Способы получения ацетата натрия

Ацетат натрия (свойства и применение)

Это химическое вещество многие знают под бытовым названием «горячий лед». На самом деле, ацетат натрия (C₂H₃O₂Na) представляет собой искусственные кристаллы тех солей, которые входят в состав уксусной кислоты. Данное вещество широко распространено в природе. Оно имеется в составе многих клеток растительного и животного происхождения, поэтому ацетат натрия можно обнаружить во многих фруктах и ягодах. Также его образование происходит в ходе бактериальной ферментации, что приводит к его появлению в кисломолочных продуктах.

Свойства химического вещества

Ацетат натрия не без основания назвали «горячим льдом», поскольку в экзотермическом процессе кристаллизации он сильно нагревается. Это вещество имеет кристаллическую структуру. Оно практически бесцветно и имеет слабо выраженный запах уксусной кислоты. Его кристаллы обладают отличительной чертой: в эфире и спирте они очень плохо растворяются, а вот во время взаимодействия с водой они очень быстро превращаются в раствор ацетата натрия. Так, 76 г этого вещества растворяется в 100 мл H₂O. Ацетат натрия обладает низким уровнем токсичности и не горюч. Удельная теплота его плавления составляет 264-289 к, а температура разложения: 324 °C. Ацетат натрия, тригидрат которого имеет точку плавления 58 °C, при нагревании до 100 °C в емкости, находящейся к кипятке, растворяется в своей кристаллизационной воде (расплавляется). Таким образом, он преобразуется в раствор. При его охлаждении наблюдается перенасыщение этого вещества в воде. Такой раствор замечательно переохлаждается до температуры 20-24 °C без образования его твердой фазы. После нажатия на металл в емкости происходит образование центра кристаллизации. В процессе роста он заставляет этот раствор преобразовываться в твердую фазу тригидрата натриевого ацетата. Этот процесс сопровождает значительное выделение тепла (264-289 кДж/кг).

Способы получения ацетата натрия

Как сделать ацетат натрия в домашних условиях

Другими словами, получение ацетата в домашних условиях называют «гашением соды». В результате этой химической реакции получается нестойкое соединение, моментально разлагающееся на воду и углекислый газ. Во время выпаривания получившегося раствора образуется кристаллический ацетат натрия. Как правило, для его получения берут соду и кислоту в соотношениях: 84 г гидрокарбоната натрия с 750 г винного уксуса (8%) или с 86 г уксусной эссенции (70%). В последнем случае выпаривание не понадобится. В результате реакции получается около 80 г ацетата натрия.

Другие названия ацетата натрия

Чаще всего для обозначения данного вещества используют такие его синонимы: натриевая соль уксусной кислоты, натриевый ацетат, натрия этаноат.

Применение ацетата натрия в качестве пищевой добавки

Данное вещество применяют в различных отраслях. Так, в пищевой промышленности его используют в качестве консерванта под обозначением Е262. На сегодняшний день производство некоторых продуктов питания без него не обходится. Так, ацетат натрия добавляют в муку для защиты хлебобулочных изделий от так называемой «картофельной болезни», вызываемой спорообразующими бактериями Bacillus mesentericus, очень распространенными в природе. При производстве чипсов также используют эту добавку для придания им приятного вкуса и аромата. Е262 добавляют и в овощные консервы, поскольку ее воздействие на продукты смягчает очень острый привкус уксусной кислоты. Многие люди очень настороженно относятся к различного рода пищевым добавкам. На самом деле, Е262 благодаря своей низкой токсичности разрешена к применению во всех европейских странах. В РФ также не устанавливалась максимальная ежедневная доза употребления ацетата натрия.

Использование в медицине

Также не редко использование данного вещества в медицинских целях. Оно имеется в составе многих лекарственных средств. Так, в частности, его можно обнаружить во многих мочегонных препаратах. Ацетаты натрия применяются в качестве ощелачивающих средств при матаболическом ацидозе и гипонатриемии.

Применение вещества в других отраслях

Помимо вышеперечисленных областей применения ацетат натрия используют в текстильной промышленности и строительстве. Данное вещество используется для нейтрализации уже отработанной серной кислоты, попадающей в сточные воды. Ацетат натрия применяют как фоторезист в процессе обработки тканей анилиновыми красителями. Он также используется в процессе дубления кож солями хрома (протравливание). Ацетат натрия во время производства синтетических резин замедляет вулканизацию хлоропрена. Его используют как противоморозную добавку для любых разновидностей бетона при производстве монолитных конструкций. Это вещество применяют в производстве так называемых «химических» обогревателей и грелок. Это обусловлено его способностью нагреваться до довольно высоких температур. Ацетат натрия является основным компонентом широко распространенной смеси под названием «горячий лед». Применяется это вещество и в производстве уксусного ангидрида, мыл, ацетилхлорида, ацетатов меди, винилацетата и других химикатов. Он используется как катализатор поликонденсации и компонент кислотных закрепителей для фотографий. Его применяют для получения электролитов и буферных растворов в гальванотехнике.

Негативные свойства вещества

Хотя ацетат натрия и малотоксичен, чрезмерное его употребление все-таки может нанести заметный ущерб здоровью человека. Так, его не рекомендуют людям, страдающим от таких заболеваний: артериальная гипертензия, вегето-сосудистая дистония, дисбактериоз. Следует значительно ограничить потребление продуктов, содержащих Е262 и тем, у кого наблюдаются проблемы с кишечником, мочевыводящими путями, печенью, желчным пузырем. Это обусловлено тем, что ацетат натрия в кишечники нередко превращается в токсичные нитраты, обладающие канцерогенным действием. Именно поэтому медики предупреждают о том, что чрезмерное потребление продуктов, содержащих Е262, может привести к образованию злокачественных опухолей, отравлениям и возникновению аллергических реакций. Ацетат натрия нельзя применять при производстве детских пищевых продуктов, поэтому наличие на упаковке маркировки Е262 является серьезной причиной отказа от их покупки.

Признаки отравления ацетатом натрия

К ним относятся: головокружение, головная боль, бледность кожи, острые болевые ощущения в животе, нарушение координации, затруднение дыхания, судороги, обмороки.

Взаимодействие ацетата натрия с другими веществами

Сочетание этого химиката с муравьиной кислотой дает аддукты. В результате его соединения с оксидом азота образуется нитрит натрия и уксусный ангидрит. Такие вещества, как ацетат натрия + концентрированная серная кислота, в соединении дают уксусную кислоту.

Источник

Формула ацетата натрия, получение, свойства, риски и применение

ацетат натрия, также известный как этаноат натрия (сокращенно NaOAc), представляет собой натриевую соль уксусной кислоты. Его химическая формула CH₃COONa и имеет ионную связь между ионом натрия и ионом ацетата.

Это химическое соединение естественным образом присутствует в тканях растений и животных. Это может быть найдено в любой форме, безводной или тригидратированной. Оба иона, Na + и СН₃COO — присутствуют в организмах и выполняют жизненно важные функции: ион натрия в качестве регулятора общего количества воды в организме и ион ацетата в качестве акцептора водорода (формула ацетата натрия, 2005-2017).

• 1 Подготовка
• 2 Физические и химические свойства
• 3 Реактивность и опасности
• 4 Обработка и хранение
• 5 Использование и применение
• 6 Ссылки

подготовка

Ацетат натрия — это соединение, которое может быть приготовлено простым и доступным способом для любого. Обычно его подготовка называется «эксперимент с горячим льдом», так как кристаллизация напоминает воду в твердом состоянии (ученый, 2016).

Для приготовления ацетата натрия нужен только уксус (уксусная кислота) и карбонат натрия или бикарбонат натрия. Просто добавьте бикарбонат в уксус, производя шипучую реакцию, так как он выделяет углекислый газ в соответствии с реакциями.

Карбонат или бикарбонат натрия могут быть замещены гидроксидом натрия (щелок), где ацетат натрия и вода образуются в соответствии с реакцией:

СН₃COOH + NaOH → CH3COONa + H₂О

Эта реакция не вызывает всплеска, однако имеет тот недостаток, что с гидроксидом натрия труднее обращаться, чем с бикарбонатом..

Чтобы получить эффект кристаллизации (или эффект горячего льда), раствор должен быть перенасыщен при нагревании, чтобы растворить бикарбонат в избытке. Затем закрытый контейнер охлаждают и затем перекристаллизовывают. Впоследствии кристаллы фильтруют и измельчают для хранения (degroof, S.F.).

Физико-химические свойства

Ацетат натрия представляет собой белое гигроскопичное стекло с запахом уксуса.

В случае безводной формы соединения оно имеет молекулярную массу 82,03 г / моль и плотность 1,5 г / мл. Температура плавления составляет 324 градуса по Цельсию, а температура кипения — 881,4 градуса по Цельсию..

В его тригидратированной форме он имеет молекулярную массу 136,03 г / моль и плотность 1,45 г / мл. Точки плавления и кипения резко уменьшаются до 58 градусов Цельсия и 122 градусов Цельсия соответственно.

Ацетат натрия очень хорошо растворяется в воде. Растворимость тригидратной формы составляет 46,5 г ацетата натрия в 100 мл воды при температуре 20 градусов Цельсия, а в безводной форме она может растворять 123 грамма на 100 мл воды (Национальный центр биотехнологической информации, 2017 г. ).

Обе формы растворимы в ацетоне, метаноле, гидразине, а тригидратная форма растворима в этаноле. Ацетат натрия имеет моноклинную кристаллическую структуру (Royal Society of Chemistry, 2015).

Ацетат натрия является сопряженным основанием уксусной кислоты, поэтому вы можете использовать раствор уксусной кислоты / ацетата натрия для приготовления буферных растворов, чтобы контролировать pH.

Раствор ацетата натрия в воде слабо щелочной. Когда температура выше 324 градусов по Цельсию, эта соль разлагается, образуя пары уксусной кислоты.

Реактивность и опасности

Ацетат натрия классифицируется как стабильное соединение и несовместим с окислителями. При нагревании может выделять пары уксусной кислоты и выделять СО₂. Соединение может быть горючим при высоких температурах с выделением СО и СО₂.

Безопасность ацетата натрия была тщательно изучена на животных моделях крыс и мышей. При пероральном введении смертельная доза, которая убивает половину популяции крыс, составляет 3530 мг ацетата натрия на кг веса тела крысы..

При вдыхании вместо приема внутрь доза, необходимая для того, чтобы убить половину популяции крыс, намного выше, более 30 г / м3 в час..

У мышей подкожная или подкожная инъекция 3200 мг / кг массы тела убивает половину популяции мышей, аналогично проглатыванию ацетата натрия у крыс..

Однако у мышей при оральном приеме они могут противостоять гораздо большему, чем крысы; смертельная доза для половины популяции мышей составляет 6891 мг / кг массы тела.

У людей вдыхание ацетата натрия может вызвать кашель и боль в горле, в то время как прямой контакт с кожей или глазами может вызвать покраснение и раздражение. Однако и в целом токсичность для человека минимальна (WASSERMAN, 2015).

Это может вызвать раздражение желудочно-кишечного тракта с болью в животе, тошноту, рвоту и повлиять на мочевую систему. Вдыхание соединения может вызвать раздражение дыхательных путей. Симптомы могут включать кашель, боль в горле, одышку и боль в груди.

В случае попадания в глаза, контактные линзы должны быть проверены и удалены. Глаза следует немедленно промыть большим количеством воды в течение не менее 15 минут. Вы можете использовать холодную воду. В случае раздражения следует обратиться к врачу.

При попадании на кожу ее следует промыть водой с мылом. Вы можете использовать холодную воду. Раздраженная кожа покрыта смягчающим средством. Как и при попадании в глаза, при возникновении раздражения следует обратиться к врачу..

При вдыхании пострадавшего следует перенести в прохладное место. Если не дышать, следует применять искусственное дыхание. Если дыхание затруднено, необходимо обеспечить кислород. Еще раз, необходимо немедленно получить медицинскую помощь.

В случае проглатывания не следует вызывать рвоту, если это прямо не указано медицинским персоналом. Никогда не давайте ничего человеку без сознания.

Свободную одежду, такую ​​как воротник рубашки, галстук или ремень, следует расстегнуть. При появлении симптомов следует обратиться к врачу (паспорт безопасности материала Безводный ацетат натрия, 2013 г.).

Обработка и хранение

-Смесь следует хранить вдали от источников тепла и источников возгорания.

-Пустые контейнеры представляют опасность возгорания, испаряют остаток под вытяжкой

-Электрооборудование должно быть заземлено во избежание искрения

-Не глотать и не вдыхать пыль

-Нужно носить правильную защитную одежду

-В случае отсутствия вентиляции следует использовать соответствующее дыхательное оборудование.

-В случае проглатывания следует немедленно обратиться к врачу и показать упаковку или этикетку.

-Реагент следует хранить вдали от несовместимых веществ, таких как окислители и кислоты..

-Храните контейнер плотно закрытым, в дополнение к хранению контейнера в прохладном и хорошо проветриваемом месте..

Использование и приложения

Ацетат натрия используется в самых разных отраслях промышленности. В текстильной промышленности ацетат натрия нейтрализует отходящие потоки серной кислоты, а также в качестве фоторезиста при использовании анилиновых красителей. Это улучшает качество готовых тканей.

На фотографии ацетат натрия является частью раствора проявителя и действует как фоторезист. Ацетат натрия используется для смягчения ущерба, наносимого бетону водой, действуя в качестве герметика, при этом будучи экологически безопасным и более дешевым, чем обычно используемая эпоксидная альтернатива для герметизации бетона от проникновения воды..

Он также является травящим агентом при дублении хрома и помогает предотвратить вулканизацию хлоропрена при производстве синтетического каучука. При обработке хлопка для одноразовых ватных дисков ацетат натрия используется для устранения накопления статического электричества..

Добавленный в пищу ацетат натрия действует как консервант и вкусовой агент. В частности, картофельные чипсы с ацетатом натрия имеют характерный «соль и уксус» вкус.

Ацетат натрия также используется в грелках, грелках для рук и горячем льду. Кристаллы тригидрата ацетата натрия расплавляются при 58,4 ° С, растворяясь в их кристаллизационной воде.

При нагревании выше температуры плавления и последующем охлаждении водный раствор становится перенасыщенным. Этот раствор способен охлаждаться до комнатной температуры без образования кристаллов.

При вдавливании металлического диска в грелку образуется центр зародышеобразования, в результате чего раствор кристаллизуется обратно в твердый тригидрат ацетата натрия. Процесс образования связи кристаллизации является экзотермическим. Скрытая теплота плавления составляет примерно 264-289 кДж / кг..

В отличие от некоторых типов тепловых пакетов, таких как те, которые зависят от необратимых химических реакций, тепловой пакет ацетата натрия можно легко использовать повторно, погрузив его в кипящую воду на несколько минут, пока кристаллы полностью не растворится и не дадут что пакет медленно охлаждается, пока не достигнет комнатной температуры.

Растворы ацетата натрия и уксусной кислоты действуют в качестве буферов для поддержания относительно постоянного рН, что является полезным свойством как для биохимических исследовательских реакций, так и для нефтяной промышленности и в косметической промышленности..

Ацетат натрия можно использовать для осаждения небольших нуклеиновых кислот. Это осаждение можно использовать для концентрирования небольших нуклеиновых кислот из разбавленных растворов, таких как низкофункциональный буфер, после фракционирования flashPAGE..

Когда в измельчитель flashPAGE загружают менее 2 мкг нуклеиновой кислоты, рекомендуется преципитация ацетатом / этанолом натрия в течение ночи с носителем, таким как линейный акриламид или гликоген, для максимального извлечения нуклеиновой кислоты из рабочего буфера медленно.

Использование гликогена в качестве носителя не рекомендуется для образцов, которые будут использоваться для анализа ДНК-чипов (Осаждение малых нуклеиновых кислот ацетатом натрия, S.F.).

В области медицины растворы ацетата натрия лечат пациентов с высоким уровнем кислотности в крови и / или низким уровнем натрия.

Натрий является основным катионом внеклеточной жидкости. Он содержит более 90% всех катионов при нормальной концентрации в плазме приблизительно 140 мг-экв / л. Ион натрия играет ключевую роль в контроле общего количества воды в организме и ее распределении (ацетат натрия, 2010).

Ацетат является акцептором ионов водорода. Он также служит альтернативным источником бикарбоната (HCO3-) для метаболического превращения в печени. Было показано, что это преобразование протекает легко, даже при наличии серьезного заболевания печени.

Инъекцию ацетата натрия, разведенного в воде, вводят внутривенно в качестве наполнителя электролита. Каждые 20 мл содержат 3,28 г ацетата натрия, что обеспечивает 40 мг-экв натрия (Na +) и ацетата (HCO)₃ — ). Раствор не содержит бактериостат, антимикробный агент или добавленный буфер. Он может содержать уксусную кислоту для корректировки pH (pH составляет 6,5 (6,0-7,0)). Осмолярная концентрация составляет 4 мОсмоль / мл (рассчитано).

Решение считается альтернативой хлористому натрию для предоставления иона натрия (Na +) для его добавления в инфузионные жидкости большого объема для внутривенного использования (ацетат натрия, 2009).

Растворы, содержащие ионы натрия, следует использовать с большой осторожностью, особенно в случаях пациентов с застойной сердечной недостаточностью, тяжелой почечной недостаточностью и в клинических условиях, при которых наблюдается отек с задержкой натрия.

У пациентов с нарушениями функции почек введение растворов, содержащих ионы натрия, может привести к задержке натрия. Растворы, содержащие ацетат-ионы, следует использовать с большой осторожностью у пациентов с метаболическим или респираторным алкалозом.

Ацетат следует назначать с большой осторожностью в тех условиях, при которых наблюдается повышение уровня или нарушение использования этого иона, таких как тяжелая печеночная недостаточность.

Источник