NÁTRIUM-ACETÁT: SZERKEZET, TULAJDONSÁGOK, SZINTÉZIS, FELHASZNÁLÁSOK - KÉMIA - 2026

A nátrium-acetát -nátrium-sót ecetsav és a molekuláris képlete C ₂ H ₃ O ₂ Na. Víztelenítő fehér porból áll, amelynek lényegében két formája van: vízmentes és trihidrált. Mindkettő nagyon jól oldódik vízben, az univerzális oldószerben; de nem oldódik alkoholokban vagy acetonban.

A vízmentes forma sűrűsége, olvadáspontja és forráspontja magasabb, mint a nátrium-acetát trihidrát formája. Ez azért van, mert a vízmolekulák zavarja közötti kölcsönhatások a Na ⁺ és CH ₃ COO ^- ionok.

Nátrium-acetát megjelenése

A nátrium-acetát stabil, különösen 2 és 8 ° C közötti tárolás esetén; de érzékeny az erős oxidálószerek és halogének hatására.

Elkészíthető úgy, hogy nátrium-hidrogén-karbonátot ecetsavval reagáltatnak. Az ecetsav és a nátrium-hidroxid reakciójával. Mindkét reakció egyszerűen előállítható és olcsó; az elsőt akár otthon is el lehet készíteni.

Ez a só alacsony toxikus vegyület. Bőrirritációt okoz, csak gyakori és folyamatos érintkezés után. Kismértékben irritálja a szemet, de irritálja a légutakat. Nincs információ a lenyelésének káros hatásáról.

Számos felhasználási módja van, kiemelve pH-pufferoló funkcióját, valamint az ecetsavat. Az acetátpuffer pKa = 4,7; amely nagy hatékonyságot biztosít a pH-szabályozás savas környezetben, pH-értéke 3 és 6 között van.

Alacsony toxicitásának és tulajdonságainak köszönhetően széles körben alkalmazzák az élelmiszerek ízének fokozására, valamint olyan anyagként, amely a mikrobákkal szembeni fellépése miatt védelmet nyújt a romlás ellen.

A nátrium-acetát szerkezete

Acetát- és nátrium-ionok. Forrás: Shu0309

A fenti ábra azokat az ionokat mutatja, amelyek vízmentes nátrium-acetát kristályokat képeznek (víz nélkül). A lila gömb a Na ⁺ kationnak felel meg, a bal oldalán lévő molekuláris ion acetát, CH ₃ COO ^-, oxigénatomjait piros gömbök képviselik.

Ezek a párok, az alábbi képlet szerint CH ₃ COONa, amelyek 1: 1 arányban; Minden egyes CH ₃ COO ^- anion, ott kell lennie a Na ⁺ kationt vonzotta negatív töltés, és fordítva. Így a köztük levő vonzások és az egyenlő töltések közötti visszatérések olyan szerkezeti mintákat hoznak létre, amelyek meghatározzák a kristályt, amelynek minimális kifejezése az egységcellája.

Az említett cellaelem, akárcsak a kristály egésze, az ionok térbeli elrendezésétől függ; ez nem mindig azonos, még ugyanazon kristályos rendszer esetében is. Például a vízmentes nátrium-acetát két ortorombás polimort képezhet, amelyek egyikét az alábbiakban mutatjuk be:

Nátrium-acetát ortorombás kristályok egységsejtje. Forrás: Benjah-bmm27

Figyelembe kell venni az ionok elrendezését: négy CH ₃ COO ^- ion körülvéve egy Na ^{+ -ot} oly módon, hogy egy torzított négyzet alapú piramisot "rajzolnak". Ezek mindegyike a CH ₃ COO ^- viszont kölcsönhatásba lép egy másik szomszédos Na ⁺ -mal.

Hidratált kristályok

A nátrium-acetát nagy affinitással rendelkezik a víz iránt; valójában kifolyó, vagyis megtartja a nedvességet, amíg fel nem oldódik benne. Minél nagyobb a páratartalom, annál hamarabb megolvad. Ennek oka az, hogy mind a CH ₃ COO ^-, mind a Na ⁺ hidratálódhat, vízmolekulákkal körülvéve magukat, amelyek a dipoljaikat a töltéseik felé irányítják (Na ⁺ OH ₂, CH ₃ COO ^- HOH).

Amikor ezt a sót laboratóriumban vagy otthon készítik, a vízhez való affinitása olyan, hogy normál hőmérsékleten is már hidrát formájában nyerik; CH ₃ COONa · 3H ₂ O. Kristályaik megszűnnek az ortombombák és monokliniké válnak, mivel ma három vízmolekulát tartalmaznak minden CH ₃ COO ^- és Na ⁺ pár számára.

Tulajdonságok

nevek

-Nátrium-acetát.

-Nátrium-etanoát (IUPAC).

Moláris tömeg

Vízmentes: 82,03 g / mol.

-Tridrát: 136,03 g / mol.

Megjelenés

Finoman fehér por.

Szag

Az ecet bomlásig hevítve.

Sűrűség

-Anhydrous: 1,528 g / cm ³ 20 ° C-on

-Trihydrate: 1,45 g / cm ³ 20 ° C-on

Olvadáspont

-Vízmentes: 324 ° C (615 ° F, 597 K).

-Tridrát: 58 ° C (136 ° F, 331 K).

Forráspont

-Vízmentes: 881,4 ° C (1,618,5 ° F, 1,154,5 K).

-Tridrát: 122 ° C (252 ° F, 395 K). Lebomlik.

Oldhatóság

Vízben

-Vízmentes: 123,3 g / 100 ml 20 ° C-on.

-Tridrát: 46,4 g / 100 ml 20 ° C-on.

Metanolban

16 g / 100 g 15 ° C-on.

Etanolban

5,3 g / 100 ml (trihidrát).

Acetonban

0,5 g / kg 15 ° C-on

savasság

pKa: 24 (20 ° C).

lúgosság

pKb: 9,25. Itt igazolható, hogy a nátrium-acetát bázikus só, mert pKb-ja kisebb, mint pKa-értéke.

Törésmutató (ηD)

1464

Kalóriakapacitás

-100,83 J / mol · K (vízmentes).

-229,9 J / mol · K (trihidrát).

gyújtási pont

250 ° C-nál nagyobb.

Öngyulladási hőmérséklet

600 ° C

pH

8,9 (0,1 M oldat 25 ° C-on).

Stabilitás

Stabil. Nem összeférhető erős oxidálószerekkel és halogénekkel. Páratartalomra érzékeny.

reakciók

A nátrium-acetát alkil-halogeniddel reagáltatva észtert képezhet; például bróm-etán:

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

Nátrium-acetát dekarboxilálódik metánvá (pirolízis) NaOH jelenlétében:

CH ₃ COONa + NaOH => CH ₄ + Na ₂ CO ₃

A reakciót céziumsók katalizálják.

Szintézis

A nátrium-acetát olcsón előállítható a laboratóriumban, ha nátrium-hidrogén-karbonátot ecetsavval reagáltatnak:

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

Ezt a reakciót intenzív buborékolódás kíséri az oldatban, a szénsav vízben és szén-dioxiddá történő bomlása miatt.

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

Ipari szempontból a nátrium-acetátot ecetsav és nátrium-hidroxid reagáltatásával állítják elő.

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

Alkalmazások

Termikus táskák

Nátrium-acetátot használnak termikus zsákok gyártására.

A sókristályokat kezdetben feloldják egy térfogat vízben, hogy előállítsák az oldatot, amely telítetten teljessé válik.

Ezután az oldatot 58 ° C-nál magasabb hőmérsékletre melegítjük, amely az olvadáspontja. A túltelített oldatot hagyjuk szobahőmérsékletre lehűlni, és kristályképződés nem figyelhető meg; Az oldatot lehűtjük.

A kristályok hiányát azzal magyarázhatjuk, hogy a folyadék molekulái túlságosan rendezetlenek és nem megfelelő orientációjúak a kristályosodási hőmérséklet eléréséhez. A folyadék metastabil állapotban van, egyensúlyhiányos állapotban van.

A túlhűtött folyadék instabilitása miatt minden zavar elegendő a kristályosodás megindításához. Hőzsákok esetén mechanikus csatlakozást préselnek a folyadék keverésére, a kristályok kialakulásának és a nátrium-acetát-trihidrát oldat megszilárdulásának megindításához.

A kristályosodás következtében a hőmérséklet megemelkedik. A nátrium-acetát-trihidrát kristályok felveszik a jég megjelenését, de forróak, ezért nevezik őket „forró jégnek”.

Ipari

-Nátrium-acetátot használnak a textiliparban pezsgőként a szövetek festési folyamatában

-Nemlegesíti a kénsav-hulladékot

- Használható a gyapot feldolgozásában pamutpárnák előállítására, személyes tisztításra és orvosi célokra is felhasználható

- Ezt a fémek pácolásához használják, a krómozás előtt

- Koboorát, hogy a szintetikus gumi előállítási folyamatában ne forduljon elő kloroprén vulkanizálás

- Részt vesz a glükóz tisztításában

- Bőrcserzéshez használják.

Orvosi felhasználás

A nátrium-acetát az egyik vegyület, amelyet az intravénásan beadott elektrolitszállításhoz használnak.

Hyponatremiás betegekben a nátriumszint korrigálására, valamint a metabolikus acidózis és a vizelet lúgosításának korrigálására szolgál.

PH pufferoldat

PH-szabályozóként használják sok, sok enzimatikus reakcióban, amelyek pH 3 és 6 között zajlanak.

Az acetát-puffer oldat eltérő pH-ját az ecetsav és a nátrium-acetát koncentrációjának megváltoztatásával érjük el.

Így például a pH = 4,5 eléréséhez a pufferoldat ecetsav-koncentrációja 3,8 g / l, vízmentes nátrium-acetát-koncentrációja 3,0 g / l.

Az acetát-puffer koncentrációja növelhető, növelve az oldat azon alkotóelemeit, amelyek a kívánt pH azonos arányban történő eléréséhez szükségesek.

Az acetát / acetonitril puffert kapilláris elektroforézisben használják a fotoberinek elválasztására.

Kutató laboratóriumok

-Nátrium-acetát egy gyenge nukleofil anyag, amelyet a β-lakton anionos polimerizációjához használnak.

- reagensként használják a biológiai makromolekulák nukleáris mágneses rezonanciájában.

- Használják a DNS extrakciójában a sejtekből. A nátrium egy kation, amely kölcsönhatásba lép a DNS-ben lévő foszfátok negatív töltésével, ami elősegíti azok kondenzációját. Etanol jelenlétében a DNS csapadékot képez, amely azután elválasztható a vizes rétegből.

Ételek tartósítása

-A súgók megakadályozzák a baktériumok szaporodását, amellett, hogy megakadályozzák a felesleges savasság kialakulását, amely az élelmiszer romlását okozza, ezáltal fenntartva a specifikus pH-t.

-Az acetátban lévő nátrium javítja az ételek ízét.

-Nátrium-acetátot használnak a pácolt zöldségek elkészítéséhez: uborka, sárgarépa, hagyma stb. Ezenkívül húskonzervként is felhasználják.

Beton megőrzése

A betont károsítja a víz hatása, amely lerövidíti annak időtartamát. A nátrium-acetát beton tömítőanyagként működik, amely vízállóvá teszi, meghosszabbítva eredeti tulajdonságait.

Ifjúsági kísérletek

1. kísérlet

Egy egyszerű kísérlet a nátrium-acetát szintézise nátrium-hidrogén-karbonát ecettel (5% ecetsav) történő reagáltatásával.

30 ml ecetet helyezzünk egy főzőpohárba, és körülbelül 3,5 g bikarbonátot adunk hozzá.

A reakció során nátrium-acetát és szénsav képződik. A sav széndioxiddá és vízré bomlik. A széndioxid képződése intenzív buborékolást eredményez az oldatban.

A nátrium-acetát összegyűjtése céljából a vizet elpárologtatják, melegítve az oldatot.

2. kísérlet

Egy másik egyszerű kísérlet a nátrium-acetát-trihidrát kristályok képződése.

Ehhez körülbelül 20 g nátrium-acetát-trihidrátot lemérünk és főzőpohárba helyezzük, majd 10 ml vizet adunk hozzá. Az oldatot 58 ° C feletti hőmérsékletre melegítjük.

A nátrium-acetát teljesen feloldódik, hogy az oldat túlteljen. Korábban egy Pietri-csészét hideg felületre helyeztek.

A főzőpohár és az acetát-trihidrát tartalmát lassan öntsük a Pietri-csészébe. A kapszulában levő folyadék hőmérséklete még az olvadáspont alá is csökkenni kezd, anélkül, hogy megfigyeltük a nátrium-acetát-trihidrát kristályosodását vagy megszilárdulását.

Általában a nátrium-acetát-trihidrát kristályosodásának előállításához kis mennyiségű sót adunk hozzá, hogy kristályosítóként szolgáljon. Más esetekben az oldat kicsi zavarása következik be, hogy meginduljon a nátrium-acetát kristályosodása.

A nátrium-acetát-trihidrát kristályok jégszerűnek tűnnek, de ha megérinti őket, megmutatja, hogy viszonylag forróak. Ezért a sót "forró jégnek" nevezzük.

toxicitás

A nátrium-acetát nagyon alacsony toxikus vegyület. Nem tartozik továbbá a bőr és a légzőszervi szenzibilizáló hatásának besorolásához.

Ezenkívül a nátrium-acetát nem tartozik a csírasejt mutagén, karcinogén vagy reprodukciós toxicitású anyagként.

Röviden: kissé irritálja a szemet. Belégzés után a légzőrendszer irritálható. A bőrrel való gyakori és állandó érintkezés irritációt okozhat.

Irodalom

1. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
2. WorldOfChemicals. (2017. január 16). Hogyan készítsünk nátrium-acetátot otthon? Helyreállítva: medium.com
3. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2019). Nátrium-acetát. PubChem adatbázis. CID = 517045. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. S. Cameron, KM Mannan és MO Rahman. (1976). A nátrium-acetát-trihidrát kristályszerkezete. Acta Cryst. B32, 87.
5. Wikipedia. (2019). Nátrium-acetát. Helyreállítva: en.wikipedia.org
6. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. január 24.) Készítsen forró jeget ecetből és sütésből. Helyreállítva: gondolat.com
7. Vegyi könyv. (2017). Nátrium-acetát. Helyreállítva: Chemicalbook.com
8. Wasserman Robin. (2019). Nátrium-acetát felhasználás. Helyreállítva: livestrong.com
9. Drugbank. (2019). Nátrium-acetát. Helyreállítva: drugbank.ca