АЦЕТАТ НАТРІЮ: СТРУКТУРА, ВЛАСТИВОСТІ, СИНТЕЗ, ВИКОРИСТАННЯ - ХІМІЯ - 2025

Ацетат натрію являє собою натрієву сіль оцтової кислоти з по молекулярною формулою С ₂ Н ₃ O ₂ Na. Він складається з чудового білого порошку, по суті присутній у двох формах: безводний та тригідратний. Обидва дуже розчинні у воді, універсальний розчинник; але не такий розчинний у спиртах або ацетоні.

Безводна форма має щільність, температуру плавлення і температуру кипіння з більш високими значеннями, ніж ті, які представлені тригідратною формою ацетату натрію. Це відбувається тому , що молекули води заважають між взаємодій Na ⁺ і СН ₃ СОО ^- іонів .

Зовнішній вигляд ацетату натрію

Ацетат натрію стабільний, особливо при зберіганні від 2 до 8 ° C; але він сприйнятливий до дії сильних окислювачів та галогенів.

Він може бути приготований шляхом взаємодії бікарбонату натрію з оцтовою кислотою. Також при реакції оцтової кислоти з гідроксидом натрію. Обидві реакції прості у виробництві та недорогі; перше можна зробити навіть вдома.

Ця сіль є малотоксичною сполукою. Виникає подразнення шкіри, тільки після частого і постійного контакту. Це злегка подразнює очі, але може подразнювати дихальні шляхи. Немає інформації про шкідливий вплив його прийому.

Він має безліч застосувань та застосувань, підкреслюючи його функцію буферування pH разом із оцтовою кислотою. Ацетатний буфер має рКа = 4,7; що забезпечує високу ефективність регулювання pH в кислому середовищі зі значеннями рН між 3 і 6.

Завдяки низькій токсичності та властивостям його широко застосовують для посилення смаку їжі, а також як засіб, що забезпечує захист від псування завдяки його дії проти мікробів.

Структура ацетату натрію

Ацетат і іони натрію. Джерело: Shu0309

На зображенні вище показані іони, що складають безводні кристали ацетату натрію (без води). Фіолетова сфера відповідає катіону Na ⁺ , а молекулярний іон зліва - ацетатом CH ₃ COO ^- з його атомами кисню, представленими червоними сферами.

Ці пари, згідно з формулою CH ₃ COONa, знаходяться у співвідношенні 1: 1; Для кожного CH ₃ COO ^- аніона повинен бути катіон Na ^+, залучений до його негативного заряду, і навпаки. Таким чином, потяги між ними та відштовхування між рівними зарядами в кінцевому підсумку встановлюють структурні структури, що визначають кристал, мінімальним вираженням якого є одинична комірка.

Зазначена одинична клітина, як і кристал у цілому, змінюється залежно від розташування іонів у просторі; це не завжди однаково, навіть для тієї ж кристалічної системи. Наприклад, безводний ацетат натрію може утворювати два орторомбічних поліморфи, один з яких зображений нижче:

Одинична клітина орторомбічних кристалів натрію ацетату. Джерело: Benjah-bmm27

Зверніть увагу на розташування іонів: чотири CH ₃ COO ^- іони охоплюють Na ⁺ таким чином, що вони "малюють" спотворену піраміду на основі квадрата. Кожен з цих CH ₃ COO ^- в свою чергу взаємодіє з іншим суміжним Na ⁺ .

Гідратовані кристали

Ацетат натрію має високу спорідненість до води; насправді він досконалий, тобто зберігає вологу, поки не розчиняється в ньому. Чим вище вологість, тим швидше вона «плавиться». Це тому, що і CH ₃ COO ^-, і Na ⁺ можуть гідронувати, оточувати себе молекулами води, які спрямовують свої диполі до зарядів (Na ⁺ OH ₂ , CH ₃ COO ^- HOH).

Коли ця сіль готується в лабораторії або вдома, її спорідненість до води така, що навіть при нормальній температурі її вже отримують як гідрат; CH ₃ COONa · 3H ₂ O. Їх кристали перестають бути орторомбічними і стають моноклінними, оскільки тепер вони містять три молекули води для кожної пари CH ₃ COO ^- і Na ⁺ .

Властивості

Імена

-Ацетат натрію.

-Натрієвий етаноат (IUPAC).

Молярна маса

-Безводне: 82,03 г / моль.

-Тригідрат: 136,03 г / моль.

Зовнішній вигляд

Вибагливий білий порошок.

Запах

До оцту при нагріванні до розкладання.

Щільність

-Безводне: 1,528 г / см ³ при 20 ° С.

-Тригідрат: 1,45 г / см ³ при 20 ° С.

Точка плавлення

-Безводне: 324 ° C (615 ° F, 597 K).

-Тригідрат: 58 ° C (136 ° F, 331 K).

Точка кипіння

-Безводне: 881,4 ° C (1618,5 ° F, 1,154,5 K).

-Тригідрат: 122 ° C (395 K), 252 ° F. Він розкладається.

Розчинність

У воді

-Безводне: 123,3 г / 100 мл при 20 ° С.

-Тригідрат: 46,4 г / 100 мл при 20 ° С.

У метанолі

16 г / 100 г при 15 ° С.

У етанолі

5,3 г / 100 мл (тригідрат).

В ацетоні

0,5 г / кг при 15 ° С.

Кислотність

pKa: 24 (20 ° C).

Основність

pKb: 9,25. Тут видно, що ацетат натрію є основною сіллю, оскільки він має pKb менше, ніж його pKa.

Індекс заломлення (ηD)

1464

Калорійність

-100,83 Дж / моль · К (безводний).

-229,9 Дж / моль · К (тригідрат).

точка займання

Більше 250ºC.

Температура автоматичного займання

600 ° С.

рН

8,9 (0,1М розчин при 25 ° С).

Стабільність

Стабільний. Несумісний із сильними окислювачами та галогенами. Чутливий до вологості.

Реакції

Ацетат натрію може утворювати складний ефір, взаємодіючи з галогенідом алкілу; наприклад, брометан:

CH ₃ COONa + BrCH ₂ CH ₃ => CH ₃ COOCH ₂ CH ₃ + NaBr

Ацетат натрію декарбоксилює до метану (піроліз) у присутності NaOH:

CH ₃ COONa + NaOH => CH ₄ + Na ₂ CO ₃

Реакція каталізується солями цезію.

Синтез

Ацетат натрію можна недорого отримати в лабораторії шляхом взаємодії бікарбонату натрію з оцтовою кислотою:

NaHCO ₃ + CH ₃ COOH => CH ₃ COONa + H ₂ CO ₃

Ця реакція супроводжується наявністю інтенсивного барботування в розчині, що обумовлено розпадом вуглекислоти у воду та вуглекислий газ.

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

Промислово ацетат натрію отримують шляхом взаємодії оцтової кислоти з гідроксидом натрію.

CH ₃ COOH + NaOH => CH ₃ COONa + H ₂ O

Програми

Термосумки

Ацетат натрію використовується для виготовлення термосумок.

Спочатку кристали солі розчиняються в об'ємі води для приготування розчину, який стає перенасиченим.

Потім розчин нагрівають до температури, що перевищує 58 ºC, яка є його температурою плавлення. Перенасиченому розчину дають охолонути до кімнатної температури і не спостерігається утворення кристалів; розчин переохолоджують.

Відсутність кристалів пояснюється тим, що молекули рідини занадто невпорядковані і не мають належної орієнтації для досягнення температури кристалізації. Рідина знаходиться в метастабільному стані, в стані дисбалансу.

Враховуючи нестабільність переохолодженої рідини, будь-які порушення є достатніми для ініціювання кристалізації. У випадку з термосушками застосовується механічне кріплення для перемішування рідини та ініціювання утворення кристалів та затвердіння розчину тригідрату ацетату натрію.

У міру кристалізації температура збільшується. Кристали тригідрату ацетату натрію набувають появи льоду, але є гарячими, тому їх називають "гарячим льодом".

Промислові

-Ацетат натрію використовується в текстильній промисловості як кордон в процесі фарбування тканини

-Неутралізує відходи сірчаної кислоти

-Використовується при обробці бавовни для виготовлення ватних колодок, придатних для особистого прибирання та в медичних цілях

-Використовується при засолюванні металів до їх хромування

-Співпрацюйте так, щоб у процесі виробництва синтетичного каучуку не відбувалося вулканізації хлоропрену

-Участь у очищенні глюкози

-Використовується в шкіряній шкірі.

Медичне використання

Ацетат натрію - одне із сполук, що використовуються для доставки електролітів, що даються пацієнтам внутрішньовенно.

Застосовується для корекції рівня натрію у хворих на гіпонатріємію, також для корекції метаболічного ацидозу та лущення сечі.

Буферний розчин PH

Він використовується як регулятор рН у багатьох, багатьох ферментативних реакціях, що відбуваються між pH 3 і pH 6.

Різний pH буферного розчину ацетату досягається за рахунок зміни концентрації оцтової кислоти та ацетату натрію.

Так, наприклад, для отримання pH 4,5 буферний розчин має концентрацію оцтової кислоти 3,8 г / л та концентрацію безводного ацетату натрію 3,0 г / л.

Концентрацію ацетатного буфера можна збільшувати, збільшуючи компоненти розчину, необхідні для отримання бажаного рН у тій же пропорції.

Ацетат / ацетонітрильний буфер використовується в капілярному електрофорезі при поділі фотоберберинів.

Науково-дослідні лабораторії

-Ацетат натрію - це слабкий нуклеофільний агент, який використовується при аніонній полімеризації β-лактону.

-Використовується як реагент в ядерному магнітному резонансі біологічних макромолекул.

-Використовується при вилученні ДНК з клітин. Натрій - це катіон, який взаємодіє з негативними зарядами фосфатів, присутніх у ДНК, що сприяє їх конденсації. У присутності етанолу ДНК утворює осад, який потім може поділитися у водний шар.

Консервація їжі

- Допомагає запобігти росту бактерій, крім запобігання утворення надлишкової кислотності, яка спричиняє псування їжі, підтримуючи тим самим специфічний рН.

-Натрій, присутній в ацетаті, посилює смак їжі.

-Ацетат натрію використовується при приготуванні маринованих овочів: огірок, морква, цибуля тощо. Крім того, його використовують у консервації м’яса.

Збереження бетону

Бетон пошкоджується дією води, що скорочує його тривалість. Ацетат натрію діє як бетонний герметизуючий засіб, що робить його водонепроникним, продовжуючи його початкові характеристики.

Експерименти з молоддю

Експеримент 1

Простий експеримент - синтез ацетату натрію шляхом взаємодії бікарбонату натрію з оцтом (5% оцтовою кислотою).

30 мл оцту поміщають у склянку і додають приблизно 3,5 г бікарбонату.

В реакції утворюються ацетат натрію і вуглекислата. Кислота розпадається на вуглекислий газ і воду. Утворення двоокису вуглецю призведе до інтенсивного барботування всередині розчину.

Для збору ацетату натрію вода випаровується, нагріваючи розчин.

Експеримент 2

Ще один простий експеримент - це утворення кристалів тригідрату ацетату натрію.

Для цього зважують близько 20 г тригідрату ацетату натрію і поміщають у склянку, після чого додають 10 мл води. Розчин нагрівають до температури вище 58 ° C.

Ацетат натрію повністю розчиняється, щоб забезпечити перенасичення розчину. Попередньо блюдо з П’єтрі кладуть на холодну поверхню.

Вміст склянки з ацетатом тригідратом повільно виливається в чашу Піетрі. Температура рідини в капсулі починає знижуватися навіть нижче температури плавлення, не спостерігаючи кристалізації або затвердіння тригідрату ацетату натрію.

Зазвичай для отримання кристалізації тригідрату ацетату натрію додається невелика кількість солі, яка служить ядром кристалізації. В інших випадках виникає невелике порушення розчину для ініціювання кристалізації ацетату натрію.

Кристали тригідрату ацетату натрію мають вигляд льоду, але дотик до них покаже, що вони відносно гарячі. З цієї причини сіль називають «гарячим льодом».

Токсичність

Ацетат натрію - дуже низька токсична сполука. Він також не класифікується як сенсибілізатор для шкіри та дихальних шляхів.

Крім того, ацетат натрію не класифікується як мутагенний, канцерогенний або репродуктивний токсичний зародковий елемент.

Коротше кажучи, це злегка подразнює очі. Дихальні шляхи можуть бути роздратовані після вдиху. Частий і постійний контакт зі шкірою може викликати роздратування.

Список літератури

1. Шивер і Аткінс. (2008). Неорганічна хімія. (Четверте видання). Mc Graw Hill.
2. WorldOfChemicals. (16 січня 2017 р.). Як приготувати ацетат натрію в домашніх умовах? Відновлено з: medium.com
3. Національний центр інформації про біотехнології. (2019). Ацетат натрію. PubChem База даних. CID = 517045. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. С. Кемерон, К. М. Маннан та М. О. Рахман. (1976). Кристалічна структура тригідрату ацетату натрію. Acta Cryst. В32, 87.
5. Вікіпедія. (2019). Ацетат натрію. Відновлено з: en.wikipedia.org
6. Гельменстін, Анна Марі, к.т.н. (24 січня 2019 р.). Зробити гарячий лід з оцту та харчової соди. Відновлено з: thinkco.com
7. Хімічна книга. (2017). Ацетат натрію. Відновлено з: chemicalbook.com
8. Вассерман Робін. (2019). Використання ацетату натрію. Відновлено з: livestrong.com
9. Наркобанк. (2019). Ацетат натрію. Відновлено з: drugbank.ca