . [9]
Bioquímica [ editar ]
El grupo acetilo , derivado formalmente del ácido acético, es fundamental para todas las formas de vida. Cuando se une a la coenzima A , es fundamental para el metabolismo de los carbohidratos y las grasas . A diferencia de los ácidos carboxílicos de cadena más larga (los ácidos grasos ), el ácido acético no se encuentra en los triglicéridos naturales . Sin embargo, la triacetina de triglicéridos artificiales (triacetato de glicerina) es un aditivo alimentario común y se encuentra en cosméticos y medicamentos tópicos. [22]
El ácido acético se produce y se excreta por las bacterias del ácido acético , en particular el género Acetobacter y Clostridium acetobutylicum . Estas bacterias se encuentran universalmente en los alimentos , el agua y el suelo , y el ácido acético se produce naturalmente cuando las frutas y otros alimentos se echan a perder. El ácido acético también es un componente de la lubricación vaginal de los humanos y otros primates , donde parece servir como un agente antibacteriano suave . [23]
Producción [ editar ]
El ácido acético se produce industrialmente sintéticamente y por fermentaciónbacteriana . Alrededor del 75% del ácido acético fabricado para su uso en la industria química se produce mediante la carbonilación del metanol, que se explica a continuación. [9] La ruta biológica representa solo alrededor del 10% de la producción mundial, pero sigue siendo importante para la producción de vinagre debido a que muchas leyes de pureza de los alimentos requieren que el vinagre utilizado en los alimentos sea de origen biológico. Otros procesos son la isomerización de formiato de metilo, la conversión de gas de síntesis en ácido acético y la oxidación en fase gaseosa de etileno y etanol. [24] El ácido acético es a menudo un producto secundario de diferentes reacciones, es decir, durante la síntesis catalítica heterogénea de ácido acrílico [25] [26] [27]o fermentación de la producción de ácido láctico. [28] A partir de 2003-2005, la producción mundial total de ácido acético virgen [29] se estimó en 5 Mt / a (millones de toneladas por año), aproximadamente la mitad de la cual se produjo en los Estados Unidos . La producción europea fue de aproximadamente 1 Mt / a y disminuyó, mientras que la producción japonesa fue de 0.7 Mt / a. Cada año se reciclaron otros 1,5 Mt, lo que elevó el mercado mundial total a 6,5 Mt / a. [30] [31] Desde entonces, la producción global ha aumentado a 10.7 Mt / a (en 2010), y más; sin embargo, se prevé una desaceleración en este aumento de la producción. [32] Los dos mayores productores de ácido acético virgen son Celanese.y BP Chemicals. Otros productores importantes incluyen Millennium Chemicals , Sterling Chemicals , Samsung , Eastman y Svensk Etanolkemi . [33]
De carbonilación de metanol [ editar ]
La mayor parte del ácido acético se produce por carbonilación del metanol . En este proceso, el metanol y el monóxido de carbono reaccionan para producir ácido acético de acuerdo con la ecuación:
El proceso involucra al yodometano como un intermediario, y ocurre en tres pasos. Se necesita un catalizador , carbonilo metálico , para la carbonilación (paso 2). [34]
- 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
Dos procesos relacionados para la carbonilación del metanol: el proceso de Monsanto catalizado por rodio y el proceso Cativa catalizado por iridio . El último proceso es más verde y más eficiente [35] y ha reemplazado en gran medida al proceso anterior, a menudo en las mismas plantas de producción. Se utilizan cantidades catalíticas de agua en ambos procesos, pero el proceso Cativa requiere menos, por lo que se suprime la reacción de cambio de gas y agua , y se forman menos subproductos.
Al alterar las condiciones del proceso, el anhídrido acético también se puede producir en la misma planta utilizando catalizadores de rodio. [36]
El acetaldehído oxidación [ editar ]
Antes de la comercialización del proceso de Monsanto, la mayoría del ácido acético se producía por oxidación del acetaldehído . Este sigue siendo el segundo método de fabricación más importante, aunque generalmente no es competitivo con la carbonilación del metanol. El acetaldehído se puede producir por hidratación del acetileno . Esta fue la tecnología dominante a principios del siglo XX. [37]
Los componentes ligeros de nafta se oxidan fácilmente con oxígeno o incluso aire para dar peróxidos , que se descomponen para producir ácido acético según la ecuación química , ilustrada con butano:
- 2 C 4 H 10 + 5 O 2 → 4 CH 3 CO 2 H + 2 H 2 O
Tales oxidaciones requieren un catalizador metálico, como las sales de naftenato de manganeso , cobalto y cromo .
La reacción típica se realiza a temperaturas y presiones diseñadas para estar lo más calientes posible, mientras se mantiene el butano en un líquido. Las condiciones de reacción típicas son 150 ° C (302 ° F) y 55 atm. [38]También pueden formarse productos secundarios, incluyendo butanona , acetato de etilo , ácido fórmico y ácido propiónico . Estos productos secundarios también son comercialmente valiosos, y las condiciones de reacción pueden alterarse para producir más de ellos cuando sea necesario. Sin embargo, la separación del ácido acético de estos subproductos aumenta el costo del proceso. [39]
En condiciones similares y utilizando catalizadores similares a los utilizados para la oxidación del butano, el oxígeno en el aire para producir ácido acético puede oxidar el acetaldehído . [39]
- 2 CH 3 CHO + O 2 → 2 CH 3 CO 2 H
Usando catalizadores modernos, esta reacción puede tener un rendimiento de ácido acético superior al 95%. Los principales productos secundarios son acetato de etilo , ácido fórmico y formaldehído , todos los cuales tienen puntos de ebullición más bajos que el ácido acético y se separan fácilmente por destilación . [39]
Etileno oxidación [ editar ]
El acetaldehído se puede preparar a partir de etileno a través del proceso Wacker , y luego se oxida como se indicó anteriormente.
En tiempos más recientes, la compañía química Showa Denko , que inauguró una planta de oxidación de etileno en Ōita , Japón , en 1997, comercializó una conversión de etileno en una etapa más barata a ácido acético. [40] El proceso es catalizado por un catalizador de metal de paladio soportado en un ácido heteropoli como el ácido silicotústico . Un proceso similar utiliza el mismo catalizador de metal sobre ácido silicotústico y sílice: [41]
- C 2 H 4 + O 2 → CH 3 CO 2 H
Se cree que es competitivo con la carbonilación de metanol para plantas más pequeñas (100–250 kt / a), dependiendo del precio local del etileno. El enfoque se basará en la utilización de una nueva tecnología de oxidación fotocatalítica selectiva para la oxidación selectiva de etileno y etano en ácido acético. A diferencia de los catalizadores de oxidación tradicionales, el proceso de oxidación selectiva utilizará la luz UV para producir ácido acético a temperaturas y presión ambiente.
Oxidativo fermentación [ editar ]
Durante la mayor parte de la historia humana, las bacterias del ácido acético del género Acetobacter han producido ácido acético, en forma de vinagre. Con suficiente oxígeno, estas bacterias pueden producir vinagre a partir de una variedad de productos alimenticios alcohólicos. Los alimentos de uso común incluyen sidra de manzana , vino y granos fermentados de grano , malta , arroz o papas . La reacción química general facilitada por estas bacterias es:
- C 2 H 5 OH + O 2 → CH 3 COOH + H 2 O
Una solución diluida de alcohol inoculada con Acetobacter y mantenida en un lugar cálido y aireado se convertirá en vinagre en el transcurso de unos pocos meses. Los métodos industriales de fabricación de vinagre aceleran este proceso al mejorar el suministro de oxígeno a las bacterias. [42]
Los primeros lotes de vinagre producidos por fermentación probablemente siguieron errores en el proceso de vinificación . Si el mosto se fermenta a una temperatura demasiado alta, el acetobacter abrumará la levadura quese encuentra naturalmente en las uvas . A medida que aumentaba la demanda de vinagre para fines culinarios, médicos y sanitarios, los viticultores aprendieron rápidamente a usar otros materiales orgánicos para producir vinagre en los calurosos meses de verano antes de que las uvas estuvieran maduras y listas para su procesamiento en vino. Sin embargo, este método fue lento y no siempre fue exitoso, ya que los viticultores no entendieron el proceso. [43]
Uno de los primeros procesos comerciales modernos fue el "método rápido" o "método alemán", que se practicó por primera vez en Alemania en 1823. En este proceso, la fermentación se realiza en una torre llena de virutas de madera o carbón vegetal . El alimento que contiene alcohol se filtra hacia la parte superior de la torre, y el airefresco se suministra desde la parte inferior por convección natural o forzada . El suministro de aire mejorado en este proceso redujo el tiempo para preparar vinagre de meses a semanas. [44]
Hoy en día, la mayoría del vinagre se fabrica en un tanque de cultivo sumergido , descrito por primera vez en 1949 por Otto Hromatka y Heinrich Ebner. [45] En este método, el alcohol se fermenta para obtener vinagre en un tanque que se agita continuamente, y el oxígeno se suministra burbujeando aire a través de la solución. Usando aplicaciones modernas de este método, el vinagre con ácido acético al 15% se puede preparar en solo 24 horas en proceso por lotes, incluso 20% en el proceso de alimentación por lotes de 60 horas. [43]
La fermentación anaeróbica [ editar ]
Las especies de bacterias anaeróbicas , incluidos los miembros del género Clostridium o Acetobacterium,pueden convertir los azúcares en ácido acético directamente sin crear etanol como producto intermedio. La reacción química general llevada a cabo por estas bacterias puede representarse como:
- C 6 H 12 O 6 → 3 CH 3 COOH
Estas bacterias acetogénicas producen ácido acético a partir de compuestos de un carbono, incluido el metanol, el monóxido de carbono o una mezcla de dióxido de carbono e hidrógeno :
- 2 CO 2 + 4 H 2 → CH 3 COOH + 2 H 2 O
Esta capacidad de Clostridium para metabolizar azúcares directamente, o para producir ácido acético a partir de insumos menos costosos, sugiere que estas bacterias podrían producir ácido acético más eficientemente que los oxidantes de etanol como el Acetobacter . Sin embargo, las bacterias Clostridium son menos tolerantes a los ácidos que Acetobacter . Incluso las cepas de Clostridium más tolerantes a los ácidos pueden producir vinagre en concentraciones de solo un poco por ciento, en comparación con las cepas de Acetobacter que pueden producir vinagre en concentraciones de hasta el 20%. En la actualidad, sigue siendo más rentable producir vinagre usando Acetobacter , en lugar de usar ClostridiumY concentrándolo. Como resultado, aunque las bacterias acetogénicas se conocen desde 1940, su uso industrial se limita a unas pocas aplicaciones de nicho. [46]
Usos [ editar ]
El ácido acético es un reactivo químico para la producción de compuestos químicos. El mayor uso individual de ácido acético es en la producción de monómero de acetato de vinilo , seguido de cerca por la producción de anhídrido acético y éster. El volumen de ácido acético utilizado en el vinagre es comparativamente pequeño. [9] [31]
El acetato de vinilo monómero [ editar ]
El uso principal del ácido acético es la producción de monómero de acetato de vinilo (VAM). En 2008, se estimó que esta aplicación consumía un tercio de la producción mundial de ácido acético. [9] La reacción consiste en etileno y ácido acético con oxígeno sobre un catalizador de paladio , llevado a cabo en la fase gaseosa. [47]
- 2 H 3 C − COOH + 2 C 2 H 4 + O 2 → 2 H 3 C − CO − O − CH = CH 2 + 2 H 2 O
El acetato de vinilo se puede polimerizar a acetato de polivinilo u otros polímeros , que son componentes de pinturas y adhesivos . [47]
Producción Ester [ editar ]
Los ésteres principales del ácido acético se utilizan comúnmente como disolventes para tintas , pinturas y recubrimientos . Los ésteres incluyen acetato de etilo , acetato de n - butilo , acetato de isobutilo y acetato de propilo . Normalmente se producen por reacción catalizada a partir de ácido acético y el alcohol correspondiente :
- H 3 C − COOH + HO − R → H 3 C − CO − O − R + H 2 O, (R = un grupo alquilo general )
Sin embargo, la mayoría de los ésteres de acetato se producen a partir del acetaldehído mediante la reacción de Tishchenko . Además, los acetatos de éter se utilizan como disolventes para la nitrocelulosa , lacas acrílicas , removedores de barniz y manchas de madera. Primero, los monoéteres de glicol se producen a partir de óxido de etileno u óxido de propileno.Con alcohol, que luego se esterifican con ácido acético. Los tres productos principales son el acetato de etilenglicol monoetil éter (EEA), el acetato de etilenglicol monobutil éter (EBA) y el acetato de propilenglicol monometil éter (PMA, más comúnmente conocido como PGMEA en procesos de fabricación de semiconductores, donde se utiliza como un solvente resistente). ). Esta aplicación consume alrededor del 15% al 20% del ácido acético mundial. Se ha demostrado que los acetatos de éter, por ejemplo el EEE, son perjudiciales para la reproducción humana. [31]
El anhídrido acético [ editar ]
El producto de la condensación de dos moléculas de ácido acético es anhídrido acético . La producción mundial de anhídrido acético es una aplicación importante, y utiliza aproximadamente del 25% al 30% de la producción mundial de ácido acético. El proceso principal consiste en la deshidratación del ácido acético para dar keteno a 700–750 ° C. La cetena se hace reaccionar después con ácido acético para obtener el anhídrido: [48]
- CH 3 CO 2 H → CH 2 = C = O + H 2 O
- CH 3 CO 2 H + CH 2 = C = O → (CH 3 CO) 2 O
El anhídrido acético es un agente de acetilación . Como tal, su principal aplicación es para el acetato de celulosa, un textil sintético que también se usa para películas fotográficas . El anhídrido acético también es un reactivo para la producción de heroína y otros compuestos. [48]
Utilizar como solvente [ editar ]
El ácido acético glacial es un excelente solvente prótico polar , como se señaló anteriormente . Se usa frecuentemente como solvente para la recristalización para purificar compuestos orgánicos. El ácido acético se utiliza como solvente en la producción de ácido tereftálico (TPA), la materia prima para el tereftalato de polietileno(PET). En 2006, aproximadamente el 20% del ácido acético se usó para la producción de TPA. [31]
El ácido acético se usa a menudo como solvente para reacciones que involucran carbocaciones , como la alquilación de Friedel-Crafts . Por ejemplo, una etapa en la fabricación comercial de alcanfor sintético implica un reordenamiento de cameno a acetato de isobornilo de Wagner-Meerwein ; aquí, el ácido acético actúa como un solvente y como un nucleófilo para atrapar la carbocación reordenada . [49]
El ácido acético glacial se utiliza en química analítica para la estimación de sustancias débilmente alcalinas como las amidas orgánicas. El ácido acético glacial es una base mucho más débil que el agua, por lo que la amida se comporta como una base fuerte en este medio. Luego se puede valorar utilizando una solución en ácido acético glacial de un ácido muy fuerte, como el ácido perclórico . [50]
Uso médico [ editar ]
La inyección de ácido acético en un tumor se ha utilizado para tratar el cáncer desde el siglo XIX. [51] [52]
El ácido acético se usa como parte de la detección del cáncer cervical en muchas áreas del mundo en desarrollo. [53] El ácido se aplica al cuello uterino y si aparece un área blanca después de aproximadamente un minuto, la prueba es positiva. [53]
El ácido acético es un antiséptico eficaz cuando se usa como solución al 1%, con un amplio espectro de actividad contra estreptococos, estafilococos, pseudomonas, enterococos y otros. [54] [55] [56] Puede usarse para tratar infecciones de la piel causadas por cepas de pseudomonas resistentes a los antibióticos típicos. [57]
Si bien el ácido acético diluido se usa en la iontoforesis , no hay evidencia de alta calidad que respalde este tratamiento para la enfermedad del manguito rotador. [58] [59]
Como tratamiento para la otitis externa , está en la Lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud , los medicamentos más importantes que se necesitan en un sistema de salud básico . [60]
Alimentos [ editar ]
El ácido acético tiene 349 kcal por 100 g. [61] El vinagre generalmente no es menos del 4% de ácido acético en masa. [62] [63] [64] Los límites legales sobre el contenido de ácido acético varían según la jurisdicción. El vinagre se usa directamente como condimento , y en el decapado de verduras y otros alimentos. El vinagre de mesa tiende a estar más diluido (4% a 8% de ácido acético), mientras que el decapado de alimentos comercial emplea soluciones que son más concentradas. La proporción de ácido acético utilizado en todo el mundo como vinagre no es tan grande como los usos comerciales, pero es, con mucho, la aplicación más antigua y más conocida. [sesenta y cinco]
Reacciones [ editar ]
Química orgánica [ editar ]
El ácido acético sufre las reacciones químicas típicas de un ácido carboxílico. Al tratarse con una base estándar, se convierte en acetato de metal y agua . Con bases fuertes (por ejemplo, reactivos de organolitio), se puede desprotonar doblemente para dar LiCH 2 CO 2 Li. La reducción del ácido acético da etanol. El grupo OH es el sitio principal de reacción, como lo ilustra la conversión del ácido acético en cloruro de acetilo . Otros derivados de sustitución incluyen anhídrido acético ; este anhídrido es producido por la pérdida de agua de dos moléculas de ácido acético. EsteresEl ácido acético también se puede formar mediante la esterificación de Fischer y se pueden formar amidas . Cuando se calienta a más de 440 ° C (824 ° F), el ácido acético se descompone para producir dióxido de carbono y metano , o para producir cetena y agua: [66] [67] [68]
- CH 3 COOH → CH 4 + CO 2
- CH 3 COOH → CH 2 CO + H 2 O
Reacciones con compuestos inorganicos [ editar ]
El ácido acético es ligeramente corrosivo para metales como el hierro , el magnesio y el zinc , formando gas hidrógeno y sales llamadas acetatos :
- Mg + 2 CH 3 COOH → (CH 3 COO) 2 Mg + H 2
Debido a que el aluminio forma una película pasivante resistente al ácido del óxido de aluminio , los tanques de aluminio se utilizan para transportar ácido acético. Los acetatos metálicos también pueden prepararse a partir de ácido acético y una base apropiada , como en la popular reacción de " bicarbonato de sodio + vinagre":
- NaHCO 3 + CH 3 COOH → CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O
Una reacción de color para las sales de ácido acético es una solución de cloruro de hierro (III) , que produce un color rojo intenso que desaparece después de la acidificación. [69] Una prueba más sensible utiliza nitrato de lantano con yodo y amoniaco para obtener una solución azul. [70] Los acetatos, cuando se calientan con trióxido de arsénico, forman óxido de cacodilo , que puede detectarse por sus vapores malolientes . [71]
Otros derivados [ editar ]
Las sales orgánicas o inorgánicas se producen a partir del ácido acético. Algunos derivados comercialmente significativos:
- Acetato de sodio , utilizado en la industria textil y como conservante de alimentos ( E262 ).
- Acetato de cobre (II) , utilizado como pigmento y fungicida .
- Acetato de aluminio y acetato de hierro (II): se utilizan como mordientes para tintes .
- Acetato de paladio (II) , utilizado como catalizador para reacciones de acoplamiento orgánico como la reacción de Heck .
Los ácidos acéticos halogenados se producen a partir del ácido acético. Algunos derivados comercialmente significativos:
- Ácido cloroacético ( ácido monocloroacético, MCA), ácido dicloroacético (considerado un subproducto) y ácido tricloroacético . MCA se utiliza en la fabricación de colorante índigo .
- Ácido bromoacético , que se esterifica para producir el reactivo bromoacetato de etilo .
- El ácido trifluoroacético , que es un reactivo común en la síntesis orgánica .
Las cantidades de ácido acético utilizadas en estas otras aplicaciones juntas representan otro 5-10% del uso de ácido acético en todo el mundo. [31]
Historia [ editar ]
El vinagre se conoció en una etapa temprana de la civilización como el resultado natural de la exposición de la cerveza y el vino al aire, porque las bacterias productoras de ácido acético están presentes en todo el mundo. El uso del ácido acético en la alquimia se extiende hasta el siglo III aC, cuando el filósofo griego Teofrasto describió cómo el vinagre actuaba sobre los metales para producir pigmentos útiles en el arte, incluido el plomo blanco ( carbonato de plomo ) y el verdí , una mezcla verde de sales de cobre, incluido el cobre. (II) acetato . Antiguos romanosvino hervido agrio para producir un jarabe muy dulce llamado sapa . La sapa que se produjo en las ollas de plomo era rica en acetato de plomo , una sustancia dulce también llamada azúcar de plomo o azúcar de Saturno , que contribuyó a la intoxicación por plomo entre la aristocracia romana. [72]
En el siglo XVI, el alquimista alemán Andreas Libavius describió la producción de acetona a partir de la destilación en seco del acetato de plomo y la descarboxilación cetónica . La presencia de agua en el vinagre tiene un efecto tan profundo en las propiedades del ácido acético que durante siglos los químicos creyeron que el ácido acético glacial y el ácido que se encuentra en el vinagre eran dos sustancias diferentes. El químico francés Pierre Adet los demostró idénticos. [72] [73]
En 1845, el químico alemán Hermann Kolbe sintetizó ácido acético a partir de compuestos inorgánicos por primera vez. Esta secuencia de reacción consistió en cloración de disulfuro de carbono a tetracloruro de carbono , seguida de pirólisis a tetracloroetileno y cloración acuosa a ácido tricloroacético , y concluyó con reducción electrolítica a ácido acético. [74]
Para 1910, la mayor parte del ácido acético glacial se obtenía del licor piroluminoso , un producto de la destilación de la madera. El ácido acético se aisló por tratamiento con leche de cal y el acetato de calcio resultante se acidificó con ácido sulfúrico para recuperar el ácido acético. En ese momento, Alemania producía 10.000 toneladas de ácido acético glacial, alrededor del 30% de las cuales se utilizaba para la fabricación de colorante índigo . [72] [75]
Debido a que tanto el metanol como el monóxido de carbono son materias primas básicas, la carbonilación del metanol durante mucho tiempo pareció ser un precursor atractivo del ácido acético. Henri Dreyfus en British Celanese desarrolló una planta piloto de carbonilación de metanol ya en 1925. [76] Sin embargo, la falta de materiales prácticos que pudieran contener la mezcla de reacción corrosiva a las altas presiones necesarias (200 atm o más) desalentó la comercialización de estas rutas. El primer proceso comercial de carbonilación de metanol, que usó un catalizador de cobalto , fue desarrollado por la compañía química alemana BASF en 1963. En 1968, un rodiocatalizador ( cis - [Rh (CO) 2 I 2 ] - ) se descubrió que podía funcionar de manera eficiente a una presión más baja sin casi subproductos. La compañía química estadounidense Monsanto Company construyó la primera planta con este catalizador en 1970, y la carbonilación del metanol catalizada por rodio se convirtió en el método dominante de producción de ácido acético (consulte el proceso de Monsanto ). A fines de la década de 1990, la compañía química BP Chemicals comercializó el catalizador Cativa ([Ir (CO) 2 I 2 ] - ), que es promovido por iridio [77] para una mayor eficiencia. EstaEl proceso decativa catalizado con iridio es más ecológico y eficiente [35] y ha suplantado en gran medida al proceso de Monsanto, a menudo en las mismas plantas de producción.
Medio interestelar [ editar ]
El ácido acético interestelar fue descubierto en 1996 por un equipo liderado por David Mehringer [78] utilizando el antiguo conjunto de la Asociación Berkeley-Illinois-Maryland en el Observatorio de Radio Hat Creek y el antiguo Conjunto Milimétrico ubicado en el Observatorio de Radio Owens Valley . Se detectó por primera vez en la nube molecular del norte Sagittarius B2 (también conocida como fuente de gran molécula Sgr B2 Heimat ). El ácido acético tiene la distinción de ser la primera molécula descubierta en el medio interestelar que utiliza únicamente interferómetros de radio; En todos los descubrimientos moleculares previos de ISM realizados en los regímenes de longitud de onda milimétrica y centimétrica, los radiotelescopios de plato único fueron, al menos en parte, responsables de las detecciones. [78]
Efectos sobre la salud y seguridad [ editar ]
El ácido acético concentrado es corrosivo para la piel. [79] [80] Estas quemaduras o ampollas pueden no aparecer hasta horas después de la exposición.
La exposición prolongada a la inhalación (ocho horas) a vapores de ácido acético a 10 ppm puede producir cierta irritación en los ojos, la nariz y la garganta; a 100 ppm puede producirse una marcada irritación de los pulmones y un posible daño a los pulmones, los ojos y la piel. Las concentraciones de vapor de 1.000 ppm causan una marcada irritación de los ojos, la nariz y el tracto respiratorio superior y no pueden tolerarse. Estas predicciones se basaron en experimentos con animales y exposición industrial.
En 12 trabajadores expuestos durante dos o más años a una concentración promedio en el aire del ácido acético de 51 ppm (estimado), se produjeron síntomas de irritación conjuntiva, irritación del tracto respiratorio superior y dermatitis hiperqueratósica. La exposición a 50 ppm o más es intolerable para la mayoría de las personas y produce lagrimeo intenso e irritación de los ojos, nariz y garganta, con edema faríngeo y bronquitis crónica. Los seres humanos no aclimatados experimentan irritación extrema de los ojos y la nariz a concentraciones superiores a 25 ppm, y se ha informado conjuntivitis por concentraciones inferiores a 10 ppm. En un estudio de cinco trabajadores expuestos durante siete a 12 años a concentraciones de 80 a 200 ppm en los picos, los hallazgos principales fueron ennegrecimiento e hiperqueratosis de la piel de las manos, conjuntivitis (pero sin daño corneal), bronquitis y faringitis.[81]
Los peligros de las soluciones de ácido acético dependen de la concentración. La siguiente tabla enumera la clasificación de la UE de soluciones de ácido acético: [82]
| Concentración por peso | Molaridad | Clasificación | Frases R |
|---|---|---|---|
| 10–25% | 1.67–4.16 mol / L | Irritante ( xi ) | R36 / 38 |
| 25–90% | 4.16–14.99 mol / L | Corrosivo ( C ) | R34 |
| > 90% | > 14.99 mol / L | Corrosivo ( C ) Inflamable ( F ) | R10 , R35 |
El ácido acético concentrado puede encenderse solo con dificultad a temperatura y presión estándar, pero se convierte en un riesgo inflamable a temperaturas superiores a 39 ° C (102 ° F), y puede formar mezclas explosivas con aire a temperaturas más altas ( límites explosivos : 5.4–16). %).
No hay comentarios:
Publicar un comentario