Sirćetna kiselina - uključujući glacijalnu sirćetnu kiselinu - je molekularno (kovalentno) jedinjenje, a ne jonsko.Uobičajena mešavina-: delimično se jonizuje kada se rastvori u vodi, što navodi ljude na pretpostavku da je to jonsko jedinjenje. Nije - samo kako se slabe kiseline ponašaju u rastvoru.
Ta strukturna činjenica objašnjava mnogo o tome kako se ovo jedinjenje zapravo ponaša: zašto se slobodno miješa s vodom i alkoholom, zašto jedva provodi električnu energiju u čistom obliku i zašto je tako hlapljivo u poređenju sa stabilnom jonskom čvrstom tvari.
Šta je ledena sirćetna kiselina?
Ledena octena kiselina je čista, u suštini bez vode-forma octene kiseline - tipično sa 99,5% do 99,8% CH3COOH po težini, u odnosu na koncentraciju od 4-8% koja se nalazi u običnom sirćetu za domaćinstvo. Nosi CAS broj64-19-7, a pojavljuje se u dokumentaciji pod još nekoliko naziva: etanska kiselina, metankarboksilna kiselina ili povremeno sirćetna kiselina.
Oznaka "glacijalna" opisuje stvarnu fizičku imovinu, a ne marketinški jezik. Ispod oko 16,6 stepeni (62 stepena F), čista sirćetna kiselina se stvrdnjava u led-kao kristali - otuda i naziv.
Ledena sirćetna kiselina u odnosu na sirćeje uobičajena tačka zabune. Hemijski su to isto jedinjenje, ali sirće je razrijeđeno rješenje{1}}sigurno za hranu, dok je glacijalna sirćetna kiselina koncentrirana i korozivna, koristi se u industrijskim, farmaceutskim i laboratorijskim okruženjima, a ne u direktnoj potrošnji.
Zašto je sirćetna kiselina klasifikovana kao molekularna, a ne jonska
Razlika se svodi na to kako se atomi drže zajedno.Jonska jedinjenjanastaju kada se elektroni u potpunosti prenose s jednog atoma na drugi - obično metal koji predaje elektron nemetalu - stvarajući nabijene ione koji se zaključavaju u kristalnu rešetku. Kuhinjska so (NaCl) je standardni primjer.
Molekularna jedinjenjanastaju kada atomi dijele elektrone umjesto da ih prenose, što se događa između nemetala. Struktura sirćetne kiseline - dva atoma ugljika, četiri vodonika, dva kiseonika, raspoređena oko karboksilne (-COOH) grupe - je u potpunosti izgrađena od ove vrste dijeljenja elektrona-, kovalentne veze. U strukturi uopće nema metala, niti jonske rešetke koja je drži zajedno. To je veliki dio zašto postoji kao tečnost na sobnoj temperaturi, a ne kao kristalna čvrsta supstanca visokog -tapanja.
Odakle dolazi jonska konfuzija.Sirćetna kiselina je slaba kiselina, što znači da kada je otopljena u vodi, samo se mali dio molekula razdvoji na acetatne jone (CH3COO⁻) i vodikove ione (H⁺) -, a ostatak ostaje netaknut kao neutralni molekuli. Koliko ionizira ovisi o koncentraciji i temperaturi: razrijeđena otopina ionizira proporcionalno više od koncentrirana. Ova parcijalna disocijacija je upravo razlog zašto se octena kiselina ponaša kao kiselina i pokazuje neki jonski karakter u otopini -, ali to je ravnoteža faza-fazne ravnoteže, a ne dokaz da je jedinjenje samo po sebi jonsko. Niska konstanta disocijacije jedinjenja (Ka ≈ 1,8 × 10⁻⁵) potvrđuje ovo: jake kiseline i pravi jonski spojevi disociraju mnogo potpunije od toga.
Zaključak:u svom čistom, nerazređenom (glacijalnom) stanju, sirćetna kiselina postoji skoro u potpunosti kao netaknuti molekuli. Čak iu vodi ostaje pretežno molekularna - ionizirana frakcija je izuzetak, a ne pravilo.
Šta ova molekularna struktura objašnjava o svom ponašanju
Rastvorljivost.Budući da je octena kiselina molekularna s polarnom karboksilnom grupom, u potpunosti se miješa sa vodom, etanolom i etrom -, čisto se miješa bez potrebe za ko-otapalom ili surfaktantom, što je tipično za male polarne molekule, ali ne i za jonske čvrste tvari s ograničenijim prozorima rastvorljivosti.
Provodljivost.Čista glacijalna sirćetna kiselina slabo provodi električnu energiju, jer jednostavno nema mnogo slobodnih jona - većina molekula ostaje netaknuta. Otopljena u vodi, mala ionizirana frakcija joj omogućava da slabo provodi, zbog čega je octena kiselina klasifikovana kaoslab elektrolitumjesto jake poput hlorovodonične kiseline ili potpuno disociranog rastvora soli.
Volatilnost.Molekularna jedinjenja se obično drže zajedno slabijim intermolekularnim silama od ionskih, što im daje niže tačke ključanja i veću isparljivost. Sirćetna kiselina odgovara tom obrascu, ključajući oko 117-118 stepeni sa tačkom paljenja blizu 40 stepeni - primetno isparljivije od jonskog jedinjenja kao što je kuhinjska so, koja se ne topi do preko 800 stepeni.
Reaktivnost.Polarna, kovalentna struktura je funkcionalno razlog zašto sirćetna kiselina dobro funkcioniše kao rastvarač i reagens u reakcijama esterifikacije i acetilacije, i kao prekursor za jedinjenja kao što su monomer vinil acetata, anhidrid sirćetne kiseline i acetat celuloze. Jonsko jedinjenje se ne bi ponašalo na isti način u ovim reakcijama.
Referentna tabela fizičke imovine
| Nekretnina | Vrijednost |
|---|---|
| CAS broj | 64-19-7 |
| Molecular Formula | CH3COOH (C2H4O2) |
| Molecular Weight | 60,05 g/mol |
| Gustina | ~1,049 g/cm³ na 25 stepeni |
| Tačka topljenja / smrzavanja | 16,6 stepeni (62 stepena F) |
| Tačka ključanja | 117-118 stepeni |
| Tačka paljenja | ~40 stepeni (104 stepena F) |
| Ka (konstanta disocijacije kiseline) | ~1.8 × 10⁻⁵ |
| Rastvorljivost | Potpuno se miješa sa vodom, etanolom, etrom |
| Vrsta vezivanja | Kovalentno (molekularno jedinjenje) |
Uobičajeni razredi čistoće
Sirćetna kiselina se obično isporučuje u nekoliko standardnih nivoa čistoće:
| Ocjena | Tipična čistoća | Tipična upotreba |
|---|---|---|
| Industrial Grade | Veće ili jednako 99,5% | Opća hemijska sinteza, tekstil, industrijska prerada |
| Glacial / USP{0}}EP ocjena | Veće ili jednako 99,7% | Farmaceutske,{0}}prilike za hranu |
| Reagens / ACS Grade | Veće ili jednako 99,8% | Laboratorijska i analitička upotreba |
Osnove sigurnosti
Ledena sirćetna kiselina je klasifikovana kao korozivna, zapaljiva tečnost prema UN 2789, sa zahtevima za obeležavanje GHS koji se primenjuju globalno. Treba ga čuvati u dobro zatvorenim kontejnerima otpornim na koroziju-, držati dalje od izvora topline i rukovati sa odgovarajućim LZO - rukavicama, zaštitnim naočalama i adekvatnom ventilacijom - zbog opasnosti od kontakta s parom i kožom-.
Često postavljana pitanja
Da li je glacijalna sirćetna kiselina isto što i sirćetna kiselina?
Da, hemijski su to isto jedinjenje (CH3COOH). "Glacijalni" se posebno odnosi na koncentrirani, gotovo bez vode-oblik (99,5%+), za razliku od octene kiseline razrijeđene u vodi u nižim koncentracijama.
Da li je glacijalna sirćetna kiselina rastvorljiva u vodi?
Da - potpuno se miješa u bilo kojoj proporciji, što je direktan rezultat njegove polarne molekularne strukture. Miješanjem se oslobađa primjetna toplina, pa razrjeđivanje treba vršiti dodavanjem kiseline u vodu polako, a ne obrnuto.
Da li glacijalna sirćetna kiselina provodi struju?
Jedva, u svom čistom obliku. Postaje slab elektrolit kada se jednom otopi u vodi, jer samo mali dio molekula jonizuje - ni blizu provodljivosti potpuno disociranog jonskog rastvora.
Zašto sirćetna kiselina uopće jonizuje ako je molekularno jedinjenje?
Budući da je slaba kiselina - mali dio molekula koji ovisi o koncentraciji- i temperaturi- daje proton vodi. To ravnotežno ponašanje ne menja osnovnu kovalentnu strukturu jedinjenja; to je reakcija-faze otopine, a ne dokaz jonske veze.
Koja je razlika između glacijalne octene kiseline i sirćeta?
Koncentracija. Sirće je razrijeđena otopina{1}}sigurna za hranu (otprilike 4-8% sirćetne kiseline). Ledena octena kiselina je 99,5%+ čista, korozivna i namijenjena za industrijsku, farmaceutsku ili laboratorijsku upotrebu, a ne za direktnu potrošnju.
Zaključak
Sirćetna kiselina je molekularno jedinjenje, tačka - djelomična jonizacija koju pokazuje u vodi je slaba-kiselina ravnoteža, a ne dokaz jonske veze. Ta strukturna činjenica je ono što objašnjava njegovu potpunu mješljivost s vodom, slabo (a ne jako) ponašanje elektrolita, relativno nisku tačku ključanja i njegovu korisnost kao rastvarača i reagensa u hemijskoj, farmaceutskoj i prehrambenoj industriji.