NATRIUMACETAT: STRUKTUR, EGENSKAPER, SYNTES, ANVÄNDNING - KEMI - 2026

Den natriumacetat är ett natriumsalt av ättiksyra med den molekylära formeln C ₂ H ₃ O ₂ Na. Det består av ett deliquescent vitt pulver, väsentligen finns i två former: vattenfritt och trihydratiserat. Båda är mycket lösliga i vatten, det universella lösningsmedlet; men inte så lösligt i alkoholer eller aceton.

Den vattenfria formen har en densitet, en smältpunkt och en kokpunkt med högre värden än de som presenteras av trihydratformen av natriumacetat. Detta beror på att vattenmolekyler interfererar mellan interaktionerna mellan Na ⁺ och CH ₃ COO ^- jonerna .

Natriumacetatutseende

Natriumacetat är stabilt, speciellt vid förvaring mellan 2 och 8 ° C; men det är mottagligt för verkan av starka oxidationsmedel och halogener.

Det kan framställas genom att reagera natriumbikarbonat med ättiksyra. Även med reaktionen av ättiksyra med natriumhydroxid. Båda reaktionerna är enkla att producera och billiga; den första kan till och med göras hemma.

Detta salt är en låg giftig förening. Ger hudirritation, först efter täta och kontinuerliga kontakt. Det är lite irriterande för ögonen men kan irritera luftvägarna. Det finns ingen information om en skadlig effekt av dess intag.

Den har många användningsområden och applikationer, som belyser dess pH-buffertfunktion tillsammans med ättiksyra. Acetatbufferten har en pKa = 4,7; vilket ger hög effektivitet i pH-reglering i en sur miljö med pH-värden mellan 3 och 6.

På grund av dess låga toxicitet och dess egenskaper har den använts i stor utsträckning för att förbättra smaken på mat, liksom ett medel som ger skydd mot förstörelse på grund av dess verkan mot mikrober.

Struktur av natriumacetat

Acetat- och natriumjoner. Källa: Shu0309

Bilden ovan visar joner som utgör vattenfria natriumacetatkristaller (utan vatten). De lila sphere motsvarar den Na ⁺ katjonen , och den molekylära jonen till dess vänstra är acetat, CH ₃ COO ^- , med dess syreatomer som representeras av röda sfärer.

Dessa par, i enlighet med formeln CH ₃ COONa, är i en 1: 1-förhållande; För varje CH ₃ COO ^- anjon måste det finnas en Na ⁺ -kation attraherad av dess negativa laddning och vice versa. Således upptäcker attraktionerna mellan dem och avvisningarna mellan lika laddningar strukturella mönster som definierar en kristall, vars minsta uttryck är enhetscellen.

Nämnda enhetscell, liksom kristallen som helhet, varierar beroende på anordningen av jonerna i rymden; det är inte alltid detsamma, inte ens för samma kristallina system. Exempelvis kan vattenfritt natriumacetat bilda två ortorombiska polymorfer, varav en avbildas nedan:

Enhetscell av ortorombiska kristaller av natriumacetat. Källa: Benjah-bmm27

Observera arrangemanget av jonerna: fyra CH ₃ COO ^- joner omsluter en Na ⁺ på ett sådant sätt att de "drar" en förvrängd kvadratbaserad pyramid. Var och en av dessa CH ₃ COO ^- i sin tur interagerar med en annan angränsande Na ⁺ .

Hydratiserade kristaller

Natriumacetat har en hög affinitet för vatten; i själva verket är det deliquescent, det vill säga, det behåller fukt tills det upplöses i det. Ju högre luftfuktighet, desto tidigare "smälter" den. Detta beror på att båda är CH ₃ COO ^- och Na ⁺ kan hydratiseras, omger sig med vattenmolekyler som styr sina dipoler mot sina avgifter (Na ⁺ OH ₂ , CH ₃ COO ^- HOH).

När detta salt framställs på laboratoriet eller hemma är dess affinitet för vatten sådant att det även vid normala temperaturer erhålls som ett hydrat; CH ₃ COONa · 3H ₂ O. Deras kristaller slutar att vara ortorombiska och blir monokliniska, eftersom de nu innehåller tre vattenmolekyler för varje CH ₃ COO ^- och Na ⁺ -par .

Egenskaper

namn

-Natriumacetat.

-Sodiumetanoat (IUPAC).

Molmassa

-Anfritt: 82,03 g / mol.

-Trihydrat: 136,03 g / mol.

Utseende

Deliquescent vitt pulver.

Odör

Till vinäger vid uppvärmning till sönderdelning.

Densitet

-Anhydrous: 1,528 g / cm ³ vid 20 ° C.

-Trihydrate: 1,45 g / cm ³ vid 20 ° C.

Smältpunkt

-Vätfri: 324 ° C (615 ° F, 597 K).

-Trihydrat: 58 ° C (136 ° F, 331 K).

Kokpunkt

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

-Trihydrat: 122 ° C (252 ° F, 395 K). Det sönderdelas.

löslighet

I vatten

-Anfritt: 123,3 g / 100 ml vid 20 ° C.

-Trihydrat: 46,4 g / 100 ml vid 20 ° C.

I metanol

16 g / 100 g vid 15 ° C

I etanol

5,3 g / 100 ml (trihydrat).

I aceton

0,5 g / kg vid 15 ° C

Aciditet

pKa: 24 (20 ° C).

basicitet

pKb: 9,25. Här är det uppenbart att natriumacetat är ett basiskt salt eftersom det har en pKb mindre än dess pKa.

Brytningsindex (ηD)

1464

Kalorikapacitet

-100,83 J / mol · K (vattenfri).

-229,9 J / mol · K (trihydrat).

antändningspunkt

Mer än 250 ºC.

Automatisk tändningstemperatur

600 ° C

pH

8,9 (0,1 M lösning vid 25 ° C).

Stabilitet

Stabil. Oförenlig med starka oxidationsmedel och halogener. Känslig för luftfuktighet.

reaktioner

Natriumacetat kan bilda en ester genom reaktion med en alkylhalogenid; till exempel brometan:

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

Natriumacetatdekarboxylater till metan (pyrolys) i närvaro av NaOH:

CH ₃ COONa + NaOH => CH ₄ + Na ₂ CO ₃

Reaktionen katalyseras av cesiumsalter.

Syntes

Natriumacetat kan produceras billigt i laboratoriet genom att reagera natriumbikarbonat med ättiksyra:

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

Denna reaktion åtföljs av närvaron av intensiv bubbling i lösningen på grund av sönderdelningen av kolsyra i vatten och koldioxid.

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

Industriellt produceras natriumacetat genom att reagera ättiksyra med natriumhydroxid.

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

tillämpningar

Värmepåsar

Natriumacetat används för att tillverka termopåsar.

Till en början löses saltkristallerna i en volym vatten för att framställa en lösning som blir övermättad.

Därefter upphettas lösningen till en temperatur högre än 58 ° C, vilket är dess smältpunkt. Den övermättade lösningen får svalna till rumstemperatur och ingen kristallbildning observeras; lösningen är superkyld.

Frånvaron av kristaller förklaras av det faktum att vätskans molekyler är för disorganiserade och inte har rätt orientering för att nå kristallisationstemperaturen. Vätskan är i ett metastabilt tillstånd, ett tillstånd av obalans.

Med tanke på instabiliteten hos den superkylda vätskan är varje störning tillräcklig för att initiera kristallisation. I fallet med värmepåsar pressas en mekanisk fästning för att agitera vätskan och initiera kristallbildning och stelnande av natriumacetat-trihydratlösningen.

När kristallisation sker ökar temperaturen. Natriumacetat trihydratkristaller får utseendet på is, men är varma, varför de kallas "het is".

Industriell

-Sodiumacetat används i textilindustrin som en mordant i tygfärgningsprocessen

-Eutraliserar svavelsyraavfall

-Det har användning vid bearbetning av bomull för framställning av bomullsdynor, användbar för personlig rengöring och för medicinska ändamål

-Det används för betning av metaller före kromplätering

-Samarbeta så att kloroprenvulkanisering inte sker i den syntetiska gummiproduktionsprocessen

-Det deltar i rening av glukos

-Använd i läderbrun.

Medicinsk användning

Natriumacetat är en av de föreningar som används för att leverera elektrolyter som ges intravenöst till patienter.

Det används för att korrigera natriumnivåer hos hyponatremiska patienter, även för korrigering av metabolisk acidos och alkalisering av urinen.

PH-buffertlösning

Det används som en pH-regulator i många, många enzymatiska reaktioner som inträffar mellan pH 3 och pH 6.

Det olika pH i acetatbuffertlösningen uppnås genom variationen i koncentrationen av ättiksyra och natriumacetat.

Således, till exempel för att erhålla ett pH 4,5, har buffertlösningen en ättiksyra-koncentration av 3,8 g / L och en vattenfri natriumacetatkoncentration av 3,0 g / L.

Koncentrationen av acetatbufferten kan ökas, vilket ökar komponenterna i lösningen som är nödvändig för att erhålla det önskade pH i samma andel.

Acetat / acetonitrilbuffert används vid kapillärelektrofores vid separering av fotoberberiner.

Forskningslaboratorier

-Sodiumacetat är ett svagt nukleofilt medel som används vid anjonisk polymerisation av ß-lakton.

-Det används som reagens i den kärnmagnetiska resonansen hos biologiska makromolekyler.

-Används i extraktion av DNA från celler. Natrium är en katjon som interagerar med de negativa laddningarna av fosfaterna som finns i DNA, vilket hjälper till i deras kondens. I närvaro av etanol bildar DNA en fällning som sedan kan separeras i vattenskiktet.

Konservering av mat

-Hjälpen förhindrar bakterietillväxt, förutom att förhindra generering av överskott av surhet som orsakar matskämning och därmed upprätthåller ett specifikt pH.

-Natrium som finns i acetat ökar matens smak.

-Sodiumacetat används för beredning av inlagda grönsaker: gurka, morot, lök, etc. Dessutom används det för konservering av kött.

Bevarande av betong

Betong skadas av verkan av vatten, vilket förkortar dess varaktighet. Natriumacetat fungerar som ett betongtätningsmedel som gör det vattentätt och förlänger dess ursprungliga egenskaper.

Ungdomsexperiment

Experiment 1

Ett enkelt experiment är syntesen av natriumacetat genom att reagera natriumbikarbonat med vinäger (5% ättiksyra).

30 ml vinäger placeras i en bägare och cirka 3,5 g bikarbonat tillsättes.

Natriumacetat och kolsyra bildas i reaktionen. Syra bryts ned i koldioxid och vatten. Genereringen av koldioxid kommer att ge en intensiv bubbling i lösningen.

För att samla upp natriumacetatet bringas vattnet att avdunsta och värma lösningen.

Experiment 2

Ett annat enkelt experiment är bildningen av kristaller av natriumacetat-trihydrat.

För att göra detta vägs ungefär 20 g natriumacetat-trihydrat och placeras i en bägare, sedan tillsättes 10 ml vatten. Lösningen upphettas till en temperatur över 58 ° C.

Natriumacetatet är fullständigt upplöst för att säkerställa att lösningen är övermättad. Tidigare placeras en Pietri-skål på en kall yta.

Innehållet i bägaren med acetat-trihydratet hälls långsamt i Pietri-skålen. Vätsketemperaturen i kapseln börjar sjunka, även under smältpunkten, utan att observera kristallisationen eller stelningen av natriumacetat-trihydratet.

För att producera kristallisation av natriumacetat-trihydrat tillsätts vanligtvis en liten mängd salt för att tjäna som kristallisationskärnan. Andra gånger inträffar en liten störning av lösningen för att initiera kristallisationen av natriumacetatet.

Natriumacetat-trihydratkristaller har utseendet på is, men att vidröra dem visar att de är relativt varma. Av denna anledning kallas salt "varm is."

Giftighet

Natriumacetat är en mycket låg giftig förening. Det klassificeras inte heller som ett sensibiliserande medel för hud och luftvägar.

Dessutom klassificeras inte natriumacetat som mutagent, cancerframkallande eller reproduktionsgiftigt ämne.

Kort sagt är det lite irriterande för ögonen. Andningsorganen kan irriteras efter inandning. Ofta och ständig kontakt med huden kan orsaka irritation.

referenser

1. Shiver & Atkins. (2008). Oorganisk kemi. (Fjärde upplagan). Mc Graw Hill.
2. WorldOfChemicals. (16 januari 2017). Hur förbereder du natriumacetat hemma? Återställs från: medium.com
3. National Center for Biotechnology Information. (2019). Natriumacetat. PubChem-databas. CID = 517045. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. S. Cameron, KM Mannan och MO Rahman. (1976). Kristallstrukturen av natriumacetat trihydrat. Acta Cryst. B32, 87.
5. Wikipedia. (2019). Natriumacetat. Återställd från: en.wikipedia.org
6. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24 januari 2019). Gör varm is från vinäger och baksoda. Återställd från: thoughtco.com
7. Kemisk bok. (2017). Natriumacetat. Återställd från: chemicalbook.com
8. Wasserman Robin. (2019). Användning av natriumacetat. Återställs från: livestrong.com
9. Drugbank. (2019). Natriumacetat. Återställd från: drugbank.ca