3.3.1. Tính chất vật lý Tính chất vật lý Tỷ trọng 1,049 g/cm3 Điểm nóng chảy 16,5 oC Điểm sôi 118,1 oC
Độ hoà tan trong nước Có thể hoà tan hoàn toàn Độ axit (pKa) 4,76 (ở 25 oC)
Độ nhớt 1,22 mPa.s (ở 25 oC)
Axit axetic là một chất lỏng không màu và trong suốt.
Chúng không tinh khiết và thường chứa các tạp chất như nước, anhydrit axetic và các chất oxy hóa khác.
Axit axetic băng (hàm lượng nước <1%) có tính hút ẩm mạnh.
Sự có mặt của nước với nồng độ nhỏ hơn 0,1% làm giảm nhiệt độ nóng chảy của axit xuống khoảng 0,2.
Axit axetic có thể được hòa tan trong nước, rượu, axeton và các dung môi khác theo bất kỳ tỷ lệ nào và có độ hòa tan tốt.
Trong xenlulozơ và nitroxenlulozơ khi đun nóng sẽ hòa tan một lượng nhỏ photpho và một lượng nhỏ lưu huỳnh.
Axit axetic là một dung môi tốt cho nhiều chất, chẳng hạn như nhựa thông và dầu thực vật ...
Dung dịch axit axetic có tính ăn mòn rất cao, đặc tính này được thể hiện trên nhôm và thép không gỉ, rất quan trọng đối với ngành xây dựng và đồ dùng nấu ăn.
Tính dẫn điện của axit axetic nguyên chất rất kém, nhưng sau khi thêm một lượng nhỏ axit sunfuric, độ dẫn điện tăng lên và dòng điện chạy qua, điện phân cacbon (I), (II) oxit và oxy.
Axit axetic có vị chua hăng và sẽ đông đặc lại thành các mảnh tinh thể nước đá không màu khi để nguội.
Điểm đông đặc có thể được sử dụng để đánh giá độ tinh khiết của axit axetic.
3.3.2. Tính chất hóa học
Tính chất hóa học của axit axetic phụ thuộc vào sự có mặt của nhóm cacboxyl trong phân tử, đây là một axit hữu cơ yếu có tất cả các tính chất hóa học của axit hữu cơ. Cấu trúc của nhóm cacboxyl vẫn chưa được xác định. Vì nhóm hydroxyl liên kết trực tiếp với nhóm cacbonyl, dưới ảnh hưởng của nhóm cacbonyl, liên kết O-H có cực với oxy, do đó các proton dễ phân ly hơn. Do đó, tính axit của axit axetic mạnh hơn nhiều so với rượu. Hằng số phân ly K = 1,76.10-5. Mặc dù không phải là một chất hoạt động, nhiều sản phẩm có giá trị được tạo ra từ axit axetic. Axit axetic phản ứng với rượu hoặc olefin để tạo thành các este khác nhau. Axetamit được điều chế bằng cách phân hủy nhiệt amoni axetat. Nếu sử dụng chất khử trùng bằng clo như phốt pho hoặc thionyl clorua,
thì axit axetic cũng có thể được chuyển thành axetyl clorua. Axit axetic là nguyên liệu thô trong nhiều quy trình sản xuất thương mại. Etylen được xúc tác bởi kim loại quý có thể được sử dụng để tạo thành vinyl axetat (VA). Axit axetic cũng được sử dụng để sản xuất anhydrit axetic và axit chloroacetic.
Hầu hết các phản ứng của axit axetic đều xảy ra các loại phản ứng sau: Phản ứng có sự phân cắt các liên kết OH, chẳng hạn như phản ứng phân
ly axit - một phản ứng xảy ra trên nguyên tử C của một nhóm cacboxyl. Phản ứng khử cacboxyl.
Tính axit của axit axetic: có khả năng trung hòa kiềm, oxit bazơ, Và thay thế axit cacbonic từ muối của nó. Hơi axit axetic có thể chịu nhiệt đến 400. Khi đun nóng trên 420, hơi phân hủy thành xeton. Phản ứng xảy ra trên nguyên tử cacbon của nhóm cacboxyl.
Phản ứng este hóa: Khi phản ứng với một ancol có axit xúc tác ta thu được một este.
Hình thành axit halogenua: Axit axetic phản ứng với photpho pentachlorua, photpho triclorua và thionyl clorua để tạo thành clorua axit bằng cách thay thế clo cho OH.
Giảm axit axetic.
Phản ứng khử carboxyl. Phản ứng tạo amide.
Phản ứng khử nước để tạo ra anhydrit axit.
Sau đây là một số phản ứng quan trọng của axit axetic thực tế:
o Phản ứng với kim loại và kiềm mạnh tạo thành axetat CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O
Axetat có giá trị sử dụng lớn. Axetat kẽm và axetat đồng được sử dụng trong sản xuất chất màu. Có sắt axetat, axetat natri, axetat mangan, ... được dùng để
xúc tác cho quá trình tổng hợp hữu cơ.
o Khi có mặt chất xúc tác (lưu huỳnh, iot, photpho), quá trình clo hóa axit axetic ở 90 – 100%
CH3COOH + Cl2 CH2Cl – COOH + HCl
Cùng với axit monocloaxetic, axit dicloaxetic và axit tricloaxetic cũng được tạo ra. Axit axetic monoclo hóa đã được sử dụng để điều chế phenylglycerol (một sản phẩm trung gian trong quá trình tổng hợp chàm), là một chất diệt cỏ quan trọng, cụ thể là axit 2,4-phenolacetic và các muối của nó. Acetylphenol có mùi dễ chịu và được dùng trong công nghiệp hương liệu để làm xà phòng.
Este không no vinyl axetat được điều chế từ axit axetic và axetilen CH3COOH + CHCH CH2 = CHO-CO-CH3.
Vinyl axetat được dùng trong sản xuất chất dẻo và màng không cháy. Hai phân tử axit axetic bị khử nước tạo ra anhiđrit axetic tạo ra tơ axetat và tơ tằm.
2CH3COOH (CH3CO)2O
Hiệu suất chuyển etilen thành vinyl axetat là 97%. Paladi clorua bị khử bởi etilen trong dung dịch axit axetic và natri axetat.
C2H4 + PdCl2 + 2CH3COONa CH2=CH – OCOCH3 + 2NaCl + Pd + CH3COOH.
Đây là phản ứng oxy hóa olefin trong dung môi axit axetic để tạo thành các este không no như vinyl axetat và propylen axetat - một phản ứng quan trọng trong công nghiệp axit axetic.
Có thể nhận biết axit bằng mùi đặc trưng của nó. Phản ứng đổi màu của axetat là phản ứng với dung dịch sắt (III) clorua, tạo ra màu đỏ đậm sau khi axit hóa. Khi đốt nóng axetat và asen trioxit với nhau tạo ra đimetylamidino oxit, có thể nhận biết được chất này bằng hơi có mùi hôi.
3.4.1. Sản xuất monome vinyl axetat
Chất bổ sung này tiêu thụ 40% đến 45% sản lượng Ứng dụng chính của axit axetic là sản xuất monome vinyl axetat. axit axetic trên thế giới. Phản ứng liên quan đến ethylene với oxy, và chất xúc tác là paladi.
2H3C-COOH + 2C2H4 + O2 → 2H3C-CO-O-CH=CH2 + 2H2O
Vinyl axetat có thể được polyme hóa thành polyvinyl axetat hoặc các polyme khác để sử dụng trong sơn và chất kết dính.
3.4.2. Sản xuất este
Các este chính có nguồn gốc từ axit axetic được sử dụng chủ yếu làm dung môi cho mực, sơn và chất phủ. Các este như etyl axetat, n-butyl axetat, isobutyl axetat và propyl axetat được sản xuất cụ thể bằng phản ứng xúc tác của axit axetic và rượu tương ứng:
H3C-COOH + HO-R → H3C-CO-O-R + H2O, (R là nhóm ankyl tổng quát) Tuy nhiên, hầu hết các este axetat thu được từ axetandehit thông qua phản ứng Tishchenko. Ngoài ra, este axetat được dùng làm dung môi để loại bỏ nitrocellulose, sơn acrylic, vecni và chất tẩy trắng gỗ. Glycol đầu tiên. Đơn chất được tạo ra từ etylen oxit hoặc propylen oxit với rượu, sau đó chúng được este hóa với axit axetic. Ba sản phẩm chính là Ethylene Glycol Monoethyl Ether Acetate (EEA). , etylen glycol monobutyl ete axetat (EBA) và propylen glycol monometyl ete axetat (PMA).Chất bổ sung này tiêu thụ từ 15% đến 20% sản lượng axit axetic trên thế giới. Este của axetat như EEE được cho là có hại cho sức khỏe sinh sản của con người.
3.4.3. Axit anhidric
Sản phẩm tách phân tử nước từ hai phân tử axit axetic tạo thành phân tử gọi là anhydrit axetic. Sản xuất anhydrit axetic trên thế giới là một ứng dụng chính, chiếm khoảng 25-30% sản lượng axit axetic trên thế giới. Anhydrit axetic có thể được tạo ra trực tiếp từ axit bằng cách cacbonyl hóa metanol, và cây Cativa có
thể được điều chỉnh để tạo ra anhydrit. Anhydrit axetic là một axetylator mạnh. Do đó công dụng chính của nó. là sản xuất xenlulozơ axetat, một loại vải dệt tổng hợp cũng được sử dụng trong phim ảnh. Anhydrit axetic cũng là thuốc thử được sử dụng để sản xuất aspirin, heroin và các hợp chất khác.
3.4.4. Làm dung môi
Axit axetic băng là một dung môi protic phân cực tốt. Nó thường được sử dụng làm dung môi kết tinh lại cho các hợp chất hữu cơ tinh khiết. Axit axetic tinh khiết được sử dụng làm dung môi trong sản xuất axit terephthalic (TPA), một nguyên liệu thô được sử dụng trong sản xuất polyethylene terephthalate (PET). Năm 2006, khoảng 20% axit axetic được sử dụng để sản xuất TPA. Axit axetic thường được sử dụng làm dung môi cho các phản ứng với cacbocation, chẳng hạn như. B. Ankin hóa FriedelCrafts. Ví dụ, một bước trong sản xuất thương mại long não tổng hợp liên quan đến việc sắp xếp lại Wagner-Meerwein của amphenisobornyl axetat; Trong trường hợp này, axit axetic hoạt động như một dung môi và như một nucleophile để duy trì sự sắp xếp lại của cacbocation. Axit axetic là dung môi được lựa chọn khi nhóm nitơ aryl bị khử thành anilin với cacbon hỗ trợ paladi. Axit axetic băng Được sử dụng trong hóa học phân tích để đánh giá các chất có tính kiềm yếu như amit hữu cơ. Axit axetic băng là một bazơ yếu hơn nước, vì vậy amit hoạt động như một bazơ mạnh trong dung dịch có tính axit trung bình này. Ở đó nó có thể được chuẩn độ bằng dung dịch axit axetic băng của một axit rất mạnh như axit pecloric.
3.4.5. Giấm
Ở dạng giấm, dung dịch axit axetic (nồng độ khối lượng axit từ 4% đến 18%) được sử dụng trực tiếp để làm gia vị và cũng như một loại gia vị cho rau và các loại thực phẩm khác . Giấm rượu táo pha loãng hơn (4% đến 8%) trong khi giấm thương mại đậm đặc hơn. Lượng axit axetic được sử dụng để làm giấm không lớn trên toàn thế giới, nhưng nó là một ứng dụng. Nó nổi tiếng và đã được sử dụng trong một thời gian dài.
3.4.6. Ứng dụng khác
Axit axetic loãng cũng được sử dụng để tạo ra một axit nhẹ. Ví dụ, trong gia đình, nó được sử dụng như một chất tẩy cặn vôi cho vòi và ấm đun nước. Dung dịch axit axetic băng pha loãng có thể được sử dụng trong nhà bếp. Phòng thí nghiệm lâm sàng để ly giải hồng cầu và số lượng bạch cầu Một ứng dụng lâm sàng khác là ly giải hồng cầu, có thể che giấu các thành phần quan trọng khác của nước tiểu khi kiểm tra dưới kính hiển vi.
3.5. Tác động môi trường của việc sản xuất, sử dụng sản phẩm 3.5.1. Ảnh hưởng của lượng nước đến việc sản xuất 3.5.1. Ảnh hưởng của lượng nước đến việc sản xuất
Lượng nước trong bể phản ứng ảnh hưởng đến năng suất sản phẩm. Khi giảm nước, sự hình thành các sản phẩm phụ của anhydrit axetic tăng lên và sản lượng của sản phẩm chính giảm do tốc độ thủy phân của phản lực. Khi lượng nước tăng lên, hàm lượng axit peracetic tăng và năng suất của sản phẩm chính tăng lên, nhưng khi lượng nước tăng lên, quá trình này sẽ làm loãng sản phẩm, làm cho quá trình tinh lọc tiếp tục trở nên khó khăn.
3.5.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ
Yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến nhiều quá trình oxy hóa acetaldehyde là nhiệt độ. Nhiệt độ tăng sẽ thúc đẩy các bước phản ứng, cụ thể là phản ứng phân hủy axit peracetic. Quá trình oxy hóa pha lỏng của acetaldehyde được sử dụng rộng rãi. Nó được thực hiện trong phạm vi nhiệt độ 65 - 75. Nhiệt độ thấp hơn nhiều dẫn đến sự tích tụ của các hợp chất axit peracetic trong phản ứng và nổ. Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng chính cũng tăng lên, nhưng các phản ứng này cũng vậy. Các phản ứng phụ, đặc biệt là quá trình oxy hóa hoàn toàn acetaldehyde. Nhiệt độ tăng cao cũng rất nguy hiểm vì hơi acetaldehyde bay lên và tạo thành hỗn hợp nổ với oxy trong một phạm vi rộng. Do đó, nhiệt độ tăng phải đi kèm với tăng áp suất. Để giữ nhiệt độ trong thiết bị nằm trong phạm vi này, nhiệt của phản ứng phải được giảm bớt bằng cách thực hiện quá trình oxy
hóa trong thiết bị tháp có bố trí các cuộn dây làm mát.
3.5.3. Ảnh hưởng của xúc tác
Nhiệm vụ của chất xúc tác được sử dụng cho quá trình oxy hóa axetanđehit là tăng tốc độ phản ứng và chiều của phản ứng theo hướng của sản phẩm chính và đảm bảo tất cả các giai đoạn đều chạy qua với tốc độ như nhau. Các phản ứng như sắt, đồng và axetat coban làm tăng quá trình oxy hóa axetandehit thành axit peracetic, nhưng làm giảm tốc độ hình thành anhydrit axetic, do đó một khối lượng axit peracetic tích tụ trong lò phản ứng nổ. Mặt khác, nếu dùng hỗn hợp đồng axetat và côban làm xúc tác và tiến hành trong môi trường có dung môi là etyl axetat thì có thể thu được axit axetic cùng với anhiđrit axetic và hiệu suất anhiđrit axetic cao hơn vì axetat có khả năng đẳng phí với nước Tạo thành hỗn hợp tách nước ra khỏi quá trình. Điều này cho thấy hiệu suất của sản phẩm chính phụ thuộc vào bản chất của chất xúc tác. Chất xúc tác tốt nhất cho quá trình này là mangan axetat để thực hiện. Sản phẩm chính cao, khắc phục được nhược điểm của các loại xúc tác trước và có khả năng tái sinh axit. peracetic. Đặc biệt, hỗn hợp xúc tác mangan axetat có hoạt tính và độ chọn lọc cao do chúng hỗ trợ lẫn nhau. Lượng chất xúc tác có trong khối lượng có ảnh hưởng đến tốc độ oxy hóa. Khi tăng nồng độ chất xúc tác, tốc độ phản ứng không tăng hoặc chỉ tăng rất chậm, giới hạn đưa ra là 0,05 - 0,1% khối lượng.
PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ
Hiện nay acid acetic là một sản phẩm được sử dụng nhiều không chỉ dùng trong công nghệ hóa học mà còn trên nhiều lĩnh vực khác. Công nghệ sản xuất acid acetic ngày càng hiện đại hơn và phát triển hơn nhằm phục vụ cho như cầu sử dụng của các ngành nghê khác nhau. Chính vì vậy các chỉ tiêu về kiểm định chất lượng sản phẩm ngày càng nâng cao hơn. Ngoài việc làm thuốc thử cho các quá trình phân tích thì ứng dụng của nó cũng rất đa dạng như trong thực phẩm, sản xuất tơ nhân tạo, thuốc xịt công trùng ….
Đối với các chỉ tiêu phân tích hiện nay đã được áp dụng cũng như cải tiển về phương pháp phân tích đưa các thiết bị hiện đại hơn vào nhằm nâng cao mức độ chính xác cũng như thuận tiện hơn trong việc phân tích cùng lúc một lượng lớn mẫu. Ít mắc sai số đảm bảo chất lượng của lô hàng.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]PGS.TS.Phùng Tiến Đạt - TS.Trần Thị Bính, Hóa Kĩ Thuật Đại Cương, NXB Đại Học Sư Phạm, 2004.
[2] TLTK TCVN 7764 – 2: 2007, Thuốc Thử Dùng Trong Phân Tích Hóa Học – Phần 2: Yêu Cầu Kỹ Thuật – Seri Thứ Nhất
[3] TCVN 7764 – 1:2007, Thuốc Thử Dùng Trong Phân Tích Hóa Học – Phần 1: Phương Pháp Thử Chung
[4] Thế Nghĩa, Kỹ Thuật An Toàn Trong Sản Xuất Và Sử Dụng Hóa Chất, Nhà Xuất Bản Trẻ, 2007.
[5] TCVN 1694:2009, Sản Phẩm Hóa Học Sử Dụng Trong Công Nghiệp – Kỹ Thuật Lấy Mẫu – Sản Phẩm Hóa Học Rắn Ở Dạng Hạt Từ Bột Đến Tảng Thô. [6] TCVN 2117: 2009, Nước Thuốc Thử - Yêu Cầu Kỹ Thuật
[7] TCVN 7289:2003, Lấy Mẫu Sản Phẩm Hóa Dùng Trong Công Nghiệp – An Toàn Trong Lấy Mẫu
[8] Phạm Luận, Phương Pháp Phân Tích Phổ Nguyên Tử, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội, 2003.
[9] Phạm Luận, Giáo Trình Về Những Vấn Đề Cơ Sở Của Các Kỹ Thuật Xử Lý Mẫu Phân Tích, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội,1998.
[10] TCVN 11122:2015, Sản Phẩm Hóa Học Sử Dụng Trong Công Nghiệp – Xác Định Hàm Lượng Sắt – Phương Pháp Quang Phổ 1,10-Phenanthalin.
[11] Hoàng Minh Châu – Từ Văn Mặc – Từ Vọng Nghi, Cơ Sở Hóa Học Phân Tích, Nhà Xuất Bản Khoa Học Và Kỹ Thuật, 2007, Trang 269-297.
[12] TCVN 10415:2014, Chất Lỏng Hữu Cơ Dễ Bay Hơi Sửu Dụng Trong Công Nghiệp – Xác Định Cặn Khô Sau Khi Bay Hơi Trong Bồn Cách Thủy – Phương Pháp Chung.
[13] Trần Tử Hiếu, Hóa Học Phân Tích, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội, 2004. [14] Nguyễn Thị Thu Vân, Phân Tích Định Lượng, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM, 2009.
[15] A.P.Kreshov, Cơ Sở Lý Thuyết Phân Tích Định Lượng, NXB Đại Học Và Giáo Dục Chuyên Nghiệp Hà Nội, 1994.
[16] ISO 805, Aluminium Oxide Primarily Used For The Production Of Aluminium - Determination Of Iron Content - 1,10-Phenanthronline Photometric Method (Nhôm Oxit Sử Dụng Trong Sản Xuất Nhôm - Xác Định Hàm Lượng Sắt - Phương Pháp Đo Quang 1,10-Phenanthrolin).