Structura acetatului de sodiu, proprietăți, sinteză, utilizări

2676
Abraham McLaughlin
Structura acetatului de sodiu, proprietăți, sinteză, utilizări

acetat de sodiu este o sare de sodiu a acidului acetic a cărei formulă moleculară este CDouăH3SAUDouăN / A. Se compune dintr-o pulbere albă deliquescentă, prezentă în esență în două forme: anhidră și trihidratată. Ambele sunt foarte solubile în apă, solventul universal; dar nu atât de solubil în alcooli sau acetonă.

Forma anhidră are o densitate, un punct de topire și un punct de fierbere cu valori mai mari decât cele prezentate de forma trihidrată a acetatului de sodiu. Acest lucru se datorează faptului că moleculele de apă interferează între interacțiunile ionilor de Na.+ și CH3GÂNGURI-.

Aspect acetat de sodiu

Acetat de sodiu este stabil, mai ales atunci când este depozitat între 2 și 8 ° C; dar este susceptibil la acțiunea agenților oxidanți puternici și a halogenilor.

Poate fi preparat prin reacția bicarbonatului de sodiu cu acidul acetic. De asemenea, cu reacția acidului acetic cu hidroxid de sodiu. Ambele reacții sunt simple de produs și ieftine; primul se poate face chiar acasă.

Această sare este un compus cu conținut scăzut de toxicitate. Produce iritații ale pielii, numai după contactul frecvent și continuu. Este ușor iritant pentru ochi, dar poate irita căile respiratorii. Nu există informații despre efectul nociv al ingestiei sale..

Are numeroase utilizări și aplicații, evidențiind funcția sa de tamponare a pH-ului, împreună cu acidul acetic. Tamponul de acetat are pKa = 4,7; care conferă o eficiență ridicată în reglarea pH-ului într-un mediu acid cu valori ale pH-ului cuprinse între 3 și 6.

Datorită toxicității sale scăzute și a proprietăților sale, a fost utilizat pe scară largă pentru a spori aroma alimentelor, precum și un agent care oferă protecție împotriva deteriorării datorită acțiunii sale împotriva microbilor..

Indice articol

  • 1 Structura acetatului de sodiu
    • 1.1 Cristale hidratate
  • 2 Proprietăți
    • 2.1 Denumiri
    • 2.2 Masa molară
    • 2.3 Aspect
    • 2.4 Miros
    • 2.5 Densitate
    • 2.6 Punct de topire
    • 2.7 Punctul de fierbere
    • 2.8 Solubilitate
    • 2.9 Aciditate
    • 2.10 Baza
    • 2.11 Indicele de refracție (ηD)
    • 2.12 Capacitatea calorică
    • 2.13 Punct de aprindere
    • 2.14 Temperatura de autoaprindere
    • 2,15 pH
    • 2.16 Stabilitate
    • 2.17 Reacții
  • 3 Sinteza
  • 4 utilizări
    • 4.1 Pungi termice
    • 4.2 Industrial
    • 4.3 Utilizare medicală
    • 4.4 soluție tampon pH
    • 4.5 Laboratoare de cercetare
    • 4.6 Conservarea alimentelor
    • 4.7 Conservarea betonului
  • 5 Experimente pentru tineri
    • 5.1 Experimentul 1
    • 5.2 Experimentul 2
  • 6 Toxicitate
  • 7 Referințe

Structura acetatului de sodiu

Ioni acetat și sodiu. Sursă: Shu0309 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Imaginea de mai sus prezintă ionii care alcătuiesc cristale anhidre de acetat de sodiu (fără apă). Sfera purpurie corespunde cationului Na+, iar ionul molecular din stânga este acetat, CH3GÂNGURI-, cu atomii săi de oxigen reprezentați prin sfere roșii.

Aceste perechi, conform formulei CH3COONa, au un raport 1: 1; pentru fiecare anion CH3GÂNGURI-, trebuie să existe un cation Na+ atras de sarcina sa negativă și invers. Astfel, atracțiile dintre ele și repulsiile dintre sarcini egale, ajung să stabilească modele structurale care definesc un cristal, a cărui expresie minimă este celula unitară.

Respectiva celulă unitară, la fel ca cristalul în ansamblu, variază în funcție de dispunerea ionilor în spațiu; nu este întotdeauna la fel, chiar și pentru același sistem cristalin. De exemplu, acetat de sodiu anhidru poate forma doi polimorfi ortorombici, dintre care unul este descris mai jos:

Celulă unitară a cristalelor ortorombice de acetat de sodiu. Sursa: Benjah-bmm27 [Domeniul public]

Observați aranjamentul ionilor: patru ioni CH3GÂNGURI- închid un Na+ în așa fel încât să „deseneze” o piramidă distorsionată pe bază de pătrat. Fiecare dintre aceste cap3GÂNGURI- la rândul lor interacționează cu un alt Na+ adiacent.

Cristale hidratate

Acetat de sodiu are o afinitate mare pentru apă; de fapt, este deliquescent, adică reține umezeala până se dizolvă în ea. Cu cât este mai mare umiditatea, cu atât se „topeste” mai repede. Acest lucru se datorează faptului că atât CH3GÂNGURI- ca Na+ se pot hidrata, se înconjoară cu molecule de apă care își orientează dipolii spre sarcinile lor (Na+ OhDouă, CH3GÂNGURI- HOH).

Când această sare este preparată în laborator sau acasă, afinitatea ei pentru apă este de așa natură încât chiar și la temperaturi normale este deja obținută ca hidrat; CH3COONa 3HDouăO. Cristalele sale nu mai sunt ortorombice și devin monoclinice, deoarece încorporează acum trei molecule de apă pentru fiecare pereche de CH3GÂNGURI- și Na+.

Proprietăți

Numele

-Acetat de sodiu.

-Etanoat de sodiu (IUPAC).

Masă molară

-Anhidru: 82,03 g / mol.

-Trihidrat: 136,03 g / mol.

Aspect

Pulbere albă deliquescentă.

Miros

La oțet când este încălzit până la descompunere.

Densitate

-Anhidru: 1,528 g / cm3 la 20 ° C.

-Trihidrat: 1,45 g / cm3 la 20 ° C.

Punct de topire

-Anhidru: 324ºC (615ºF, 597K).

-Trihidrat: 58 ºC (136 ºF, 331 K).

Punct de fierbere

-Anhidru: 881,4 ºC (1,618,5 ºF, 1,154,5 K).

-Trihidrat: 122 ° C (252 ° F, 395 K). Se descompune.

Solubilitate

In apa

-Anhidru: 123,3 g / 100 ml la 20 ° C.

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

În metanol

16 g / 100 g la 15 ° C.

În etanol

5,3 g / 100 ml (trihidrat).

În acetonă

0,5 g / kg la 15 ° C.

Aciditate

pKa: 24 (20 ºC).

Basicitate

pKb: 9,25. Aici se dovedește că acetat de sodiu este o sare bazică, deoarece are pKb mai puțin decât pKa.

Indicele de refracție (ηD)

1.464

Capacitatea calorică

-100,83 J / mol K (anhidru).

-229,9 J / mol K (trihidrat).

punctul de aprindere

Peste 250ºC.

Temperatură de autoaprindere

600 ° C.

pH

8,9 (soluție 0,1 M la 25 ° C).

Stabilitate

Grajd. Incompatibil cu agenți oxidanți puternici și halogeni. Sensibil la umiditate.

Reacții

Acetat de sodiu poate forma un ester prin reacția cu o halogenură de alchil; de exemplu, brometan:

CH3COONa + BrCHDouăCH3    => CH3VĂRĂTORDouăCH3    +     NaBr

Acetat de sodiu se descarboxilează în metan (piroliză) în prezența NaOH:

CH3COONa + NaOH => CH4    +      N / ADouăCO3

Reacția este catalizată de sărurile de cesiu.

Sinteză

Acetat de sodiu poate fi produs ieftin în laborator prin reacția bicarbonatului de sodiu cu acid acetic:

NaHCO3    +     CH3COOH => CH3COONa + HDouăCO3

Această reacție este însoțită de prezența în soluție a unei clocote intense, datorită descompunerii acidului carbonic în apă și dioxid de carbon..

HDouăCO3     => HDouăO + CODouă

Industrial, acetat de sodiu este produs prin reacția acidului acetic cu hidroxid de sodiu.

CH3COOH + NaOH => CH3COONa + HDouăSAU

 Aplicații

Pungi termice

Acetat de sodiu este utilizat pentru fabricarea sacilor termici.

Inițial, cristalele de sare sunt dizolvate într-un volum de apă pentru a prepara o soluție care devine suprasaturată..

Apoi, soluția este încălzită la o temperatură mai mare de 58 ° C, care este punctul său de topire. Soluția suprasaturată este lăsată să se răcească la temperatura camerei și nu se observă formarea cristalelor; soluția este supraîncălzită.

Absența cristalelor se explică prin faptul că moleculele lichidului sunt prea dezordonate și nu au orientarea adecvată pentru a atinge temperatura de cristalizare. Lichidul se află într-o stare metastabilă, o stare de dezechilibru.

Având în vedere instabilitatea lichidului supraîncălzit, orice perturbare este suficientă pentru a iniția cristalizarea. În cazul pungilor termice, este presat un atașament mecanic pentru a agita lichidul și a iniția formarea cristalelor și solidificarea soluției de trihidrat de acetat de sodiu..

Pe măsură ce are loc cristalizarea, temperatura crește. Cristalele de trihidrat de acetat de sodiu capătă aspectul de gheață, dar sunt fierbinți, motiv pentru care se numește „gheață fierbinte”..

Industrial

-Acetat de sodiu este utilizat în industria textilă ca mordant în procesul de vopsire a țesăturilor

-Neutralizează deșeurile de acid sulfuric

-Este utilizat în prelucrarea bumbacului pentru producerea de tampoane de bumbac, utilizabile în curățarea personală și în scopuri medicale

-Se utilizează la decaparea metalelor, înainte de placarea lor cromată

-Colaborează astfel încât vulcanizarea cloroprenului să nu aibă loc în procesul de producere a cauciucului sintetic

-Intervine în purificarea glucozei

-Se folosește la tăbăcirea pielii.

Utilizare medicală

Acetat de sodiu este unul dintre compușii utilizați pentru furnizarea de electroliți administrați pacienților pe cale intravenoasă..

Este utilizat pentru corectarea nivelurilor de sodiu la pacienții hiponatremici, de asemenea, pentru corectarea acidozei metabolice și a alcalinizării urinei..

Soluție tampon PH

Este utilizat ca regulator al pH-ului în multe reacții enzimatice care apar între pH 3 și pH 6.

PH-ul diferit al soluției tampon de acetat este atins prin variația concentrației de acid acetic și acetat de sodiu..

Astfel, de exemplu, pentru a obține un pH 4,5, soluția tampon are o concentrație de acid acetic de 3,8 g / L și o concentrație anhidră de acetat de sodiu de 3,0 g / L..

Concentrația tamponului acetat poate fi crescută, crescând în aceeași proporție componentele soluției necesare pentru a obține pH-ul dorit.

Tamponul acetat / acetonitril este utilizat în electroforeza capilară în separarea fotoberberinelor.

Laboratoare de cercetare

-Acetat de sodiu este un agent nucleofil slab care este utilizat în polimerizarea anionică a β-lactonei.

-Este utilizat ca reactiv în rezonanța magnetică nucleară a macromoleculelor biologice.

-Este utilizat la extragerea ADN-ului din celule. Sodiul este un cation care interacționează cu sarcinile negative ale fosfaților prezenți în ADN, care ajută la condensarea acestora. În prezența etanolului, ADN-ul formează un precipitat care se poate separa apoi în stratul apos.

Conservarea alimentelor

-Ajută la prevenirea creșterii bacteriilor, pe lângă prevenirea generării de aciditate în exces care determină deteriorarea alimentelor, menținând astfel un pH specific.

-Sodiul prezent în acetat sporește gustul alimentelor.

-Acetat de sodiu este utilizat la prepararea legumelor murate: castravete, morcov, ceapă etc. În plus, este utilizat în conservarea cărnii.

Conservarea betonului

Betonul este deteriorat de acțiunea apei, care îi scurtează durata. Acetat de sodiu acționează ca un agent de etanșare a betonului care îl face impermeabil, prelungindu-i caracteristicile inițiale.

Experimente pentru tineri

Experimentul 1

Un experiment simplu este sinteza acetatului de sodiu prin reacția bicarbonatului de sodiu cu oțet (5% acid acetic).

Se pun 30 ml de oțet într-un pahar și se adaugă aproximativ 3,5 g de bicarbonat..

În reacție se formează acetat de sodiu și acid carbonic. Acidul se descompune în dioxid de carbon și apă. Generarea de dioxid de carbon va produce o clocotire intensă în soluție.

Pentru a colecta acetat de sodiu, apa se evaporă, încălzind soluția.

Experimentul 2

Un alt experiment simplu este formarea cristalelor de acetat de sodiu trihidrat.

Pentru a face acest lucru, se cântăresc aproximativ 20 g de acetat de sodiu trihidrat și se pun într-un pahar, apoi se adaugă 10 ml de apă. Soluția este încălzită la o temperatură peste 58 ° C.

Acetat de sodiu este complet dizolvat pentru a se asigura că soluția este suprasaturată. Anterior, o farfurie Pietri este plasată pe o suprafață rece.

Conținutul paharului cu acetat trihidrat este turnat încet în vasul Pietri. Temperatura lichidului din capsulă începe să scadă, chiar sub punctul de topire, fără a observa cristalizarea sau solidificarea acetatului de sodiu trihidrat..

De obicei pentru a produce cristalizarea acetatului de sodiu trihidrat se adaugă o cantitate mică de sare pentru a servi drept nucleu de cristalizare. Alteori apare o mică perturbare a soluției, pentru a iniția cristalizarea acetatului de sodiu.

Cristalele de trihidrat de acetat de sodiu au aspect de gheață, dar dacă le atingi veți observa că sunt relativ fierbinți. Din acest motiv, sarea se numește „gheață fierbinte”.

Toxicitate

Acetat de sodiu este un compus toxic foarte scăzut. De asemenea, nu este clasificat ca sensibilizant pentru piele și căile respiratorii..

În plus, acetat de sodiu nu este clasificat ca agent mutagen, cancerigen sau toxic pentru reproducere..

Pe scurt, este ușor iritant pentru ochi. Căile respiratorii pot fi iritate după inhalare. Contactul frecvent și constant cu pielea poate provoca iritații.

Referințe

  1. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică. (A patra editie). Mc Graw Hill.
  2. WorldOfChemicals. (16 ianuarie 2017). Cum se prepară acetat de sodiu acasă? Recuperat de pe: medium.com
  3. Centrul Național pentru Informații despre Biotehnologie. (2019). Acetat de sodiu. Baza de date PubChem. CID = 517045. Recuperat de la: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  4. S. Cameron, K. M. Mannan și M. O. Rahman. (1976). Structura cristalină a acetatului de sodiu trihidrat. Acta Cryst. B32, 87.
  5. Wikipedia. (2019). Acetat de sodiu. Recuperat de pe: en.wikipedia.org
  6. Helmenstine, Anne Marie, dr. (24 ianuarie 2019). Faceți gheață fierbinte din oțet și bicarbonat de sodiu. Recuperat de pe: thoughtco.com
  7. Carte chimică. (2017). Acetat de sodiu. Recuperat de pe: chemicalbook.com
  8. Wasserman Robin. (2019). Utilizări de acetat de sodiu. Recuperat de pe: livestrong.com
  9. Drugbank. (2019). Acetat de sodiu. Recuperat de pe: drugbank.ca

Nimeni nu a comentat acest articol încă.