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乙酸鹽
來源:互聯網

乙酸鹽是有機化合物厭氧分解過程中的關鍵中間產物,它的產生和消耗網絡非常復雜,幾乎涵蓋了厭氧消化(AD)過程的大多數步驟;除產酸,產乙酸和產甲烷作用外,在某些特殊條件下,全同型乙酸氧化(SAO)替代了破裂產甲烷化作用,從而釋放了對AD的抑制作用,并且在分析厭氧發酵時考慮同產乙酸的重要性也得到了證明;具有SAO功能的醋酸鹽氧化菌(SAOB)可以在高溫和氨/揮發性脂肪酸(VFAs)濃度下生存,而在酸性,堿性和低溫(10°C~20°C)條件。

簡介

乙酸的羧基氫被金屬取代后的生成物。

重要的有乙酸鈉、乙酸鉀、乙酸、醋酸鉛乙酸鋅等。

乙酸與相應的金屬氧化物氫氧化物作用而制得。

乙酸根離子

乙酸根離子的化學式是[C2H3O2],它是一種羧酸根離子,并且是乙酸的共軛堿。乙酸根離子是從乙酸的去質子化而獲得:

CHCOOH→CHCOO+H

符號

有機化學中,CH3COO—稱作乙酰氧基。由于乙基(Acetyl)是以簡寫“Ac”來表示,乙酰氧基則為AcO—。

無機化學中,Ac一般指乙酸根(Acetate),因此乙酸和乙酸鈉分別以“HAc”和“NaAc”來表示。

雖然元素的化學符號同是“Ac”,但由于錒在有機化學中并沒有任何角色,所以很少會與乙酸根造成誤解。

乙酸

乙酸,也叫醋酸(36%--38%)、冰醋酸(98%),化學式CH3COOH,是一種有機一元酸,為食醋主要成分。純的無水乙酸(冰醋酸)是無色的吸濕性固體,凝固點為16.6℃(62℉),凝固后為無色晶體,其水溶液中呈弱酸性且蝕性強,蒸汽對眼和鼻有刺激性作用。古羅馬的人們將發酸的酒放在鉛制容器中煮沸,能得到一種高甜度的果葡糖漿,叫做“sapa”。“sapa”富含一種有甜味的醋酸鉛,即乙酸鉛。公元8世紀時,波斯煉金術士賈比爾,用蒸餾法濃縮了醋中的乙酸

乙酸在自然界分布很廣,例如在水果或者植物油中,但是主要以的形式存在。在動物的組織內、排泄物和血液中以游離酸的形式存在。許多為生物都可以通過發酵將不同的有機化合物轉化為乙酸。

乙酸是醋的主要成分,而醋幾乎貫穿了整個人類文明史。乙酸發酵細菌(醋酸桿菌)能在世界的每個角落發現,每個民族在釀酒的時候,不可避免的會發現醋——它是這些酒精飲料暴露于空氣后的自然產物。如中國就有杜康的兒子黑塔因釀酒時間過長得到醋的說法。

無機化學反應

1.乙酸能發生普通羧酸的典型化學反應,同時可以還原生成乙醇,通過親核取代機理生成乙酰氯,也可以雙分子脫水生成酸酐

乙酸的典型化學反應:

乙酸與碳酸鈉:2CH3COOH+Na2CO3==2CH3COONa+CO2↑+H2O

乙酸與碳酸鈣:2CH3COOH+CaCO3==(CH3COO)2Ca+CO2↑+H2O

乙酸與碳酸氫鈉:NaHCO3+CH3COOH==CH3COONa+H2O+CO2↑

乙酸與堿反應:CH3COOH+OH-==CH3COO-+H2O

乙酸與弱酸鹽反應:2CH3COOH+CO32-==2CH3COO-+H2O+CO2↑

乙酸與活潑金屬單質反應:Fe+2CH3COOH==(CH3COO)2Fe+H2↑

Zn+2CH3COOH==(CH3COO)2Zn+H2↑

2Na+2CH3COOH==2CH3COONa+H2↑

乙酸與氧化鋅反應:2CH3COOH+ZnO==(CH3COO)2Zn+H2O

乙酸與乙醇反應:CH3COOH+C2H5OH=△=CH3COOC2H5+H2O(注:條件是加熱,濃硫酸催化,可逆反應)

2.乙酸也可以成酯或氨基化合物。如乙酸可以與乙醇在濃硫酸存在并加熱的條件下生成乙酸乙酯(本反應為可逆反應,反應類型屬于取代反應中的酯化反應)。

CH3COOH+CH3CH2OH<==>CH3COOCH2CH3+H2O

3.由于弱酸的性質,對于許多金屬,乙酸是有腐蝕性的,例如鐵、鎂和鋅,反應生成氫氣和金屬乙酸鹽。雖然鋁在空氣中表面會形成氧化鋁保護層,但是在醋酸的作用下,氧化膜會被破壞,內部的鋁就可以直接和酸作用了。

4.金屬的乙酸鹽也可以用乙酸和相應的堿性物質反應,比如碳酸氫鈉與醋的反應。除了醋酸鉻(II),幾乎所有的醋酸鹽能溶于水。

Mg(S)+2CH3COOH(aq)→(CH3COO)2Mg(aq)+H2(g)

NaHCO3(s)+CH3COOH(aq)→CH3COONa(aq)+CO2(g)+H2O(l)

5.在440℃的高溫下,乙酸可分解生成甲烷二氧化碳乙烯酮和水。

生物化學反應

乙酸中的乙酰,是生物化學中所有生命的基礎。當它與輔酶A結合后,就成為了碳水化合物和脂肪新陳代謝的中心。然而,乙酸細胞中的濃度是被嚴格控制在一個很低的范圍內,避免使得細胞質的pH發生破壞性的改變。與其它長鏈羧酸不同,乙酸并不存在于三酸甘油脂中。但是,人造含乙酸的丙三醇三酸脂,又叫甘油醋酸酯三乙酸甘油酯),則是一種重要的食品添加劑,也被用來制造化妝品和局部性藥物。

乙酸由一些特定的細菌生產或分泌。值得注意的是醋菌類梭菌屬的丙丁醇梭桿菌,這個細菌廣泛存在于全世界的食物、水和土壤之中。在水果或其他食物腐敗時,醋酸也會自然生成。乙酸也是包括人類在內的所有靈長目生物的陰道潤滑液的一個組成部分,被當作一個溫和的抗菌劑。

乙酸鈉

乙酸鈉一般以帶有三個結晶水的三水合乙酸鈉形式存在。三水合乙酸鈉為無色透明或白色顆粒結晶,在空氣中可被風化,可燃。易溶于水,微溶于乙醇,不溶于乙醚。123℃時失去結晶水。但是通常濕法制取的有醋酸的味道。水中發生水解

合成方法

1、將三水醋酸鈉置于瓷皿中,在120℃下加熱至獲得干燥的白色物質,得無水醋酸鈉。在有機合成中,例如用無水醋酸鈉和堿石灰共熔制備甲烷時,所用無水醋酸鈉應在臨用前制備。將適量三水醋酸鈉放在瓷蒸發皿中,在玻棒攪拌下加熱至約58℃時,三水醋酸鈉溶解于結晶水中,水分逐漸蒸發后,得到白色固體,此時溫度約為120℃。繼續加熱至固體熔融,但溫度不要超過乙酸鈉熔點(324℃),以免醋酸鈉分解為丙酮碳酸鈉。在攪拌下稍冷卻,趁熱在乳缽中研細,并立即儲存于密閉容器中備用。

2、用結晶碳酸鈉中和醋酸,過濾后蒸發、冷卻、結晶,在常溫下干燥而成。

3、用硫酸鈉碳酸氫鈉處理乙酸鈣而成。

4、醋酸鈉的生產方法很多,可以用稀醋酸或醋酸鈣與純堿作用而得;也可以用硫酸鈉與醋酸鈣復分解而得。工業上還常采用藥廠和香料廠的下腳料回收醋酸鈉。把628kg稀醋酸倒入反應器中,把200kg純堿分次加入反應器中。不攪拌,開動引風機抽氣。反應平穩后開動攪拌,使純堿和醋酸充分反應,然后打入蒸發器加熱濃縮至液體密度為1.24g/cm3時停止加熱。反應液過濾后打入結晶器中,用氫氧化鈉調節Ph值為9.2,冷卻至35℃結晶。抽去表面母液,甩干結晶得到350kg白色粉末狀產品。一次產率約為70%。

用途

1、測定鉛、鋅、鋁、鐵、鈷、銻、和錫。絡合穩定劑乙酰化作用的輔助劑、中和劑干燥劑、媒染料

2、用于測定鉛、鋅、鋁、鐵、鈷、銻、鎳、錫。用作有機合成的酯化劑以及攝影藥品、醫藥、印染媒染劑、緩沖劑、化學試劑、肉類防腐、顏料、革等許多方面。

3、用作緩沖劑、調味劑、增香劑及ph值調節劑。作為調味劑的緩沖劑,可緩和不良氣味并防止變色改善風味時使用0.1%~0.3%。具有一定的防霉作用,如使用0.1%~0.3%于魚肉糜制品及面包。亦可用作調味醬、酸菜蛋黃醬魚糕、香腸、面包、黏糕等的酸味劑。與甲基纖維素磷酸鹽等混合,用于提高香腸、面包、黏糕等的保存性。

4、用作調節型氯丁橡膠煉焦的防焦劑,用量一般為0.5質量份。還可用作動物膠的交聯劑

5、本品可用于堿性電鍍錫的添加,但對鍍層及電鍍過程并無明顯影響,不是必要成分。乙酸鈉常用作中和劑,如用于酸性鍍鋅、堿性鍍錫和化學鍍鎳。

乙酸鉀

乙酸鉀是一種化學藥劑,白色粉末狀,用作分析試劑,調節PH值。也可用于用作干燥劑,制造透明玻璃,醫藥工業。還能用作緩沖劑、利尿藥、織物和紙的柔軟劑、催化劑等。

物化性質

性狀:無色或白色結晶性粉末。有堿味,易潮解。

相對密度:1.57g/cm^3(固)25°C(lit.)

易溶于水,溶于甲醇乙醇液氨。不溶于乙醚丙酮

溶液對石蕊呈堿性,對酚酞不呈堿性。低毒。可燃。

折射率:n20/D1.370

水溶解性:2694g/L(25oC)

儲存時需要避免的條件有:潮濕、加熱、火源、自燃物體及強氧化劑

用途

還可用作防冰物質,取代氯化鈣氯化鎂之類的氯化物。它對土壤的侵蝕作用和腐蝕性更小,尤其適用于機場跑道除冰,但價格較昂貴。食品添加劑(防腐及控制酸度)。滅火器的組分。用在乙醇沉淀脫氧核糖核酸中。用于保存、固定生物組織,與甲醛連用。乙酸鉀可由氫氧化鉀碳酸鉀與乙酸發生酸堿中和反應制備:

2CHCOOH+KCO→2CHCOOK+CO+HO。

參考資料 >

厭氧消化中乙酸代謝網絡的深刻見解:著重于營養性乙酸的氧化和同型乙酸發生.X-MOL學術期刊.2024-03-31

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