Оцтова кислота

Оцтова кислота, також відома як етанова кислота, є органічною кислотою з формулою CH₃COOH. Вона є однією з найпоширеніших органічних кислот і зустрічається в багатьох природних та хімічних процесах.

CH₃COOH може бути вироблена шляхом окислення етанолу або інших спиртів. Вона також може утворюватися в результаті бродіння алкоголю за дії бактерій Acetobacter, що створюють оцтову кислоту з етилового спирту.

Оцтова кислота має гострий запах і смак. Вона розчинна в воді та багатьох органічних розчинниках. В чистому вигляді вона утворює безбарвну рідину. Завдяки своїм властивостям оцтова кислота має широке застосування в промисловості та побуті.

Хімічні властивості оцтової кислоти

Оцтова кислота має наступні хімічні властивості:

1. Кислотність: CH₃COOH є слабкою органічною кислотою. Вона може віддавати протони (H+) у водному розчині, утворюючи іони оцтату (CH₃COO-). Кислотність оцтової кислоти визначається її концентрацією у розчині та pH.
2. Окиснювальні властивості: CH₃COOH може бути окисником або бути окислена. Вона може взаємодіяти з деякими речовинами, віддавати атом водню (H) і перетворюватися на вуглекислий газ (CO₂) та воду (H₂O). Таку реакцію часто використовують у вуглекислотних вогнегасниках.
3. Естерифікація: CH₃COOH може утворювати естери за допомогою реакції зі спиртами. Наприклад, взаємодія оцтової кислоти з метанолом при наявності каталізатора призводить до утворення метилового етаноату (метилового оцтату) і води.
4. Гідроліз: Оцтова кислота може гідролізуватися в присутності води. Це реакція, при якій CH₃COOH розщеплюється на іони оцтату та протони (H+).
5. Оцтова ангідрид: CH₃COOH може утворювати оцтовий ангідрид (CH₃CO)₂O, який є реакційною та леткучою речовиною. Він використовується у синтезі органічних сполук та полімерів.
6. Реакція з основами: Оцтова кислота реагує з основами, утворюючи солі оцтатів. Наприклад, реакція оцтової кислоти з гідроксидом натрію (NaOH) призводить до утворення натрію оцтату і води.

Отримання оцтової кислоти

Оцтова кислота може бути отримана різними способами, включаючи:

1. Окислення етанолу: Це один з найпоширеніших способів отримання оцтової кислоти. Етанол окислюється у присутності каталізатора, зазвичай хромовмісного каталізатора, при високій температурі. Цей процес відомий як окислення етанолу за допомогою хромовмісного каталізатора (Acetaldehyde pathway). Отримана оцтова кислота може бути подальше очищена і концентрована.
2. Ферментація: CH₃COOH також може бути вироблена шляхом бродіння етанолу за дії бактерій Acetobacter. Цей процес відомий як ацетобактеріальна ферментація. Бактерії Acetobacter перетворюють етанол у оцтову кислоту у присутності кисень, утворюючи оцтову кислоту шляхом окиснення етанолу.
3. Синтез з метану: Оцтова кислота може бути отримана шляхом синтезу з метану. Цей процес відомий як синтез оцтової кислоти з метану (Methanol Carbonylation Process). У цьому процесі метан окислюється у формальдегід, який подальше окислюється до оцтової кислоти у присутності каталізатора.
4. Синтез з ацетилену: Інший метод отримання оцтової кислоти включає синтез з ацетилену. Ацетилен реагує з розчином озону у присутності ацетиленину каталізатора, утворюючи оцтову кислоту.

Ці способи отримання оцтової кислоти є лише кількома з багатьох можливих методів.

Використання

Оцтова кислота має широке застосування в різних галузях, включаючи:

1. Харчова промисловість: CH₃COOH використовується як добавка в харчових продуктах для збереження, кислотно-солодкого смаку і регулювання pH. Вона може бути присутня у продуктах, таких як оцет, маринади, соуси, джеми та консерви.
2. Фармацевтична промисловість: CH₃COOH використовується в фармацевтичних препаратах, зокрема у формі оцтової кислоти (Acetic Acid Solution), яка використовується як засіб для очищення і дезінфекції ран, а також у деяких медичних процедурах.
3. Промисловість полімерів: CH₃COOH використовується у виробництві полімерів, зокрема полівінілхлориду (ПВХ). Вона використовується як один з компонентів при синтезі полімеру.
4. Текстильна промисловість: Оцтова кислота використовується в процесі обробки текстилю для забезпечення кислотної середовища. Вона використовується для регулювання pH та фіксації кольору у фарбуванні тканин.
5. Фарбарська промисловість: CH₃COOH використовується в процесі фарбування для регулювання pH та утримання яскравості кольору.
6. Чистка та домашнє використання: Оцтова кислота використовується як природний засіб для чищення та дезінфекції у домашньому господарстві. Вона може використовуватись для видалення накипу, водного каменю, вибілювання та видалення плям.