NATRIJEV ACETAT: STRUKTURA, SVOJSTVA, SINTEZA, UPORABE - KEMIJA - 2026

Natrijev acetat je natrijeva sol octene kiseline s od molekulske formule C ₂ H ₃ O ₂ Na. Sastoji se od sjajnog bijelog praha, koji je u osnovi prisutan u dva oblika: bezvodni i trihidrirani. Oboje su vrlo topljivi u vodi, univerzalno otapalo; ali nije tako topiv u alkoholima ili acetonu.

Bezvodni oblik ima gustoću, talište i vrelište s višim vrijednostima od onih koje predstavlja trihidratni oblik natrijevog acetata. To je zato što su molekule vode između miješati interakcija u Na ⁺ i CH ₃ COO ^- iona.

Izgled natrijevog acetata

Natrijev acetat je stabilan, posebno ako se čuva na temperaturi između 2 i 8 ° C; ali podložna je djelovanju jakih oksidacijskih sredstava i halogena.

Može se pripremiti reakcijom natrij bikarbonata s octenom kiselinom. Također, reakcijom octene kiseline s natrijevim hidroksidom. Obje su reakcije jednostavne za proizvodnju i jeftine; prvo se može obaviti i kod kuće.

Ova sol je malo toksični spoj. Izaziva iritaciju kože, samo nakon učestalog i neprekidnog kontakta. Lagano nadražuje oči, ali može nadražiti dišne ​​puteve. Nema podataka o štetnom učinku njegovog gutanja.

Ima brojne svrhe i primjene, ističući njegovu funkciju puferiranja pH, zajedno s octenom kiselinom. Acetatni pufer ima pKa = 4,7; što daje visoku učinkovitost regulacije pH u kiselom okruženju sa pH vrijednostima između 3 i 6.

Zbog svoje niske toksičnosti i svojstava, široko se koristi za pojačavanje okusa hrane, kao i kao sredstvo koje pruža zaštitu protiv kvarenja zbog svog djelovanja protiv mikroba.

Struktura natrijevog acetata

Acetatni i natrijevi ioni. Izvor: Shu0309

Slika iznad prikazuje ione koji čine bezvodni kristali natrijevog acetata (bez vode). Purpurni sferi odgovara na Na ⁺ kationa, i molekulski ion na svojoj lijevoj acetat, CH ₃ COO ^-, sa svojim atoma kisika predstavljen je crvenim sfere.

Ovi parovi, prema formuli CH ₃ COONa, u omjeru 1: 1; Za svaki CH ₃ COO ^- aniona, mora biti Na ⁺ kation privlači negativnog naboja i obratno. Dakle, privlačnosti između njih i odbijanja između jednakih naboja završavaju uspostavom strukturnih obrazaca koji definiraju kristal, čiji je minimalni izraz jedinična ćelija.

Rečena jedinična ćelija, poput kristala kao cjeline, varira ovisno o rasporedu iona u prostoru; nije uvijek isto, čak i za isti kristalni sustav. Na primjer, bezvodni natrijev acetat može tvoriti dva ortorombična polimorfa, od kojih je jedan prikazan dolje:

Jedinica ćelije ortorombičnih kristala natrijevog acetata. Izvor: Benjah-bmm27

Napomena raspored iona: četiri CH ₃ COO ^- iona proizvoljno zatvoriti NA ⁺ na takav način da su „crtati” iskrivljenu trg bazi piramide. Svaki od tih CH ₃ COO ^- pak djeluje zajedno s drugom susjednom Na ⁺.

Hidrirani kristali

Natrijev acetat ima visoki afinitet prema vodi; u stvari je deliquecent, odnosno zadržava vlagu sve dok se u njemu ne otopi. Što je veća vlažnost zraka, to se prije "topi". To je zato što i CH ₃ COO ^- i Na ⁺ mogu hidrirati, okružuju se s vodom molekulama koje usmjeravaju prema njihovim dipole njihove troškove (Na ⁺ OH ₂, CH ₃ COO ^- Hoh).

Kad se ta sol priprema u laboratoriju ili kod kuće, njen afinitet prema vodi je takav da se čak i pri normalnim temperaturama već dobiva kao hidrat; CH ₃ COONa · 3H ₂ O. njihovi kristali ortorombski zaustaviti se i postane monoklinski, jer danas sadrže tri molekule vode za svaki CH ₃ COO ^- i Na ⁺ par.

Svojstva

imena

-Natrijev acetat.

-Nodium ethanoate (IUPAC).

Molekulska masa

Bezvodni: 82,03 g / mol.

-Trihidrat: 136,03 g / mol.

Izgled

Izvrsni bijeli prah.

Miris

U ocat pri zagrijavanju do raspadanja.

Gustoća

Bezvodni: 1.528 g / cm ³ na 20 ° C.

-Trihydrate: 1,45 g / cm ³ na 20 ° C

Talište

-Bezvodni: 324 ° C (615 ° F, 597 K).

-Trihidrat: 58 ° C (136 ° F, 331 K).

Vrelište

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

-Trihidrat: 122 ° C (255 ° F, 395 K). Raspada se.

Topljivost

U vodi

Bezvodni: 123,3 g / 100 ml na 20 ° C.

-Trihidrat: 46,4 g / 100 ml na 20 ° C.

U metanolu

16 g / 100 g na 15 ° C.

U etanolu

5,3 g / 100 ml (trihidrat).

U acetonu

0,5 g / kg pri 15 ° C.

Kiselost

pKa: 24 (20 ° C).

lužnatost

pKb: 9,25. Ovdje je dokazano da je natrijev acetat osnovna sol jer ima pKb manje od pKa.

Indeks loma (ηD)

1464

Kalorični kapacitet

-100,83 J / mol · K (bezvodni).

-229,9 J / mol · K (trihidrat).

točka paljenja

Više od 250ºC.

Temperatura automatskog paljenja

600 ° C.

pH

8,9 (0,1M otopina na 25 ° C).

Stabilnost

Stabilan. Nekompatibilan sa jakim oksidantima i halogenima. Osjetljivo na vlagu.

reakcije

Natrijev acetat može tvoriti ester reakcijom s alkil halogenidom; na primjer, bromoetan:

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

Natrijev acetat dekarboksitira do metana (piroliza) u prisutnosti NaOH:

CH ₃ COONa + NaOH => CH ₄ + Na ₂ CO ₃

Reakcija je katalizirana cezijevim solima.

Sinteza

Natrijev acetat može se proizvesti jeftino u laboratoriju reakcijom natrij bikarbonata s octenom kiselinom:

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

Ovu reakciju prati prisutnost intenzivnog mjehurića u otopini, zbog raspada ugljične kiseline u vodu i ugljični dioksid.

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

Industrijski, natrijev acetat nastaje reakcijom octene kiseline s natrijevim hidroksidom.

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

Prijave

Toplinske vrećice

Natrijev acetat koristi se za proizvodnju termičkih vrećica.

U početku se kristali soli otope u volumenu vode da se pripravi otopina koja postaje prenasićena.

Tada se otopina zagrijava na temperaturu veću od 58 ° C, što je njezino talište. Prezasićena otopina se ostavi da se ohladi do sobne temperature i ne opaža se stvaranje kristala; otopina je prehlađena.

Odsutnost kristala objašnjava se činjenicom da su molekule tekućine previše neorganizirane i nemaju odgovarajuću orijentaciju da dosegnu temperaturu kristalizacije. Tekućina je u metastabilnom stanju, stanju neravnoteže.

S obzirom na nestabilnost pregrijane tekućine, bilo kakve smetnje su dovoljne za pokretanje kristalizacije. U slučaju termalnih vrećica, pritisne se mehanički dodatak koji miješa tekućinu i pokreće stvaranje kristala i očvršćavanje otopine natrijevog acetata trihidrata.

Kako dolazi do kristalizacije, temperatura raste. Kristali natrijevog acetata trihidrata poprimaju izgled leda, ali su vrući, zbog čega se nazivaju "vrućim ledom".

industrijski

-Natrijum acetat koristi se u tekstilnoj industriji kao sredstvo za bojenje tkanina

-Neutralizira otpad od sumporne kiseline

- Koristi se u preradi pamuka za proizvodnju pamučnih jastučića, koji se može koristiti u osobnom čišćenju i u medicinske svrhe

- Koristi se u kiselosti metala prije kromiranja

- Suradite tako da ne dolazi do vulkanizacije kloroprena u procesu proizvodnje sintetičke gume

-Uključuje u pročišćavanju glukoze

Koristi se u prevlačenju kože.

Medicinska upotreba

Natrijev acetat jedan je od spojeva koji se koriste za isporuku elektrolita koji se daju pacijentima intravenski.

Koristi se za ispravljanje razine natrija u hiponatremičnih bolesnika, također u korekciji metaboličke acidoze i alkalinizaciji urina.

PH puferska otopina

Koristi se kao regulator pH u mnogim, mnogim enzimatskim reakcijama koje se događaju između pH 3 i pH 6.

Različiti pH otopine acetatnog pufera doseže se izmjenom koncentracije octene kiseline i natrijevog acetata.

Tako, na primjer, za dobivanje pH od 4,5, puferska otopina ima koncentraciju octene kiseline 3,8 g / L i koncentraciju bezvodnog natrijevog acetata od 3,0 g / L.

Koncentracija acetatnog pufera može se povećati, povećavajući komponente otopine potrebne za postizanje željenog pH u istom omjeru.

Acetat / acetonitril pufer koristi se u kapilarnoj elektroforezi pri odvajanju fotoberberina.

Istraživački laboratoriji

-Nodium acetat je slabo nukleofilno sredstvo koje se koristi u anionskoj polimerizaciji β-laktona.

-Koristi se kao reagens u nuklearnoj magnetskoj rezonanci bioloških makromolekula.

Koristi se za ekstrakciju DNK iz stanica. Natrij je kation koji reagira na negativne naboje fosfata prisutnih u DNK, što pomaže u njihovoj kondenzaciji. U prisutnosti etanola, DNA stvara talog koji se može odvojiti u vodeni sloj.

Konzerviranje hrane

- Ploče sprečavaju rast bakterija, uz sprečavanje stvaranja viška kiselosti koja uzrokuje kvarenje hrane, održavajući na taj način specifičan pH.

- Natrij prisutan u acetatu pojačava okus hrane.

-Na natrijev acetat koristi se u pripremi kiselog povrća: krastavac, mrkva, luk itd. Osim toga koristi se u konzerviranju mesa.

Konzerviranje betona

Beton je oštećen djelovanjem vode, što skraćuje njegovo trajanje. Natrijev acetat djeluje kao betonsko brtvilo koje ga čini vodonepropusnim, produžujući početne karakteristike.

Pokusi mladih

Pokus 1

Jednostavan eksperiment je sinteza natrijevog acetata reakcijom natrij bikarbonata s ocatom (5% octene kiseline).

U čašu se stavi 30 ml octa i doda se približno 3,5 g sode bikarbone.

U reakciji nastaju natrijev acetat i ugljična kiselina. Kiselina se razgrađuje u ugljični dioksid i vodu. Stvaranje ugljičnog dioksida stvorit će intenzivno bubrenje unutar otopine.

Za prikupljanje natrijevog acetata voda uzrokuje isparavanje, zagrijavanjem otopine.

Eksperiment 2

Drugi jednostavan eksperiment je stvaranje kristala natrijevog acetata trihidrata.

Da bi se to postiglo, izvaga se oko 20 g natrijevog acetata trihidrata i stavi se u čašu, a zatim se doda 10 ml vode. Otopina se zagrijava na temperaturu iznad 58 ° C.

Natrijev acetat se potpuno otopi kako bi se osiguralo da je otopina prenasićena. Prethodno se Pietri tanjur stavlja na hladnu površinu.

Sadržaj čaše sa acetat trihidratom polako se izlije u posudu Pietri. Temperatura tekućine u kapsuli počinje padati, čak i ispod tališta, bez promatranja kristalizacije ili ukrućivanja natrijevog acetata trihidrata.

Obično za dobivanje kristalizacije natrijevog acetata trihidrata dodaje se mala količina soli koja služi kao jezgra kristalizacije. Drugi put dolazi do malih poremećaja otopine da se pokrene kristalizacija natrijevog acetata.

Kristali natrijevog acetata trihidrata imaju izgled leda, ali ako ih dodirnete pokazat će da su relativno vrući. Iz tog razloga, sol se naziva "vrući led".

Toksičnost

Natrijev acetat je vrlo slabo toksičan spoj. Također nije klasificiran kao osjetljiv na kožu i dišne ​​puteve.

Uz to, natrijev acetat nije klasificiran kao mutageno, kancerogeno ili reproduktivno toksično sredstvo za klice.

Ukratko, malo nadražuje oči. Respiratorni trakti mogu biti nadraženi nakon udisanja. Česti i stalan kontakt s kožom može uzrokovati iritaciju.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Neorganska kemija. (Četvrto izdanje). Mc Graw Hill.
2. WorldOfChemicals. (16. siječnja 2017.). Kako pripremiti natrijev acetat kod kuće? Oporavilo od: medium.com
3. Nacionalni centar za biotehnološke informacije. (2019). Natrijev acetat. PubChem baza podataka. CID = 517045. Oporavak od: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. S. Cameron, KM Mannan i MO Rahman. (1976). Kristalna struktura natrijevog acetata trihidrata. Acta Cryst. B32, 87.
5. Wikipedia. (2019). Natrijev acetat. Oporavilo sa: en.wikipedia.org
6. Helmenstine, Anne Marie, dr. Sc. (24. siječnja 2019.). Napravite vrući led od octa i sode bikarbone. Oporavilo od: misel.com
7. Kemijska knjiga. (2017). Natrijev acetat. Oporavilo od: chemicalbook.com
8. Wasserman Robin. (2019). Upotrebe natrijevog acetata. Oporavilo sa: livestrong.com
9. Drugbank. (2019). Natrijev acetat. Oporavak od: drugbank.ca