NATRIO ACETATAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, SINTEZĖ, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2024

Natrio acetato yra natrio druska acto rūgšties ir į molekulinė formulė C ₂ H ₃ O ₂ Na. Jį sudaro baldantys milteliai, kurie iš esmės būna dviejų formų: bevandeniai ir trihidratuoti. Abi jos gerai tirpsta vandenyje, universaliame tirpiklyje; bet netirpsta alkoholiuose ar acetone.

Bevandenės formos tankis, lydymosi temperatūra ir virimo temperatūra yra didesnės nei tos, kurios gaunamos natrio acetato trihidrato pavidalu. Tai yra, nes vandens molekulės trukdyti tarp NP sąveikos ⁺ ir CH ₃ COO ^- jonų .

Natrio acetato išvaizda

Natrio acetatas yra stabilus, ypač laikant 2–8 ° C temperatūroje; tačiau jis yra jautrus stiprių oksidatorių ir halogenų veikimui.

Jį galima paruošti natrio bikarbonatui reaguojant su acto rūgštimi. Taip pat acto rūgščiai reaguojant su natrio hidroksidu. Abi reakcijos yra paprastos ir nebrangios; pirmąjį galima padaryti net namuose.

Ši druska yra mažai toksiškas junginys. Dirgina odą tik po dažno ir nuolatinio kontakto. Tai šiek tiek dirgina akis, bet gali dirginti kvėpavimo takus. Informacijos apie žalingą jo prarijus poveikį nėra.

Jis gali būti daug naudojamas ir pritaikomas, pabrėžiant jo pH buferinę funkciją kartu su acto rūgštimi. Acetato buferio pKa = 4,7; o tai suteikia aukštą pH reguliavimo efektyvumą rūgščioje aplinkoje, kai pH vertės yra nuo 3 iki 6.

Dėl mažo toksiškumo ir savybių jis buvo plačiai naudojamas maisto skoniui sustiprinti, taip pat kaip agentas, užtikrinantis apsaugą nuo sugadinimo dėl savo veikimo prieš mikrobus.

Natrio acetato struktūra

Acetato ir natrio jonai. Šaltinis: Shu0309

Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodyti jonai, iš kurių susidaro bevandeniai natrio acetato kristalai (be vandens). Violetinė rutulys atitinka Na ⁺ katijoną , o kairėje esantis molekulinis jonas yra acetatas, CH ₃ COO ^- , kurio deguonies atomai yra raudonų rutulių.

Šių porų, pagal formulę CH ₃ COONa, yra į santykiu 1: 1; Kiekvienam CH ₃ COO ^- anijonui turi būti Na ⁺ katijonas, pritrauktas prie jo neigiamo krūvio, ir atvirkščiai. Taigi, atrakcionai tarp jų ir atstūmimai tarp vienodų krūvių galų gale sukuria struktūrinius modelius, apibrėžiančius kristalą, kurio minimali išraiška yra vienetinė ląstelė.

Minėtas elementas, kaip ir visas kristalas, kinta priklausomai nuo jonų išdėstymo erdvėje; ji ne visada yra ta pati, net ir toje pačioje kristalinėje sistemoje. Pavyzdžiui, bevandenis natrio acetatas gali sudaryti du ortorombinius polimorfus, iš kurių vienas pavaizduotas žemiau:

Natrio acetato ortorombinių kristalų vienetas. Šaltinis: „Benjah-bmm27“

Atkreipkite dėmesį į jonų išdėstymą: keturi CH ₃ COO ^- jonai apgaubia Na ⁺ taip, kad jie „nubrėžtų“ iškreiptą kvadrato formos piramidę. Kiekvienas iš šių CH ₃ COO ^- savo ruožtu sąveikauja su kitu gretimu Na ⁺ .

Hidrinti kristalai

Natrio acetatas turi didelį afinitetą vandeniui; iš tikrųjų jis yra drėgnas, tai yra, sulaiko drėgmę, kol jame ištirpsta. Kuo didesnė drėgmė, tuo greičiau ji „ištirpsta“. Taip yra todėl, kad tiek CH ₃ COO ^-, tiek Na ⁺ gali hidruoti, apsupti vandens molekulėmis, nukreipiančiomis savo dipolius į krūvius (Na ⁺ OH ₂ , CH ₃ COO ^- HOH).

Kai ši druska ruošiama laboratorijoje ar namuose, jos afinitetas vandeniui yra toks, kad net esant normaliai temperatūrai ji jau gaunama kaip hidratas; CH ₃ COONa · 3H ₂ O. Jų kristalai sustabdyti yra Orthorhombic ir tapti Monociklinis, nes jie dabar įtraukti tris vandens molekulių kiekvienai CH ₃ COO ^- ir Na ⁺ pora .

Savybės

Vardai

-Natrio acetatas.

-Natrio etanoatas (IUPAC).

Molinė masė

- Bevandenis: 82,03 g / mol.

-Trihidratas: 136,03 g / mol.

Išvaizda

Balsingi balti milteliai.

Kvapas

Į actą kaitinant iki skilimo.

Tankis

- Bevandenis: 1,528 g / cm ³ esant 20 ° C.

-Trihidratas: 1,45 g / cm ³ esant 20 ° C temperatūrai.

Lydymosi temperatūra

- Bevandenis: 324 ° C (615 ° F, 597 K).

-Trihidratas: 58 ° C (136 ° F, 331 K).

Virimo taškas

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

-Trihidratas: 122 ° C (252 ° F, 395 K). Jis suyra.

Tirpumas

Vandenyje

- Bevandenis: 123,3 g / 100 ml esant 20ºC.

-Trihidratas: 46,4 g / 100 ml 20 ° C temperatūroje.

Į metanolį

16 g / 100 g 15 ° C temperatūroje.

Į etanolį

5,3 g / 100 ml (trihidratas).

Į acetoną

0,5 g / kg 15 ° C temperatūroje.

Rūgštingumas

pKa: 24 (20 ° C).

Paprastumas

pKb: 9,25. Čia akivaizdu, kad natrio acetatas yra šarminė druska, nes jo pKb yra mažesnis nei jo pKa.

Lūžio rodiklis (ηD)

1,464

Kalorijų talpa

-100,83 J / mol · K (bevandenis).

-229,9 J / mol · K (trihidratas).

užsidegimo vieta

Aukštesnė kaip 250ºC.

Savaiminio užsidegimo temperatūra

600 ° C.

pH

8,9 (0,1 M tirpalas esant 25 ° C).

Stabilumas

Stabilus. Nesuderinamas su stipriais oksidatoriais ir halogenais. Jautrus drėgmei.

Reakcijos

Natrio acetatas gali sudaryti esterį reaguodamas su alkilhalogenidu; pavyzdžiui, bromoetanas:

CH ₃ COONa + BrCH ₂ CH ₃ = & gt; CH ₃ Cooch ₂ CH ₃ + nábr

Natrio acetatas dekarboksilėja iki metano (pirolizė), esant NaOH:

CH ₃ COONa + NaOH = & gt; CH ₄ + Na ₂ CO ₃

Reakciją katalizuoja cezio druskos.

Sintezė

Natrio acetatas gali būti pigiai pagamintas laboratorijoje, reaguojant natrio bikarbonatą su acto rūgštimi:

NaHCO ₃ + CH ₃ COOH = & gt; CH ₃ COONa + H ₂ CO ₃

Šią reakciją lydi intensyvus burbuliukų susidarymas tirpale dėl anglies rūgšties suskaidymo į vandenį ir anglies dioksido.

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

Pramonėje natrio acetatas gaunamas acto rūgštį reaguojant su natrio hidroksidu.

CH ₃ COOH + NaOH = & gt; CH ₃ COONa + H ₂ O

Programos

Šiluminiai krepšiai

Natrio acetatas naudojamas terminiams maišeliams gaminti.

Iš pradžių druskos kristalai ištirpinami vandens tūryje, kad būtų gautas tirpalas, kuris tampa supersotintas.

Tada tirpalas pašildomas iki aukštesnės nei 58 ºC temperatūros, tai yra jo lydymosi temperatūra. Aukštesniam tirpalui leidžiama atvėsti iki kambario temperatūros ir kristalų susidarymas nepastebėtas; tirpalas atvėsinamas.

Kristalų nebuvimas paaiškinamas tuo, kad skysčio molekulės yra per daug netvarkingos ir neturi tinkamos orientacijos pasiekti kristalizacijos temperatūrą. Skystis yra metastabilios būklės, disbalanso būsena.

Atsižvelgiant į perkaitinto skysčio nestabilumą, kristalizacijos inicijavimui pakanka bet kokių trikdžių. Šiluminių maišelių atveju paspaudžiamas mechaninis priedas, skirtas skysčiui išmaišyti ir pradėti kristalų susidarymą bei natrio acetato trihidrato tirpalo sukietėjimą.

Kai vyksta kristalizacija, temperatūra didėja. Natrio acetato trihidrato kristalai įgauna ledo išvaizdą, tačiau yra karšti, todėl jie vadinami „karštu ledu“.

Pramoninis

-Natrio acetatas yra naudojamas tekstilės pramonėje kaip šarmas audinių dažymo procese

-Neutralizuoja sieros rūgšties atliekas

-Jis naudojamas perdirbant medvilnę medvilnės pagalvėlių gamybai, tinkamas asmeniniam valymui ir medicinos reikmėms

-Jis naudojamas metalų marinavimui prieš jų chromavimą

-Colaborate, kad sintetinio kaučiuko gamybos procese nevyktų vulkanizacija chloroprenu

-Jis dalyvauja gryninant gliukozę

- Naudojamas rauginant odą.

Naudojimas medicinoje

Natrio acetatas yra vienas iš junginių, naudojamų elektrolitams išleisti pacientams į veną.

Jis naudojamas koreguoti natrio kiekį pacientams, sergantiems hiponatremija, taip pat koreguoti metabolinę acidozę ir šlapimo šarminimą.

PH buferinis tirpalas

Jis naudojamas kaip pH reguliatorius daugelyje fermentinių reakcijų, vykstančių nuo 3 iki 6.

Skirtingas acetato buferio tirpalo pH pasiekiamas keičiant acto rūgšties ir natrio acetato koncentraciją.

Pavyzdžiui, norint gauti pH 4,5, buferinio tirpalo acto rūgšties koncentracija yra 3,8 g / l, o bevandenio natrio acetato koncentracija yra 3,0 g / L.

Acetato buferio koncentracija gali būti padidinta, padidinant tirpalo komponentus, reikalingus norint gauti norimą pH ta pačia proporcija.

Acetato / acetonitrilo buferis naudojamas kapiliarinėje elektroforezėje, atskiriant fotoberinus.

Tyrimų laboratorijos

-Natrio acetatas yra silpnas nukleofilinis agentas, naudojamas β-laktono anijoninei polimerizacijai.

-Jis naudojamas kaip reagentas biologinių makromolekulių branduoliniame magnetiniame rezonanse.

- Naudojamas ekstrahuojant DNR iš ląstelių. Natris yra katijonas, sąveikaujantis su neigiamais fosfatų, esančių DNR, krūviais, kurie padeda jų kondensacijai. Esant etanoliui, DNR sudaro nuosėdas, kurios vėliau gali atsiskirti į vandeninį sluoksnį.

Maisto konservavimas

-Pagalba užkerta kelią bakterijų dauginimuisi, be to, neleidžia susidaryti pertekliniam rūgštingumui, kuris sukelia maisto sugadinimą, taigi palaiko specifinį pH.

-Acetate esantis natris padidina maisto skonį.

-Natrio acetatas naudojamas ruošiant marinuotas daržoves: agurką, morką, svogūną ir kt. Be to, jis naudojamas mėsai konservuoti.

Betono apsauga

Betonas kenkia veikiant vandeniui, o tai sutrumpina jo trukmę. Natrio acetatas veikia kaip betono sandarinimo medžiaga, todėl jis yra atsparus vandeniui, prailgindamas savo pirmines savybes.

Jaunimo eksperimentai

1 eksperimentas

Paprastas eksperimentas yra natrio acetato sintezė, reaguojant natrio bikarbonatą su actu (5% acto rūgšties).

30 ml acto dedama į stiklinę ir pridedama maždaug 3,5 g bikarbonato.

Reakcijos metu susidaro natrio acetatas ir angliarūgštė. Rūgštis suskaidoma į anglies dioksidą ir vandenį. Susidaręs anglies dioksidas tirpale intensyviai burbuliuos.

Natrio acetatui surinkti vanduo išgarinamas, kaitinant tirpalą.

2 eksperimentas

Kitas paprastas eksperimentas yra natrio acetato trihidrato kristalų susidarymas.

Tam pasveriama apie 20 g natrio acetato trihidrato ir dedama į stiklinę, po to pridedama 10 ml vandens. Tirpalas pašildomas iki aukštesnės kaip 58 ° C temperatūros.

Natrio acetatas yra visiškai ištirpinamas, kad būtų užtikrintas tirpalo viršsotumas. Anksčiau „Pietri“ patiekalas dedamas ant šalto paviršiaus.

Stiklinės turinys su acetato trihidratu lėtai pilamas į Pietri indą. Skysčio temperatūra kapsulėje pradeda kristi net žemiau lydymosi temperatūros, nepastebint natrio acetato trihidrato kristalizacijos ar sukietėjimo.

Paprastai natrio acetato trihidrato kristalizavimui gauti pridedamas nedidelis druskos kiekis, kuris tarnauja kaip kristalizacijos šerdis. Kitu atveju tirpalas šiek tiek sutrikdomas, kad būtų galima pradėti natrio acetato kristalizaciją.

Natrio acetato trihidrato kristalai turi ledo pavidalą, tačiau juos palietus parodysite, kad jie yra palyginti karšti. Dėl šios priežasties druska vadinama „karštu ledu“.

Toksiškumas

Natrio acetatas yra labai mažai toksiškas junginys. Jis taip pat neklasifikuojamas kaip jautrinantis odą ir kvėpavimo takus.

Be to, natrio acetatas nėra klasifikuojamas kaip lytinių ląstelių mutageniškas, kancerogeninis ar toksiškas reprodukcijai agentas.

Trumpai tariant, jis šiek tiek dirgina akis. Kvėpavimo takai gali būti sudirginti įkvėpus. Dažnas ir nuolatinis kontaktas su oda gali sudirginti.

Nuorodos

1. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
2. „WorldOfChemicals“. (2017 m. Sausio 16 d.). Kaip paruošti natrio acetatą namuose? Atgauta iš: medium.com
3. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Natrio acetatas. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 517045. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. S. Cameronas, KM Mannanas ir MO Rahmanas. (1976). Natrio acetato trihidrato kristalinė struktūra. Acta kristalai. B32, 87.
5. Vikipedija. (2019 m.). Natrio acetatas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
6. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019 m. Sausio 24 d.). Iš acto ir kepimo sodos pasidarykite karšto ledo. Atgauta iš: thinkco.com
7. Chemijos knyga. (2017). Natrio acetatas. Atkurta iš: chemicalbook.com
8. Wassermanas Robinas. (2019 m.). Natrio acetato panaudojimas. Atkurta iš: livestrong.com
9. Vaistų bankas. (2019 m.). Natrio acetatas. Atkurta iš: drugbank.ca