NATRIUMASETAATTI: RAKENNE, OMINAISUUDET, SYNTEESI, KÄYTTÖ - KEMIA - 2026

Natriumasetaattia on natriumsuola etikkahapon molekyylikaavan C ₂ H ₃ O ₂ Na. Se koostuu heikentyvästä valkoisesta jauheesta, jota on pääasiassa kahdessa muodossa: vedetön ja trihydratoitu. Molemmat ovat erittäin liukoisia veteen, yleiseen liuottimeen; mutta ei liukoinen alkoholiin tai asetoniin.

Vedetöntä muotoa on tiheys, sulamispiste ja kiehumispiste, joiden arvot ovat korkeammat kuin natriumasetaatin trihydraattimuodon esittämät. Tämä johtuu siitä, että vesimolekyylit häiritä välillä vuorovaikutusta Na ⁺ ja CH ₃ COO ^- ioneja.

Natriumasetaatti ulkonäkö

Natriumasetaatti on stabiili, varsinkin kun sitä säilytetään lämpötilassa 2 - 8 ° C; mutta se on herkkä voimakkaiden hapettimien ja halogeenien vaikutukselle.

Se voidaan valmistaa saattamalla natriumbikarbonaatti reagoimaan etikkahapon kanssa. Myös etikkahapon reaktion kanssa natriumhydroksidin kanssa. Molemmat reaktiot ovat helppoja tuottaa ja edullisia; ensimmäinen voidaan tehdä jopa kotona.

Tämä suola on vähän myrkyllinen yhdiste. Ärsyttää ihoa vain jatkuvan ja jatkuvan kosketuksen jälkeen. Se ärsyttää silmiä, mutta voi ärsyttää hengitysteitä. Sen nauttimisesta ei ole tietoa haitallisista vaikutuksista.

Sillä on lukuisia käyttötarkoituksia, mikä korostaa sen pH-puskurointitoimintaa yhdessä etikkahapon kanssa. Asetaattipuskurin pKa = 4,7; joka antaa korkean hyötysuhteen pH: n säätelyssä happamassa ympäristössä, jonka pH-arvot ovat välillä 3 - 6.

Alhaisen myrkyllisyytensä ja ominaisuuksiensa vuoksi sitä on käytetty laajalti parantamaan ruoan makua, samoin kuin ainetta, joka tarjoaa suojaa pilaantumiselta sen vaikutuksesta mikrobiin.

Natriumasetaatin rakenne

Asetaatti- ja natriumionit. Lähde: Shu0309

Yllä oleva kuva osoittaa ionit, jotka muodostavat vedettömät natriumasetaattikiteet (ilman vettä). Violetti pallo vastaa Na ⁺ kationi, ja molekyyli-ionin sen vasemmalla puolella on asetaatti, CH ₃ COO ^-, ja sen happiatomit, jota edustaa punainen aloilla.

Nämä parit, mukaan kaava CH ₃ COONa, ovat 1: 1-suhde; Kunkin CH ₃ COO ^- anioni, on oltava Na ⁺ kationi puoleensa sen negatiivisen varauksen ja päinvastoin. Siten niiden väliset vetovoimat ja yhtäläisten varausten väliset vasteet johtavat rakenteellisten kuvioiden muodostamiseen, jotka määrittelevät kiteen, jonka minimilmaisu on yksikkösolu.

Mainittu yksikkökenno, kuten kide kokonaisuutena, vaihtelee riippuen ionien sijainnista avaruudessa; se ei ole aina sama, edes samalle kiteiselle järjestelmälle. Esimerkiksi vedetön natriumasetaatti voi muodostaa kaksi ortorombilaista polymorfia, joista yksi on kuvattu alla:

Natriumasetaatin ortorombisten kiteiden yksikkösolu. Lähde: Benjah-bmm27

Huomaa järjestely ionien: neljä CH ₃ COO ^- ionien liittää Na ⁺ siten, että ne "vetää" vääristynyt neliö-pohjainen pyramidi. Kukin näistä CH ₃ COO ^- vuorostaan on vuorovaikutuksessa toisen viereisen Na ⁺.

Hydratut kiteet

Natriumasetaatilla on korkea affiniteetti veteen; itse asiassa se on kosteuttava, ts. se pitää kosteutta, kunnes se liukenee siihen. Mitä korkeampi kosteus, sitä nopeammin se "sulaa". Tämä johtuu siitä, että sekä CH ₃ COO ^- että Na ⁺ voivat hydratoitua, ympäröivät itsensä vesimolekyyleillä, jotka ohjaavat dipolejaan varauksiinsa (Na ⁺ OH ₂, CH ₃ COO ^- HOH).

Kun tätä suolaa valmistetaan laboratoriossa tai kotona, sen vesipitoisuus veteen on sellainen, että jopa normaaleissa lämpötiloissa se saadaan jo hydraattina; CH ₃ COONa · 3H ₂ O. Heidän kiteet eivät enää ole ortomombisia ja muuttuvat monokliinisiksi, koska ne sisältävät nyt kolme vesimolekyyliä jokaiselle CH ₃ COO ^- ja Na ⁺ -parille.

ominaisuudet

nimet

-Natriumasetaattia.

-Natriumetanoaatti (IUPAC).

Moolimassa

-Vedetön: 82,03 g / mol.

-Trihydraatti: 136,03 g / mol.

Ulkomuoto

Herkkä valkoinen jauhe.

Haju

Etikkaan kuumennettuna hajoamiseen.

Tiheys

-Anhydrous: 1,528 g / cm ³ 20 ° C: ssa

-Trihydrate: 1,45 g / cm ³ 20 ° C: ssa

Sulamispiste

-Vedetön: 324 ° C (615 ° F, 597 K).

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

Kiehumispiste

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

-Trihydraatti: 122 ° C (252 ° F, 395 K). Se hajoaa.

Liukoisuus

Vedessä

-Vedetön: 123,3 g / 100 ml 20 ° C: ssa.

-Trihydraatti: 46,4 g / 100 ml 20 ° C: ssa.

Metanolissa

16 g / 100 g 15 ° C: ssa.

Etanolissa

5,3 g / 100 ml (trihydraatti).

Asetonissa

0,5 g / kg 15 ° C: ssa.

Happamuus

pKa: 24 (20 ° C).

emäksisyys

pKb: 9,25. Tässä on selvää, että natriumasetaatti on emäksinen suola, koska sen pKb on pienempi kuin sen pKa.

Taitekerroin (ηD)

1464

Kalori kapasiteetti

-100,83 J / mol · K (vedetön).

-229,9 J / mol · K (trihydraatti).

syttymispiste

Yli 250ºC.

Itsesyttymislämpötila

600 ° C.

pH

8,9 (0,1 M liuos 25 ° C: ssa).

pysyvyys

Vakaa. Yhteensopimaton vahvojen hapettimien ja halogeenien kanssa. Herkkä kosteudelle.

reaktiot

Natriumasetaatti voi muodostaa esterin reagoimalla alkyylihalogenidin kanssa; esimerkiksi bromietaani:

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

Natriumasetaatti dekarboksyloi metaaniksi (pyrolyysi) NaOH: n läsnä ollessa:

CH ₃ COONa + NaOH => CH ₄ + Na ₂ CO ₃

Reaktiota katalysoivat cesiumisuolat.

Synteesi

Natriumasetaatti voidaan tuottaa edullisesti laboratoriossa saattamalla natriumbikarbonaatti reagoimaan etikkahapon kanssa:

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

Tähän reaktioon liittyy liuoksessa voimakasta kuplia, mikä johtuu hiilihapon hajoamisesta veteen ja hiilidioksidiin.

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

Teollisesti natriumasetaattia tuotetaan saattamalla etikkahappo reagoimaan natriumhydroksidin kanssa.

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

Sovellukset

Lämpölaukut

Natriumasetaattia käytetään lämpöpussien valmistukseen.

Aluksi suolakiteet liuotetaan tilavuuteen vettä liuoksen valmistamiseksi, joka muuttuu ylikylläiseksi.

Sitten liuos kuumennetaan lämpötilaan, joka on korkeampi kuin 58 ºC, mikä on sen sulamispiste. Ylikyllästetyn liuoksen annetaan jäähtyä huoneenlämpötilaan eikä kiteiden muodostumista ole havaittu; liuos jäähdytetään.

Kiteiden puuttuminen selittyy sillä tosiasialla, että nesteen molekyylit ovat liian epäjärjestyksellisiä eikä niillä ole oikeaa orientaatiota saavuttaa kiteytymislämpötilaa. Neste on metastabiilissa tilassa, epätasapainotilassa.

Ylijäähdytetyn nesteen epävakauden vuoksi kaikki häiriöt ovat riittäviä kiteytymisen aloittamiseksi. Lämpöpussien tapauksessa puristetaan mekaaninen kiinnitys nesteen sekoittamiseksi ja natriumasetaattitrihydraattiliuoksen kiteiden muodostumisen ja jähmettymisen aloittamiseksi.

Kiteytymisen tapahtuessa lämpötila nousee. Natriumasetaattitrihydraattikiteet saavat aikaan jäätä, mutta ovat kuumia, minkä vuoksi niitä kutsutaan "kuumaksi jääksi".

teollinen

- Natriumasetaattia käytetään tekstiiliteollisuudessa peitteinä kankaan värjäysprosessissa

-Nutraloi rikkihappojätteet

- Sitä käytetään puuvillan jalostukseen puuvillatyynyjen valmistukseen, joita voidaan käyttää henkilökohtaiseen puhdistukseen ja lääketieteellisiin tarkoituksiin

- Sitä käytetään metallien peittauksessa ennen niiden kromipinnoitusta

-Kolboboraatti siten, että synteettisen kumin valmistusprosessissa ei tapahdu kloropreenin vulkanointia

-Se osallistuu glukoosin puhdistukseen

-Käytetään nahkaparkinnassa.

Lääketieteelliseen käyttöön

Natriumasetaatti on yksi yhdisteistä, joita käytetään suonensisäisesti potilaille annettavien elektrolyyttien toimittamiseen.

Sitä käytetään natriumpitoisuuden korjaamiseen hyponatremmisillä potilailla, myös metaboolisen asidoosin ja virtsan alkaloinnin korjaamiseksi.

PH-puskuriliuos

Sitä käytetään pH: n säätelijänä monissa, monissa entsymaattisissa reaktioissa, jotka tapahtuvat pH: n 3 - 6 välillä.

Asetaattipuskuriliuoksen erilainen pH saavutetaan muuttamalla etikkahapon ja natriumasetaatin konsentraatiota.

Siten esimerkiksi pH: n 4,5 aikaansaamiseksi puskuriliuoksen etikkahappokonsentraatio on 3,8 g / l ja vedetön natriumasetaattipitoisuus 3,0 g / l.

Asetaattipuskurin konsentraatiota voidaan lisätä lisäämällä liuoksen komponentteja, jotka ovat tarpeen halutun pH: n saamiseksi samassa suhteessa.

Asetaatti / asetonitriilipuskuria käytetään kapillaarielektroforeesissa erotettaessa fotoberiinejä.

Tutkimuslaboratoriot

-Natriumasetaatti on heikko nukleofiilinen aine, jota käytetään β-laktonin anionisessa polymeroinnissa.

- Sitä käytetään reagenssina biologisten makromolekyylien ydinmagneettisessa resonanssissa.

- Käytetään DNA: n erottamisessa soluista. Natrium on kationi, joka on vuorovaikutuksessa DNA: ssa olevien fosfaattien negatiivisten varausten kanssa, mikä auttaa niiden kondensoitumisessa. Etanolin läsnä ollessa DNA muodostaa sakan, joka voi sitten erottua vesikerrokseksi.

Ruoan säilyttäminen

- Auttaa estämään bakteerien kasvua, estäen lisäksi ylimääräisen happamuuden muodostumisen, joka aiheuttaa ruuan pilaantumisen, ylläpitäen siten erityistä pH: ta.

-Asetaatissa oleva natrium parantaa ruoan makua.

-Natriumasetaattia käytetään marinoitujen vihannesten valmistukseen: kurkku, porkkana, sipuli jne. Lisäksi sitä käytetään lihan säilömiseen.

Betonin säilyttäminen

Betoni vaurioituu veden vaikutuksesta, mikä lyhentää sen kestoa. Natriumasetaatti toimii betonitiivisteenä, joka tekee siitä vedenpitävän ja pidentää alkuperäisiä ominaisuuksiaan.

Nuorisokokeet

Koe 1

Yksinkertainen koe on natriumasetaatin synteesi saattamalla natriumbikarbonaatti reagoimaan etikan (5% etikkahappo) kanssa.

30 ml etikkaa laitetaan dekantterilasiin ja lisätään noin 3,5 g bikarbonaattia.

Natriumasetaatti ja hiilihappo muodostuvat reaktiossa. Happo hajoaa hiilidioksidiksi ja vedeksi. Hiilidioksidin muodostuminen aikaansaa voimakkaan kuplinnan liuoksessa.

Natriumasetaatin keräämiseksi veden annetaan haihtua, kuumentaen liuosta.

Koe 2

Toinen yksinkertainen koe on natriumasetaattitrihydraatin kiteiden muodostuminen.

Tätä varten punnitaan noin 20 g natriumasetaattitrihydraattia ja asetetaan dekantterilasiin, sitten lisätään 10 ml vettä. Liuos kuumennetaan yli 58 ° C: n lämpötilaan.

Natriumasetaatti liuotetaan kokonaan sen varmistamiseksi, että liuos on ylikyllästetty. Aiemmin Pietri-malja asetettiin kylmälle pinnalle.

Asetaattitrihydraatin kanssa dekantterilasiin tehdyn dekantterin sisältö kaadetaan hitaasti Pietri-maljaan. Kapselissa olevan nesteen lämpötila alkaa laskea, jopa sulamispisteen alapuolelle, tarkkailematta natriumasetaattitrihydraatin kiteytymistä tai jähmettymistä.

Yleensä natriumasetaattitrihydraatin kiteytymisen aikaansaamiseksi lisätään pieni määrä suolaa toimimaan kiteytysydinnä. Toisinaan liuos häiriintyi pienesti natriumasetaatin kiteytymisen aloittamiseksi.

Natriumasetaattitrihydraattikiteillä on jäätä, mutta niiden koskettaminen osoittaa, että ne ovat suhteellisen kuumia. Tästä syystä suolaa kutsutaan "kuumaksi jääksi".

Myrkyllisyys

Natriumasetaatti on erittäin vähän myrkyllinen yhdiste. Sitä ei myöskään luokitella herkistäväksi iholle ja hengitysteille.

Lisäksi natriumasetaattia ei luokitella perimää vaurioittaviksi, syöpää aiheuttaviksi tai lisääntymiselle vaarallisiksi sukusoluiksi.

Lyhyesti sanottuna, se on lievästi silmä-ärsyttävä. Hengityselimet voivat ärsyttää hengitettyä. Toistuva ja jatkuva ihokosketus voi aiheuttaa ärsytystä.

Viitteet

1. Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
2. WorldOfChemicals. (16. tammikuuta 2017). Kuinka valmistaa natriumasetaattia kotona? Palautettu: medium.com
3. Kansallinen bioteknologiatietokeskus. (2019). Natriumasetaattia. PubChem-tietokanta. CID = 517045. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. S. Cameron, KM Mannan ja MO Rahman. (1976). Natriumasetaattitrihydraatin kiderakenne. Acta Cryst. B32, 87.
5. Wikipedia. (2019). Natriumasetaattia. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
6. Helmenstine, tohtori Anne Marie (24. tammikuuta 2019). Tee kuumaa jäätä etikasta ja leivinmasta. Palautettu osoitteesta: gondo.com
7. Kemikaalikirja. (2017). Natriumasetaattia. Palautettu osoitteesta: kemikaalikirja.com
8. Wasserman Robin. (2019). Natriumasetaatin käyttö. Palautettu sivustolta: livestrong.com
9. Drugbank. (2019). Natriumasetaattia. Palautettu osoitteesta: drugbank.ca