ACETAT DE SODIU: STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, SINTEZĂ, UTILIZĂRI - CHIMIE - 2025

Acetat de sodiu este o sare de sodiu a acidului acetic cu formula moleculară C ₂ H ₃ O ₂ Na. Este format dintr-o pulbere albă delicat, prezentă în esență sub două forme: anhidru și trihidratat. 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 de acetat de sodiu. Acest lucru se datorează faptului că moleculele de apă interferează între interacțiunile Na ⁺ și CH ₃ COO ^- ionii .

Aspect acetat de sodiu

Acetatul de sodiu este stabil, mai ales atunci când este păstrat între 2 și 8 ° C; dar este susceptibilă la acțiunea agenților oxidanti puternici și a halogenilor.

Poate fi preparată reacționând bicarbonatul de sodiu cu acidul acetic. De asemenea, cu reacția acidului acetic cu hidroxid de sodiu. Ambele reacții sunt simple de produs și ieftine; primul poate fi făcut chiar acasă.

Această sare este un compus toxic. Produce iritații ale pielii, numai după contactul frecvent și continuu. Este ușor iritant pentru ochi, dar poate irita tractul respirator. Nu există informații despre un efect nociv al ingestiei sale.

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

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

Structura acetatului de sodiu

Acetati si ioni de sodiu. Sursa: Shu0309

Imaginea de mai sus arată ionii care alcătuiesc cristale anhidre de acetat de sodiu (fără apă). Purpurii corespunde sferei la Na ⁺ cation și ionul molecular la stânga ei este acetat, CH ₃ COO ^- , cu atomii de oxigen reprezentat de sfere roșii.

Aceste perechi, conform formulei CH ₃ COONa, sunt într-un raport 1: 1; Pentru fiecare CH ₃ COO ^- anion , trebuie să existe o Na ⁺ cation atras sarcinii sale negative și invers. Astfel, atracțiile dintre ele și repulsiile între sarcini egale sfârșesc prin a stabili modele structurale care definesc un cristal, a cărui expresie minimă este celula unității.

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

Celula unitară a cristalelor ortorombe de acetat de sodiu. Sursa: Benjah-bmm27

Rețineți aranjarea ionilor: patru ioni CH ₃ COO ^- închid un Na ⁺ în așa fel încât „să atragă” o piramidă pătrată pe bază de pătrat. Fiecare dintre aceste CH ₃ COO ^- la rândul său interacționează cu un alt Na ⁺ adiacent.

Cristale hidratate

Acetatul de sodiu are o afinitate ridicată pentru apă; de fapt este delicios, adică păstrează umezeala până se dizolvă în ea. Cu cât umiditatea este mai mare, cu atât mai devreme se „topește”. Acest lucru se datorează faptului că atât CH ₃ COO ^{- cât} și Na ^{+ se} pot hidrata, se înconjoară de molecule de apă care își direcționează dipolii către sarcinile lor (Na ⁺ OH ₂ , CH ₃ COO ^- HOH).

Când această sare este preparată în laborator sau acasă, afinitatea sa pentru apă este astfel încât, chiar și la temperaturi normale, este deja obținut ca hidrat; CH ₃ COONa · 3H ₂ O. cristalele lor nu mai fi ortorombică și devin monoclinice, deoarece acestea încorporează acum trei molecule de apă pentru fiecare CH ₃ COO ^- și Na ⁺ pereche .

Proprietăți

Nume

-Acetat de sodiu.

-Etanoat de sodiu (IUPAC).

Masă molară

-Anhidru: 82,03 g / mol.

-Trihidrat: 136,03 g / mol.

Aspect

Pudră albă delicată.

Miros

La oțet atunci când este încălzit până la descompunere.

Densitate

-Anhydrous: 1.528 g / cm ³ la 20 ° C

-Trihydrate: 1,45 g / cm ³ la 20 ° C

Punct de topire

-Anhidru: 324 ° C (615 ° F, 597 K).

-Trihidrat: 58 ° C (136 ° F, 331 K).

Punct de fierbere

-Anhidru: 881,4 ° C (1.618,5 ° F, 1.154,5 K).

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

Solubilitate

In apa

-Anhidru: 123,3 g / 100 ml la 20ºC.

-Trihidrat: 46,4 g / 100 ml la 20 ºC.

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 ° C).

Bazicitatea

pKb: 9.25. Aici este evident că acetatul de sodiu este o sare de bază, deoarece are un pKb mai mic decât pKa.

Indicele de refracție (ηD)

1464

Capacitate calorică

-100,83 J / mol · K (anhidru).

-229,9 J / mol · K (trihidrat).

punct de aprindere

Mai mare de 250ºC.

Temperatură de autoaprindere

600 ° C

pH

8,9 (0,1 M soluție la 25 ° C).

Stabilitate

Grajd. Incompatibil cu agenți puternici de oxidare și halogeni. Sensibil la umiditate.

reacţii

Acetatul de sodiu poate forma un ester reacționând cu o halogenură de alchil; de exemplu, brometanul:

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

Decarboxilați de acetat de sodiu în metan (piroliză) în prezența NaOH:

CH ₃ COONa + NaOH => CH ₄ + Na ₂ CO ₃

Reacția este catalizată de săruri de cesiu.

Sinteză

Acetatul de sodiu poate fi produs ieftin în laborator prin reacția bicarbonatului de sodiu cu acidul acetic:

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

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

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

Pe plan industrial, acetatul de sodiu este produs prin reacția acidului acetic cu hidroxid de sodiu.

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

Aplicații

Saci termici

Acetatul de sodiu este utilizat pentru fabricarea pungilor termice.

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 ºC, care este punctul său de topire. Soluția suprasaturată se lasă să se răcească la temperatura camerei și nu se observă formarea cristalelor; soluția este suprapusă.

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

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

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

Industrial

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

-Neutralizează deșeurile de acid sulfuric

-Se folosește la prelucrarea bumbacului pentru producerea de tampoane de bumbac, utilizabile la curățarea personală și în scopuri medicale

-Este utilizat la decaparea metalelor, înainte de placarea lor cromată

-Colaborați astfel încât vulcanizarea cloroprenului să nu aibă loc în procesul de producție a cauciucului sintetic

-Participă la purificarea glucozei

-Utilizat în bronzarea pieilor.

Utilizare medicală

Acetatul de sodiu este unul dintre compușii folosiți pentru administrarea electrolitelor administrate intravenos pacienților.

Se folosește pentru corectarea nivelului de sodiu la pacienții hiponatremici, de asemenea în corecția acidozei metabolice și a alcalinizării urinei.

Soluție tampon PH

Este utilizat ca regulator de pH 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 de 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 de acetat poate fi crescută, crescând componentele soluției necesare pentru a obține pH-ul dorit în aceeași proporție.

Acetatul / acetonitrilul tampon este utilizat în electroforeza capilară în separarea fotoberberinelor.

Laboratoare de cercetare

-Acetatul 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.

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

Conservarea alimentelor

-Helps împiedică creșterea bacteriană, pe lângă prevenirea generarii excesului de aciditate care provoacă stricarea alimentelor, menținând astfel un pH specific.

-Sodatul prezent în acetat îmbunătățește aroma alimentelor.

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

Conservarea betonului

Betonul este deteriorat de acțiunea apei, ceea ce îi scurtează durata. Acetatul de sodiu acționează ca un agent de etanșare beton care îl face impermeabil, prelungindu-și caracteristicile inițiale.

Experimente pentru tineret

Experimentul 1

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

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 bombă intensă în soluție.

Pentru colectarea acetatului de sodiu, apa se evaporă, încălzind soluția.

Experimentul 2

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

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

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

Conținutul paharului cu acetat trihidrat se toarnă 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 miezul 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 atingerea acestora va arăta că sunt relativ fierbinți. Din acest motiv, sarea este numită „gheață fierbinte”.

Toxicitate

Acetatul de sodiu este un compus toxic foarte scăzut. De asemenea, nu este clasificat ca sensibilizator pentru piele și tractul respirator.

În plus, acetatul de sodiu nu este clasificat ca agent toxic mutagenic, cancerigen sau celular germinativ.

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 acetatul de sodiu acasă? Recuperat de la: medium.com
3. Centrul Național de Informații Biotehnologice. (2019). Acetat de sodiu. Baza de date PubChem. CID = 517045. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. S. Cameron, KM Mannan și MO Rahman. (1976). Structura cristalină a acetatului de sodiu trihidrat. Acta Cryst. B32, 87.
5. Wikipedia. (2019). Acetat de sodiu. Recuperat de la: en.wikipedia.org
6. Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (24 ianuarie 2019). Faceți gheață fierbinte din Oțet și Soda de copt. Recuperat de la: thinkco.com
7. Carte chimică. (2017). Acetat de sodiu. Recuperat din: chemicalbook.com
8. Wasserman Robin. (2019). Utilizări de acetat de sodiu. Recuperat de la: livesrong.com
9. Drugbank. (2019). Acetat de sodiu. Recuperat de la: drugbank.ca