Giấm ăn là dung dịch axit axetic CH3COOH có nồng độ 2- 5%, thu được sau khi lên men rượu Etylic C2H5OH. Để sản xuất axit axetic, người ta có thể đi từ những nguồn nguyên liệu khác nhau, bằng các phương pháp khác nhau như: phương pháp tổng hợp, phương pháp hoá học gỗ, phương pháp vi sinh. Vậy chúng có những tính chất hóa học, vật lý nào, điều chế, ứng dụng axit axetic CH3COOH ra sao, chúng ta hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
Tổng quan những điều cần biết về axit axetic
1. Axit axetic là gì?
Axit axetic là một hợp chất hữu cơ có tính axit mạnh, chúng có công thức hóa học CH3CO2H (cũng viết là CH3COOH). Đây là loại hóa chất đã được sản xuất từ rất lâu đời và được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp, sản xuất thực phẩm hay y học…
Chúng còn có nhiều tên gọi khác nhau như: etanoic, Hydro axetat (HAc), Ethylic acid, Axit metanecarboxylic, dấm, acetic acid, Acid ethanoic…
2. Tính chất vật lý axit axetic CH3COOH
Axit axetic CH3COOH là chất lỏng không màu, có vị chua và tan hoàn toàn trong nước.
Khối lượng riêng: 1.049 g/cm3 (l), 1.266 g/cm3 (s).
Nhiệt độ nóng chảy: 16.5oC.
Nhiệt độ sôi: 118.2oC.
Nhiệt độ sôi của axit axetic CH3COOH lớn hơn rượu dùng chúng cùng phân tử khối do sự liên kết bền vững của các phân tử hydro.
Khi đun nóng, axit axetic có thể hòa tan một lượng nhỏ photpho và lưu huỳnh.
Tan tốt trong xenlulozo và nitroxenlulozo.
Cấu tạo phân tử axit axetic CH3COOH
3. Tính chất hóa học của axit axetic
Nguyên tử hydro trong nhóm cacboxyl có thể cung cấp một proton H+, làm chúng có tính chất axit, tuy nhiên, axit axetic là một axit yếu thuộc nhóm axit monoprotic. Dung dịch có nồng độ mol 1 M (giấm ăn trong gia đình) có độ pH là 2.4, tức chỉ có 0.44 % phân tử axit axetic bị phân ly.
Axit axetic lỏng là dung môi phân cực với hằng số điện ly khoảng 6.2.
Nó có khả năng hòa tan các hợp chất không phân cực như dầu, các nguyên tố lưu huỳnh, iot và các dung môi phân cực như nước, chloroform, hexan.
Axit axetic CH3COOH (etanoic) là một axit hữu cơ, mạnh hơn axit cacbonic. Nó được tào thành bằng việc liên kết nhóm methyl CH3 với cacboxyl COOH.
Nhóm cacboxyl COOH thể hiện tính axit
Axit axetic tác dụng với bazo, cacbonat và bicacbonat để tạo ra axetat kim loại tương ứng, nước và cacbonic (phổ biến nhất là natri bicacbonat với giấm ăn):
NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O
Trừ crom (II) axetat, tất cả các axetat khác đều tan được trong nước.
Tác dụng với kiềm tạo ra nước và ethanoat kim loại:
NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O
Axit axetic phân hủy ở nhiệt độ lớn hơn 440oC tạo thành cacbonic, metan hoặc ethenon và nước.
Tác dụng với rượu tạo thành este:
ROH + CH3COOH → CH3COOR + H2O
Axit axetic làm ăn mòn các kim loại và tạo ra khí hydro và các muối axetat:
Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
Axit axetic có tính ăn mòn kim loại
Nhôm thụ động với axit axetic do khi phản ứng, nó tạo ra lớp màng mỏng nhôm oxit trên bề mặt, ngăn chặn sự ăn mòn. Vì vậy, các nhà sản xuất vẫn thường dùng bình chứa bằng nhôm để đựng dung dịch này.
Phản ứng thế halogen vào gốc hydrocacbon ( 90 – 100oC):
Cl2 + CH3COOH → ClCH2COOH + HCl
Tác dụng với axetylen (xúc tác thủy ngân, nhiệt độ 70 – 80oC) thành etyl diaxetat:
C2H2 + 2CH3COOH → CH3CH(OCOCH3)2
Tác dụng với amoniac tạo thành amid:
NH3 + CH3COOH → NH3CH3COOHNH4
Phản ứng decacboxyl hóa thành axeton (Xúc tác mangan oxit, nhiệt độ):
C2H2+ CH3COOH → CH2CHOCOCH3
4. Điều chế axit axetic CH3COOH
4.1. Cacbonyl hóa methanol
Methanol tác dụng với cacbon monoxit tạo thành axit axetic:
CH3OH + CO → CH3COOH
Quá trình liên quan đến chất trung gian iodometan, xúc tác là phức chất kim loại với 3 bước sau:
CH3OH + HI → CH3I + H2O
CH3I + CO → CH3COI
CH3COI + H2O → CH3COOH + HI
4.2. Oxy hóa axetaldehyt
Trong công nghiệp, Axit axetic CH3COOH được sản xuất từ butan C4H10 có xúc tác và nhiệt độ
2C4H10 + 3O2 → 4CH3COOH+ 2H2O
4.3. Phương pháp lên men trong điều kiện hiếu khí
4.3.1. Phương pháp lên men chậm
Cho axit axetic CH3COOH vào thùng gỗ sồi thể tích 250- 300l, trống 1/5 thể tích lượng axit axetic rồi đổ thêm nước ép nho vào đến khi được ½ thùng.
Tiến hành lên men ở nhiệt độ thường. Quá trình kéo dài vài tuần. Kiểm tra rượu còn 0.3- 0.5% thì lấy giấm ra, bổ sung thêm dinh dưỡng mới vì nếu để lâu, chất lượng giấm sẽ giảm.
Điều chế axit axetic từ nước nho
4.3.2. Phương pháp lên men nhanh
Cho axit axetic nồng độ 3- 5% chảy qua lớp phoi bào (lõi bắp) để thanh trùng và axit hóa vật liệu chất mang để vi sinh giống dễ thích nghi.
Sử dụng nước vô trùng rửa qua và nạp giống vi khuẩn axetic.
Cho dòng môi trường từ trên xuống qua hệ thống phân phôi đồng thời thổi khí từ dưới lên.
Vi khuẩn sẽ oxy hóa rượu thành axit axetic CH3COOH, thẩm thấu qua màng tế bào ra ngoài, theo dung dịch xuống đáy thiết bị lên men.
Quá trình kéo dài từ 8- 10 ngày ở 24- 37oC.
4.3.3. Phương pháp lên men chìm
Cho dung dịch lên men vào thiết bị và thổi khí mạnh vào.
Thể huyền phù và dung dịch lên men được tạo ra.
4.3.4. Phương pháp kết hợp
Hệ thống lên men gồm:
- Lớp trên cùng là lớp đệm chứa vi sinh vật
- Lớp giữa là một thùng chứa dung dịch sau khi lên men chảy xuống
- Tầng dưới đáy là hệ thống thổi khí
Hàm lượng axit axetic có trong dịch lên men thường không cao, trong khoảng 5-10 % và thường lẫn với các chất khác, do đó, dịch sau lên men chỉ có thể sử dụng để chế biến thực phẩm.
Để nâng hàm lượng axit axetic CH3COOH cũng như làm sạch các tạp chất, người ta sử dụng phương pháp chưng cất.
5. Ứng dụng của axit axetic CH3COOH trong thực tiễn
Hơn 60 % axit axetic CH3COOH được dùng trong các polyme tổng hợp từ vinyl axetat hoặc xenlulozo este. Các vinyl axetat phần lớn được dùng trong công nghiệp sơn, giấy bọc và nhựa plastic.
Ứng dụng của axit axetic trong đời sống
Dẫn xuất của axit axetic được sử dụng rộng rãi như:
- Aluminum axetat: Al(OH)2CO2CH3 dùng làm thuốc nhuộm vải.
- Muối amoni axetat CH3CO2NH4 được sử dụng để sản xuất axetamid- một chất dung môi, giúp lợi tiểu và toát mồ hôi trong y học.
- Muối Kali dùng trong công nghiệp sơn.
- Metyl axetat dùng làm dung môi cho xenlulozo nitrat, este và các hợp chất khác.
- N- butyl axetat dùng làm dung môi trong công nghiệp sơn và gốm sứ.
- Axit phenylaxetic dùng trong công nghiệp nước hoa và tổng hợp penicinil.
Axit phenylaxetic dùng trong công nghiệp nước hoa
Aluminum axetat dùng làm thuốc nhuộm vải, sợi
Dung dịch axit axetic băng loãng dùng trong các phòng thí nghiệm lâm sàng để dung giải hồng cầu và đếm bạch cầu.
6. Tác hại của Axit axetic – CH3COOH
- Khi hít phải một lượng lớn axit axetic sẽ gây kích ứng mũi, cổ họng và phổi. Lúc này sẽ gây tổn hại nghiêm trọng tới các lớp lót của cơ quan mũi và sau đó, chúng có thể dẫn đến khó thở.
- Nếu như bạn không may nuốt phải chất này có thể gây ăn mòn nghiêm trọng của miệng và đường tiêu hóa, dẫn đến bị nôn mửa, tiêu chảy, trụy tuần hoàn, suy thận, thậm chí bị tử vong.
- Tiếp xúc qua da sẽ gây ra kích ứng như đau, tấy đỏ và mụn nước. Hoặc nặng hơn sẽ khiến bị bỏng sau một vài phút tiếp xúc.
7. Lưu ý khi sử dụng và bảo quản Axit axetic – CH3COOH
7.1 Lưu ý khi sử dụng Axit Axetic
-
Bạn nên đeo dụng cụ bảo vệ như găng tay, mũ, quần áo dài tay, … khi sử dụng axit axetic.
-
Mang thiết bị hô hấp thích hợp nếu xử lý axit axetic trong một khu vực không được thông khí tốt.
-
Rửa ngay nếu bị dây vào da hoặc mắt. Đảm bảo rằng hệ thống nước sạch dùng để rửa mắt ở gần khu vực làm việc.
7.2 Cần phải bảo quản Axit Axetic như thế nào?
-
Axit axetic phải để trong kho có mái che, nhiệt độ thích hợp và thông thoáng.
-
Tránh để những nơi có nhiệt độ quá cao, tránh những nơi dễ gây ra hỏa hoạn, cháy nổ. Nên giữ axit axetic tránh xa nguồn nhiệt, tia lửa hoặc ngọn lửa.
8. Nơi mua Axit axetic – CH3COOH chất lượng, giá tốt tại Hà Nội
Để được tư vấn thêm về axit axetic cũng như đặt mua sản phẩm chất lượng, giá thành cạnh tranh, bạn có thể tin tưởng ở Hóa chất VietChem qua website vietchem.com.vn hoặc liên hệ trực tiếp với số hotline 0826 010 010, các chuyên viên của chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ 24/7 và báo giá hợp lý nhất.
Hy vọng những chia sẻ qua bài viết này, bạn đã hiểu hơn về tính chất, điều chế và ứng dụng của axit axetic CH3COOH một cách chuẩn xác nhất.
Xem thêm:
- Tính chất hóa học và quy trình sản xuất Axit Nitric HNO3 ?
- Axit sunfuric – Hóa chất công nghiệp quan trọng nhất hiện nay
