Struktura kwasu perracetowego, właściwości, uzyskiwanie, zastosowania

On kwas nadoctowy Jest to ciekłego związku organicznego, którego wzorem chemicznym wynosi c₂H₄ALBO₃. Jest to nadtlenek kwasu octowego, więc jest również znany jako kwas perksetyczny. Jego cząsteczka jest podobna do cząsteczki kwasu octowego CH₃COOH, ale z dodatkowym tlenem w karboksylu.

Należy do klasy nadtlenków organicznych, które są cząsteczkami stworzonymi przez człowieka. Od 1902 r. To działanie może w niektórych przypadkach ćwiczyć w stężeniach tak niskich jak 0,001%.

Kwas nadoctowy. Autor: Marilú Stea.

Ta właściwość sprawia, że ​​jest szeroko stosowana w klinikach i szpitalach do sterylizacji sprzętu medycznego, z dodatkową zaletą, że ich produkty rozkładowe nie są toksyczne dla ludzi.

Rozwiązania PAA silnie utleniają, cecha, która została użyta do wybielania pulpy papierowej lub pralni. Dotyczy również wykonywania reakcji chemicznych, w których wymagana jest ta właściwość, takie jak epoksydacja i hydroksylacja.

Jego utlenianie i działania dezynfekujące wykorzystano w czyszczeniu sprzętu, w którym przetwarzane są żywność i napoje. Ponadto jest żrący w niektórych metalach, a po przechowywaniu musi być trzymane z dala od związków organicznych lub łatwo utlewalnych.

Powiedź, że twoje skoncentrowane roztwory mogą być wybuchowe, dlatego musi najlepiej przygotowywać i przechowywać w zimnych miejscach. Jego potajemna siła dotyczy również skóry, błon śluzowych i tkanek człowieka, więc należy ją manipulować ostrożnością i sprzętem ochronnym.

[TOC]

Struktura

Kwas perxyoctowy ma cząsteczkę bardzo podobną do cząsteczki kwasu octowego, ale z dodatkowym tlenem w strukturze grupy -COOH, ponieważ ma 3 atomy tlenu zamiast dwóch.

Struktura kwasu otworowego. Autor: Su-no-g. Źródło: Selfmade. Źródło: Wikipedia Commons.

Nomenklatura

- Kwas nadoctowy

- Kwas perxyoctowy

- Kwas etanooperoksoinowy

- PAA (angielski akronim Kwas peroksoctowy).

Nieruchomości

Stan fizyczny

Przezroczysty bezbarwny płyn z ostrym zapachem octu.

Waga molekularna

76,05 g/mol

Punkt wrzenia

110 ° C (z eksplozją)

Temperatura zapłonu

40,5 ° C (metoda otwartego kubka)

Temperatura samokierowania

200 ° C (jest to temperatura spontanicznie)

Gęstość

1 226 g/cm³ w 15 ° C

Breja

3280 CP przy 25,6 ° C

Współczynnik załamania światła

1 3974 do 20 ° C

Rozpuszczalność

Jest mieszany z wodą w dowolnym proporcji. Jest rozpuszczalny w polarnych rozpuszczalnikach organicznych, takich jak etanol. Lekko rozpuszczalne w aromatycznych rozpuszczalnikach. Bardzo rozpuszczalne w eterze i kwasie siarkowym.

Ph

Mniej niż 2.

Stała dysocjacji

Pk_Do = 8,20 do 25 ° C (jest słabszy niż kwas octowy, który ma PK_Do = 4,8)

Właściwości chemiczne

Jako kwas, PAA jest znacznie słabsza niż kwas, z którego przychodzi kwas octowy.

Przedstawia wysoki potencjał jako utleniacz. Jest wysoce reaktywny, więc jest trudny do przechowywania, a to ograniczyło jego użycie.

Jego produkty degradacji to kwas octowy CH₃COOH, tlen lub₂, Nadtlenek wodoru h₂ALBO₂ i woda h₂ALBO. H₂ALBO₂ z kolei degraduje się do wody i tlenu. Wszystkie te związki są bezpieczne dla środowiska.

Jest to środek epoksydacyjny i hydroaksilatu dla wiązań olefinowych (podwójne łącza C = C). Oznacza to, że aktywnie uczestniczy w tworzeniu epoksydów w podwójnych wiązaniach cząsteczek organicznych i w dodaniu w tych grupach -OH.

PAA jest żrący w stosunku do niektórych metali, takich jak gładka stal, ocynkowana żelazo, miedź, mosiądz i brąz. Inne metale są odporne, takie jak stal nierdzewna, czyste aluminium i żelazo tkankowe.

Może ci służyć: związek chemiczny

Atakują syntetyczne i naturalne dziąsła i wydobywa plastyfikator niektórych polimerów winylowych.

Ma ostry i akrowy zapach przypominający kwas octowy (kwas octowy jest głównym składnikiem octu).

Uzyskanie

Poprzez reakcję lodowcowego kwasu octowego (bezwodne, to znaczy bez wody) z nadtlenkiem wodoru H₂ALBO₂ W obecności kwasu mineralnego (takiego jak kwas siarkowy H₂południowy zachód₄), część roztworów utlenionych kwasu octowego i wodnych roztworów na kwasu, kwasu octowego i H₂ALBO₂.

Uzyskanie wodnych roztworów kwasowych. Autor: Marilú Stea

H₂południowy zachód₄ działa jak katalizator lub akcelerator reakcji. Stosowane są środki stabilizatora, takie jak pirydyna-2,6-dikarboksylowy kwas.

Jeśli roztwory te są destylowane, można uzyskać wyższe stężenie o zastosowaniu.

Można go również uzyskać przez utlenianie acetaldehydu CH₃Cho z ozonem lub₃, lub przez reakcję bezwodnika octowego (CH₃WSPÓŁ)₂Lub z h₂ALBO₂.

Innym sposobem na uzyskanie go w miejscu, w którym jest to wymagane, jest dodanie tetra-acetylo-etylendiaminy (TAED) do alkalicznego roztworu H H₂ALBO₂.

Aplikacje

W medycynie jako sterylizator sprzętu

PAA działa jako środki dezynfektywne sprzętu medycznego w klinikach, szpitalach, biurach medycznych i dentystycznych.

Sterylizowany sprzęt dentystyczny. Autor: Daniel Frank. Źródło: Pexels.

Niektóre źródła podają, że ich działanie przeciwko mikroorganizmom można klasyfikować, a także: Bakterie> Wirus> Bakterie zarodniki> Protozoan Cysts. Oznacza to, że jest bardziej skuteczny wobec bakterii i mniej skuteczny w stosunku do torbieli pierwotniaków.

W badaniach przeprowadzonych na temat bakteriobójczego działania PAA i innych środków dezynfekujących na wysokim poziomie Staphylococcus aureus I Pseudomonas aeruginosa W wyposażeniu endoskopii PAA okazało.

On Staphylococcus aureus Może wytwarzać infekcje w tkankach miękkich, w skórze, zapaleniu płuc i infekcji tkanek serca. Pseudomonas aeruginosa Może produkować zapalenie płuc.

Bakterie tworzą biofilmy, które chronią je przed bodźcami zewnętrznymi lub stresem, poprzez grubą warstwę białek pozakomórkowych, polisacharydów i kwasów nukleinowych.

Te biofilmy są wysoce oporne na typowe antybiotyki i środki dezynfekujące. W zespołach takich jak endoskopy są zwykle tworzone w wąskich kanałach, ze względu na niezbyt odpowiednie lub nie skuteczne procedury czyszczenia i dezynfekcji.

PAA atakuje te biofilmy prawdopodobnie przez utlenianie najbardziej wrażliwych wiązań cząsteczkowych białek, enzymów i innych metabolitów. To prowadzi do pęknięcia ścian komórkowych zarodków, ich zarodników i torbieli.

Ponadto, podczas penetracji komórki, PAA może utleniać niezbędne enzymy, szkodząc transportowi cząsteczek i istotnych procesów biochemicznych.

Czasy dezynfekcji ustalono od kilku lat, ale podczas niektórych badań zaobserwowano, że leczenie PAA spowodowało zmiany w kształcie komórek po zaledwie 5 minutach, z tworzeniem się worków lub wybrzuszeniami w ścianie komórkowej bakterii i zapadnięciem się komórkową Struktury mikroorganizmów po 30 minutach.

Chociaż PAA wyróżniała się ze względu na swoją prędkość, naukowcy zalecili ponowne ponowne ponowne czasy ustalone w protokołach czyszczenia i dezynfekcji, zwiększając je dla większości antyseptyków na wysokim poziomie, aby zapewnić całkowitą skuteczność ich.

Jednym z negatywnych aspektów PAA jest to, że istnieją pewne patogeny, do których nie jest bardzo skuteczne, takie jak torbiele Giardia Lamblia i Cryptosporidium parvum (pasożyty, które mogą wytwarzać biegunkę lub inne warunki jelitowe).

W oczyszczaniu ścieków

Dezinfekcyjny wpływ PAA na ścieki miejskie lub branże był badany od ponad 30 lat.

Może ci służyć: wodorek potasu: struktura, formacja, właściwościResztkowy oczyszczalnia wody. Autor: Michal Jarmoluk. Źródło: Pixabay.

Wśród jego zalet jest szerokie spektrum jej aktywności bakteriobójczej nawet w obecności materii organicznej, a także fakt, że dla środowiska nie generują żadne szkodliwe produkty wtórne.

Skuteczność jego działania wydaje się zależeć między innymi czynnikami ilości materii organicznej obecnej w ścieku, od rodzaju i ilości mikroorganizmów, które mają zostać wyeliminowane, od stężenia PAA w wodzie, które ma być poddane obróbce, pH i Czas trwania leczenia.

W niektórych przypadkach PAA okazało się lepsze niż podchloryn sodu w celu dezynfekcji ścieków w klimatach tropikalnych i jest skuteczny przeciwko wirusowi cholery, wśród wielu innych patogenów.

Jednak jednym z negatywnych punktów jest to, że z powodu pozostałego kwasu octowego po dezynfekcji ścieki wodne są obciążone materią organiczną, co zwiększa ryzyko nowego wzrostu mikroorganizmów.

Z drugiej strony jest to drogi produkt, więc nie jest jeszcze bardzo konkurencyjny na przykład w przypadku podchlorynu sodu z powodu tego aspektu.

W branży spożywczej

Bycie silnym środkiem utleniającym jest bardzo skuteczne przeciwko mikroorganizmom w niskich temperaturach, co spowodowało jego szerokie zastosowanie jako bakteriobójcze i grzybobójcze w przetwarzaniu żywności i napojów.

Obejmuje to rośliny przetwarzania mięsa i kurczaka, nabiał, browar, winiarzy lub winnice wina i napoje bezalkoholowe. We wszystkich tych miejscach PAA dotyczy idealnego czyszczenia In situ (w miejscu).

Enzymy występujące w niektórych pokarmach, takich jak peroksydaza i katalaza, które dezaktywują nadtlenek wodoru H₂ALBO₂, Nie wywierają szkodliwego wpływu na spożywanie kwasu. Odpady białkowe również go nie szkodzą.

Ze względu na fakt, że w żywności PAA rozkłada się w kwasie octowym i wodorze wodorze, jego zastosowanie jest uważane za bezpieczne w zastosowaniach, w których żywność nie jest przepłukana.

Służy jako dezynfekujący i sterylizujący dla zbiorników ze stali nierdzewnej i szklanej, rur i zbiorników, które służą do transportu i przechowywania napojów.

Zbiorniki ze stali nierdzewnej do przechowywania piwa. Autor: Roberta Keiko Kitahara Santana. Źródło: Unspash.

Jego charakterystyka do generowania produktów nietoksycznych i że w wysokim rozcieńczeniu nie wytwarzają smaków ani zapachów, stanowią oszczędności czasu i pieniędzy dla tych branż.

W branży miazgi i papieru

Kwas perracetowy jest ważnym środkiem pozbawionym chloru w technologii wybielania w branży produkcji pulpy papierowej.

Niektórzy autorzy uważają kwas okretowy za aktywowaną pochodną H₂ALBO₂, Gdzie jeden z hydrogenów został zastąpiony grupą ACILO CH₃C (= o)-.

W rezultacie, co kwas w reaguje z substratami organicznymi w większym stopniu niż H₂ALBO₂ i to można zastosować w reakcjach utleniania w bardziej umiarkowanych warunkach niż w przypadku H₂ALBO₂.

W warunkach neutralnych lub umiarkowanie alkalicznych jonowe peracetan CH₃C (= O) OO- za to, że jest silnym nukleofilem (jest go przyciągany przez atomy z niedoborem elektronów), selektywnie wymieszaj chromofory lub kolorowe związki obecne w pulpie papierowej.

To pozwala tym branżom mieć bardzo skuteczny wybielacz i których odpady nie zanieczyszczają ich wodnych ścieków.

Może ci służyć: jaki jest błąd?

W produkcji innych związków chemicznych

Kwas perracytowy służy jako utleniacz do przygotowania związków epoksydowych, jako katalizator do produkcji żywic poliestrowych i uzyskiwania kaprolaktamu i glicerolu.

W odzyskiwaniu polimerów do recyklingu

Niektórym badaczom udało się odzyskać przydatne materiały podczas obróbki niektórych odpadów polimerowych za pomocą rozwiązań PAA.

Proces przeprowadza się przez utlenianie pewnych odpadów polimerów wzmocnionych włóknem węglowym z aktywności lotniczej, roztworami kwasu lodowcowego i nadtlenkiem wodoru.

W ten sposób wygenerowane jest, aby kwas generował In situ, który rozkłada żywicę epoksydową o 97%, pozostawiając nienaruszone włókno węglowe.

Następnie odzyskuje się destylację ponad 90% kwasu octowego, co powoduje dodatkowy rozkład polimeru, który generuje odzyskane związki alifatyczne i fenolowe.

Włókno węglowe jest uzyskiwane czyste i utrzymuje jego długość i odporność na trakcję porównywalną z długości włókien dziewiczych.

Włókno węglowe. CJP24 [domena publiczna]. Źródło: Wikipedia Commons.

Proces przeprowadzany jest w miękkich warunkach, bez emisji gazowych, co czyni go przyjaznym dla środowiska.

W praniu

Ze względu na moc utleniającą kolorowe związki, kwas okacyjny jest wykorzystywany do bielenia prania. W takich przypadkach stosuje się mieszaninę tetra-atylo-etylendiaminy z H₂ALBO₂ W pożywce alkalicznej, aby uzyskać go na stronie.

Jego przedział zastosowania jest bardzo szeroki, ponieważ może być stosowany w twardych wodach lub zawiera wysoki odsetek soli wapnia i magnezu, w pH od 3,0 do 7,5 i temperatury od 0 do 40 ° C.

Ryzyko

Kwas perracytowy lub PAA może być wysoce żrący. Jest silnie irytujący dla skóry i oczu.

Jeśli ich roztwory są spożywane, spowoduj korozję błon śluzowych jamy ustnej, gardła, przełyku i przewodu pokarmowego, powodując ból i trudności z połykaniem.

Jeśli ich opary są wdychane.

Rozwiązania zawierają. Mogą rozłożyć wybuchowo. Jeśli stężenie PAA w roztworze przekracza 56% może wywołać z powodu gwałtownego parowania kwasu octowego.

Należy unikać ciepła. Jest uważany za łatwopalny ciecz. Jego rozkład jest gwałtowny z eksplozji w temperaturze 110 ° C. Musi być przechowywany w świeżych miejscach, najlepiej w chłodzeniu lub w bardzo dobrze wentylowanych miejscach.

Jest to zatem silnie utleniający w kontakcie z materiałami organicznymi. Po przechowywaniu należy go izolować z innych związków, zwłaszcza organicznych, paliwa, łatwopalnych lub utlewalnych związków. Musi być oddzielony od kwasów, alkaliów i metali ciężkich.

Po podgrzaniu do rozkładu emituje akry i irytujące opary, które podrażniają oczy, nos i gardło.

Jeśli jest rozlany, nie należy jej dopuścić do pływania do drenach, ponieważ w tych niebezpieczeństwach ognia lub wybuchu jest tworzone.

Jako zalecane są środki zapobiegawcze do obsługi, gumowe rękawiczki i odzież ochronna, ochrona twarzy lub ochrony oka (okulary lub szklanki bezpieczeństwa), ochrona oddechowa i nie jedzenie, picie lub palenie podczas pracy z roztworami.

Bibliografia

1. LUB.S. National Library of Medicine. (2019). Kwas nadoctowy. Odzyskane z: Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov
2. Das, m. i in. (2018). Skuteczna metoda reycling odpadów CFRP przy użyciu kwasu okretowego. ACS Zrównoważona chemia i inżynieria. Odzyskane z pubów.ACS.org.
3. Chińczycy, t. i in. (2017). Morfologiczne bakteriobójcze szybko działające efekty kwasu okretowego, dezynfekującego wysokiego poziomu, przeciwko Staphylococcus aureus I Aeruginous pseudomcas Biofilmy w rurkach. Odporuj na leki przeciwmionowe kontrola infekcji. 2017: 6: 122. NCBI odzyskało.NLM.Nih.Gov.
4. Chleb, g.X. i in. (1999). Reaktywność kwasu ferulowego i jego czerpią w kierunku pozycji wodorowej i kwasu otworowego. J. Rolnictwo. Żywność Chem. 1999, 47, 3325-3331. Odzyskane z pubów.ACS.org.
5. Kitis, Mehmet. (2004). Rozkoszkowanie ścieków za pomocą kwasu okretowego: przegląd. Environment International 30 (2004) 47-55. Odzyskane z naukowym.com.