при какой температуре замерзает уксусная кислота 70 процентов
Физические свойства уксусной кислоты и ее водного раствора.
Растворение уксусной кислоты в воде сопровождается выделением тепла и, следовательно, повышением температуры раствора. Однако выделение тепла происходит только при определенном соотношений уксусной кислоты и воды. При приготовлении значительно разбавленных растворов происходит поглощение тепла, и температура понижается.
Других соединений уксусной кислоты с водой, по-видимому, не существует, так как кривая имеет только один минимум, отвечающий 62,5% СН3СООН. Впрочем, до концентрации 62,5% кривая имеет некоторую мало заметную выпуклость, а выше 62,5% также мало заметную вогнутость. Это указывает на существование других соединений уксусной кислоты с водой, которые, однако, не являются стабильными и ярко выраженными.
Впервые соединение уксусной кислоты и воды состава С2Н4О2•2Н2О было обнаружено автором и описано им в 1939 г. Образование гидрата СН3СООН•2Н2О подтверждено исследованиями А. А. Глаголевой, а также С.Я. Левитмана и Н.Ф. Ермоленко. Последними авторами по максимуму показателя преломления предположено также существование молекулярного соединения 2СН3СООН•Н2О.
При замораживании растворов, содержащих уксусной кислоты больше 62,5%, вымерзает более концентрированная кислота, а из растворов, содержащих менее 62,5%, вымерзают более разбавленные растворы. Этим свойством иногда пользуются в промышленности для получения более концентрированной уксусной кислоты из разбавленной.
При перегонке водных растворов уксусной кислоты содержание кислоты в парах всегда меньше, чем в растворе. При этом разница между содержанием уксусной кислоты в парах и в жидкости увеличивается по мере того, как содержание кислоты в растворе приближается к величине, соответствующей гидрату С2Н4О2•2Н2О. Эта разница максимальна, когда содержание уксусной кислоты в растворе равно 62,5%.
При высоких давлениях и более высоких концентрациях возможно активное образование азеотропа уксусной кислоты, а также воды. И тогда будет невозможным процесс разделения смеси ректификацией.
Содержание солей в водных растворах уксусной кислоты вызывает повышение содержания уксусной кислоты в парах при перегонке, а при определенной концентрации соли и кислоты возможно даже образование азетропа уксусной кислоты и воды.
Уксусная кислота
Уксусная кислота — органическое соединение, одноосновная карбоновая кислота состава CH 3 COOH. При обычных условиях представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом. Температура плавления чистой кислоты несколько ниже комнатной температуры, при замерзании она превращается в бесцветные кристаллы — это дало ей техническое наименование ледяная уксусная кислота.
Название кислоты образована словом уксус, что происходит от лат. Acetum — кислое вино. По номенклатуре IUPAC она систематическую название етанова кислота, которая характеризует соединение как производную этана. Поскольку молекула кислоты имеет в своем составе функциональную группу ацетил CH 3 CO (условное обозначение Ac), ее формула также может записываться как AcOH. В контексте кислотно-основных взаимодействий символом Ac иногда сказывается ацетат-анион CH 3 COO — — в таком случае формула будет иметь запись HAc.
Взаимодействуя с металлами, щелочами и спиртами, уксусная кислота образует ряд солей и эфиров — ацетатов (етаноатив).
Уксусная кислота — один из базовых продуктов промышленного органического синтеза. Более 65% мирового производства уксусной кислоты идет на изготовление полимеров, производных целлюлозы и винилацетата. Поливинилацетат является основой многих ґрунтивних покрытий и красок. С ацетатной целлюлозы изготавливают ацетатного волокна. Уксусная кислота и ее эфиры важные промышленные растворители и экстрагенты.
Общие сведения
Уксусная кислота известна человечеству с древнейших времен. Уксус, 4-12% раствор уксусной кислоты в воде, как продукт ферментации вина получил широкое використування более чем 5000 лет назад, прежде всего как пищевой консервант. Древнегреческий врач Гиппократ использовал растворы кислоты в качестве антисептика, а также в составе настоек от многочисленных заболеваний, включая лихорадку, запоры, желудочные язвы, плеврит.
Уксусная кислота находится в низких концентрациях во многих растительных и животных системах. Она, в частности, синтезируется бактериями рода Acetobacter и Clostridium. Среди рода Acetobacter наиболее эффективно вид Acetobacter aceti.
В 1996 году американскими учеными было сообщено о наблюдении молекул уксусной кислоты в газо-пылевом облаке Стрелец B2. Подобное открытие впервые было осуществлено с применением интерферометрической оборудования.
Физические свойства
Уксусная кислота при стандартном состояния является бесцветной жидкостью с резким запахом. При замерзании при температуре 16,635 ° С, она превращается в прозрачные кристаллы (ледяная уксусная кислота).
| 25 ° C | 50 ° C | 75 ° C | 100 ° C | 110 ° C |
|---|---|---|---|---|
| 1,056 | 0,786 | 0,599 | 0,464 | 0,424 |
Уксусная кислота неограниченно смешивается с водой, образует значительное количество азеотропных смесей с органическими растворителями:
| Второй компонент | Температура кипения, ° C | Содержание кислоты,% | Содержание второго компонента,% |
|---|---|---|---|
| Гексан | 68,3 | 6,0 | 94,0 |
| Октан | 105,7 | 53,7 | 46,3 |
| Циклогексан | 78,8 | 9,6 | 90,4 |
| Бензол | 80,05 | 2,0 | 98,0 |
| Толуол | 100,6 | 28,1 | 71,9 |
| Етилбензен | 114,65 | 66 | 34 |
| Стирен | 116,8 | 85,7 | 14,3 |
| Пиридин | 138,1 | 51,1 | 48,9 |
| Тетрахлорметан | 76 | 98,46 | 1,54 |
| Хлоробензен | 114,7 | 58,5 | 41,5 |
| Нитроэтан | 112,4 | 30 | 70 |
Другие физические свойства:
Получение
Синтез растворов уксусной кислоты (уксуса) проводится в основном методом ферментации, а для получения чистой кислоты, в значительных масштабах применяются методы карбонилирования метанола, окисления бутана и этаналя. Основным методом является получение из метанола.
Карбонилирования метанола
Возможность получения уксусной кислоты из метанола была открыта в немецком концерне BASF в 1913 году:
В 1938 году сотрудник BASF Вальтер Реппе продемонстрировал эффективность использования в качестве катализаторов карбонилов металлов VIIIB группы (группа 9), в частности, карбонила кобальта [Co 2 (CO) 8]. Первое полномасштабное производство с применением кобальтового катализатора было развернуто в 1960 году в Людвигсгафени, Германия.
В конце 1960-х в компании «Monsanto» разработали новый тип катализаторов на основе родия, которые имели значительно более высокую активность и селективность по сравнению с кобальтовым: даже при атмосферном давлении выход конечного продукта составлял 90-99%. В 1986 году этот метод приобрел «BP Chemicals» и передал его на совершенствование компании «Celanese».
В начале 1990-х «Monsanto» запатентовала использование нового, иридиевого, катализатора. Его преимущество заключалось в большей стабильности и меньшем количестве жидких побочных продуктов. «BP» приобрел права на этот патент и внедрил в производство под названием метод Cativa (англ. Cativa process).
Метод BASF
В производстве по методу BASF катализатором выступает карбонил кобальта [Co 2 (OH) 8], который in situ получают из йодида кобальта (II):
На первой стадии исходный метанол взаимодействует с йодоводнем, который является сопутствующим продуктом синтеза карбонила, с образованием йодометану:
Йодометан реагирует с карбонил:
Впоследствии проводится карбонилирования что ведет к сложному ацилкарбонильного интермедиата:
Под действием йодид-ионов комплекс разлагается, высвобождая катализатор и ацетилйодид, который гидролизуется до уксусной кислоты:
Для реакции карбонилирования метанола чрезвычайно важны парциальные давления исходных веществ. Так, выход конечного продукта достигает 70% в зависимости от подачи монооксида углерода и 90% в зависимости от метанола.
Метод Monsanto
Компания «Celanese» усовершенствовала этот метод, дополнив его циклом оптимизации кислот, когда незначительная дополнительное количество уксусной кислоты в форме ацетат-ионов подавалась на катализатор и повышала его эффективность при низких концентрациях исходных соединений.
Синтез проводится при температуре 150-200 ° C и давлении 3,3-3,6 МПа.
Метод Cativa
Окисления этаналя
Прекурсором для получения уксусной кислоты служит этаналь, который синтезируют окислением этанола в присутствии солей серебра:
Окисление альдегида происходит по радикальному механизму с использованием инициатору:
Реакция проходит через стадию образования пероксоацетатного радикала:
Полученная пероксоацетатна кислота реагирует с ацетальдегидом с образованием ацетальдегидперацетату, который по механизму перегруппировки Байера — Виллигера разлагается на уксусную кислоту:
Побочным продуктом является метилформиат, который образуется в результате миграции метильной группы.
Катализаторами взаимодействий являются соли кобальта или марганца. Они также играют важную роль в уменьшении количества перацетат-радикалов в реакционной системе, тем самым предотвращая образование взрывоопасных концентраций:
Взаимодействия по этому методу проводятся при температуре 60-80 ° C и давлении 0,3-1,0 МПа. Преобразование альдегида в ацетатную кислоту обычно происходит с выходом более 90% и селективностью по кислотой более 95%.
Окисления углеводородов
Уксусная кислота может быть получена из бутана и легких фракций нефти. Этот метод является одним из самых распространенных благодаря низкой стоимости углеводородного сырья. В присутствии металлических катализаторов типа кобальта, хрома, марганца, бутан окисляется воздухом:
Основными побочными продуктами являются ацетальдегид и бутанон.
Ферментация
Некоторые бактерии, в частности, рода Acetobacter и Clostridium, производят кислоту в процессе своей жизнедеятельности. Использование человеком подобных ферментационных процессов известно еще с давних времен. Таким образом образуется низкоонцентрированных уксусная кислота, которая полностью удовлетворяет бытовые нужды.
К ферментативного производства привлекаются виды бактерий Acetobacter aceti и искусственно выведенные Clostridium thermoaceticum. Для подкормки бактерий используют сахаросодержащую сырье — глюкозу, ксилозу и т.п.:
Значительным преимуществом этого метода является полная экологичность производства.
Химические свойства
В газовой фазе между молекулами кислоты возникают водородные связи, поэтому они находятся преимущественно в димерних форме (также известные тетрамеры):
Кроме этого возможно образование гидратированного димера: молекулы сочетаются между собой только одним связью, а к свободным карбоксильной и гидроксильной групп присоединяются водородными связями по одной молекуле воды. Степень превращения в димерные структур увеличивается с повышением концентрации раствора и снижается с повышением температуры.
Уксусная кислота является типичной карбоновой кислотой, она участвует во всех реакциях, характерных для этого ряда соединений. В водном растворе кислота распадается и отдает ион H + молекулам воды, образуя структуру с двумя равными связями C-O:
Проявляя кислотные свойства, уксусная кислота взаимодействует с активными металлами, оксидами и гидридами металлов, металлоорганических соединений, аммиаком, образуя ряд солей — ацетатов.
Органические ацетаты является эфирами — продуктами взаимодействия кислоты со спиртами:
Конденсацией кислоты с этен синтезируют винилацетата — промышленно важную соединение, мономер поливинилацетата:
При воздействии сильных обезвоживающих агентов (типа P 2 O 5) образуется уксусный ангидрид. Аналогичным результат при участии некоторых агентов хлорирования (тионилхлорида, фосгена) — тогда синтез ангидрида проходит через стадию получения ацетилхлорида.
Пропуская разогретую пару кислоты над катализатором (оксидами марганца, тория, циркония), можно синтезировать ацетон (с выходом около 80%):
При нагревании до 600 ° C уксусная кислота дегидратируется к Кётене — етенону:
Токсичность
Находясь в состоянии пара в воздухе, кислота повреждает глаза, нос и горло уже при концентрации более 10 мг / м³. Серьезные последствия наблюдаются при десятидневной повторяющейся действия загрязненной кислотой воздуха с содержанием до 26 мг / м³.
Низкоонцентрированных растворы уксусной кислоты (около 5%) могут раздражать слизистые оболочки. Концентрированная кислота в значительной степени повреждает кожу при контакте: в случае ее попадания, необходимо промыть пораженное место большим количеством воды или раствора пищевой соды. При проглатывании уксусной кислоты наблюдается боль в пищеводе и рту, это может привести к появлению тошноты и проблем с дыханием. В этом случае необходимо ополоснуть ротовую полость и обратиться к врачу.
Токсические дозы при потреблении кислоты человеком точно не известны. Полулетальные дозой для крыс является 3310 мг / кг, для кроликов — 1200 мг / кг. Потребление человеком 89-90 г чистой кислоты крайне опасно, а предельной численностью для ежедневного потребления является 2,1 г.
Применение
Применение уксусной кислоты достаточно разнообразное. В химической промышленности из нее производят пластические массы, различные красители, лекарственные вещества, искусственное волокно (ацетатный шелк), невоспламеняющуюся кинопленку и многие другие вещества. Соли уксусной кислоты — ацетаты алюминия, хрома, железа — применяют как протраву при окраске тканей. Уксусная кислота имеет широкое применение и в качестве растворителя.
В пищевой промышленности применяется как консервант, регулятор кислотности и вкусовая приправа; в Европейской системе пищевых добавок уксусная кислота имеет код E260.
Кислота применяется при солянокислотного обработке призабойной зоны пласта в качестве стабилизатора (с целью стабилизации продуктов реакции) от выпадения складновилучуваних гелеобразных соединений железа (осадка). В зависимости от содержания железа в кислотном растворе (от 0,01 до 0,5%) берут 1-3% уксусную кислоту. Для приготовления рабочих растворов используют как синтетическую кислоту, так и лесохимическую техническую очищенную.
При какой температуре замерзает уксус?
Как это ни странно, в Интернете практически нет информации по оному вопросу. Но кое-что найти всё же удалось. Например, данные о том, что учёными-химиками уже довольно давно теоретически рассчитана и подтверждена экспериментально температура замерзания для :
Клей ПВА в маленькой таре капризен: не выносит жары, мороза и попадания воздуха. Хранить его нужно при средней температуре. Все клеи на водной основе замерзают при минусовой температуре!
Но это относится к мелкой упаковке, а вот про строительный пишут, что он морозостойкий. Непластифицированная дисперсия выдерживает 4 цикла замораживания-оттаив ания!
Я тоже в курсе, что вода (прежде всего, в лужах) замерзает при любом минусе, но ведь вопрос-то задан о технике! Итак, если машина (трактор) предварительно была прогрета, вода однозначно не замёрзнет даже при минус восьми градусах по Цельсию. Вода начинает в машине постепенно замерзать при такой температуре лишь на вторые сутки, естественно, если машину не заводят. Утверждаю это, предварительно проконсультировавшись со своим личным специалистом по спецтехнике 🙂
Так называемый, переходный металл. При комнатной температуре ртуть представляет из себя тяжёлую серебристо-белую жидкость, сворачивающуются в шарики, если ее наблюдать разлитой.
Пары ртути ядовиты, поэтому надо осторожнее обращаться с термометрами, в которых мы можем встретить ртуть в быту.
Ртуть очень редкий металл, в природе в чистом виде находят чаще всего рассеянно.
В основном добывают ее в виде минералов.
Ртуть замерзает при –38,9° С, кипит при +356,73 °C
Молоко содержит жир, лактозу, соли, а также другие компоненты, которые понижают температуру его замерзания.
Изучение влияния природы и массы вещества на температуру замерзания раствора
Здесь легко и интересно общаться. Присоединяйся!
нассы в уксус он и замёрзнет!
100% уксус при комнатной температуре находится в форме кристаллов льда, сом видел. Значит можно.
Погуглите «ледяная уксусная кислота».
Конечно, можно. Даже гелий можно заморозить.
Для начала сообщим, что синтетический уксус изобрел немецкий ученый К. Гофман в 1898 году. Однако сей продукт, только натуральный, был известен и древним славянам. В «Домострое» указывался его рецепт: «После сусла патоку квасить четыре недели, а то и дольше, на печи, и класть в тот уксус медовой патоки с гривенку или больше, да гороху немного, да пшеницы немного добавить, а также и клюкву кладут и дубовую кору, а иногда и железо».
Самый кислый уксус
Авиценна писал, что уксус на Востоке делают из винограда, изюма, сахара, фиников, меда, риса и других продуктов. Этот природный эликсир — кладезь витаминов, минеральных солей, микроэлементов. Нужно сказать, что уксус — самая «старая» кислота. Его употребляли еще древние греки, и слово это по-гречески означает «кислый». Он был дорогим и ценным продуктом: даже Клеопатра готовила особый напиток из уксуса, растворяя в нем жемчуг и получая таким образом эликсир молодости.
Так что же такое уксус? Он — результат брожения молочно-кислых бактерий и в зависимости от сырья бывает спиртовым, винным, плодово-ягодным, пивным, медовым. В магазинах мы видим уксус 3-, 6- и 9%-процентный, это означает, что столовый уксус в 100 г содержит 3 г уксусной кислоты, двойной уксус — 6 г, тройной — 9 г кислоты.
Раньше алхимики добывали уксус путем сухой перегонки дерева (коры, веток, опилок). Сейчас, кроме уксусной кислоты, получают винную, молочную, яблочную, лимонную и другие кислоты. Так, винную кислоту вырабатывают из особой соли, оседающей на поверхности винных бочек, молочную — из сахарных отходов-мелассы, лимонную — из. сахара, а синтетическую яблочную — из каменного угля.
От чего зависит?
На прилавке магазинов можно встретить различные виды уксуса, изготовленного разными способами из разного сырья. От этого также зависит срок хранения продукции, как в заводской упаковке, так и после вскрытия.
Согласно приведённым нормативам, сроки хранения различных видов уксуса зависят от сырья, используемого для их изготовления. При соблюдении определённых ГОСТом норм фасовки и условий хранения, они составляют:
Травный, ягодный, фруктовый уксус
От синтетического уксуса конкретной пользы нет. Но в продаже есть ароматизированные уксусы, настоянные на ягодах, травах, фруктах.
Натуральный столовый уксус делают из малины, барбариса, розы, винограда, черной смородины, сливы, эстрагона, сельдерея, мелиссы, укропа. Как правило, ароматизированный уксус содержит 5-6% кислоты.
В Японии популярны уксусы из риса и злаков. Их используют в народной медицине — при головной боли, усталости, тучности, инфекциях. Японцы считают, что рисовый уксус уничтожает пищевые бактерии, спасая продукты от порчи. Аминокислоты и около 30 органических кислот уксуса предохраняют организм от токсических жиров.
Можно ли использовать продукт с истёкшим периодом?
Просроченный уксус способен испортить вкус всего блюда, поэтому лучше воспользоваться свежей приправой. А уксусный раствор с истёкшей годностью можно применить в хозяйстве. Например, для избавления от садовых муравьёв, или очистки сантехники от минерального налёта и ржавчины.
Уксус относится к пищевым продуктам, наиболее стойким к воздействию времени. При правильном хранении, в герметичной упаковке, он может храниться не один год. Но при этом каждый вид продукции требует особого подхода не только при использовании, но и при хранении. Применять в кулинарии уксусные растворы с явными признаками порчи нельзя – лучше пустить их на технические нужды.
Эликсир здоровья
В древней таджикской медицине виноградный уксус называли «уксусомед» и использовали для вывода шлаков из организма. Для закваски этого уксуса используют не дрожжи, а натуральный забродивший виноград, и по лекарственным свойствам виноградный почти совпадает со знаменитым яблочным уксусом. В день и того и другого можно принимать до 30 мл без всякого вреда.
Американский диетолог-натуропат Поль Брэгг ежедневно пил натуральный яблочный уксус (чайная ложка на стакан воды). Виноградный и яблочный уксусы содержат много калия, они полезны для сердца, зрения. А вот в качестве антисептика эти «капли» пьют по 2 чайные ложки на стакан воды с чайной ложкой меда ежедневно.
Смесью виноградного уксуса с солью смазывают места укусов, полощут рот, если шатаются зубы и кровоточат десны. Пары горячего виноградного уксуса снимают шум в ушах, помогают при тугоухости, ожогах и панариции.
Для лечебных целей используют только высококачественный продукт. «Магазинные» яблочный, винный и другие сорта уксуса, как правило, содержат синтетические добавки.
Вот рецепт домашнего плодового уксуса: 1,2-1,4 кг измельченной кожуры яблок и груш залейте 0,5 л уксусной эссенции и 4-5 л воды. Добавьте 2 стол. ложки меда, поставьте в теплое место на 2-3 недели. Отфильтруйте жидкость и разлейте ее в бутылки.
Этот напиток можно использовать и при похмелье — 1 стол. ложку уксуса разведите в стакане холодной воды и выпейте.
Для похудения перед обедом и ужином полезно выпивать стакан воды с 2 стол. ложками домашнего уксуса. Стакан теплой воды со стол. ложкой уксуса и чайн. ложкой меда улучшает обмен веществ и кровообращение, убивает микробов. Пейте его медленно.
Что делать с просрочкой
Типичный признак порчи консерванта – помутнение и изменение цвета, которое происходит из-за действия микрофлоры. Образование осадка допускается только в продукте домашнего приготовления.
Можно ли просроченный уксус использовать в каких-нибудь целях? Для употребления его в пищу, консервирования и даже для косметических процедур он не пригоден. Но если срок годности закончился недавно, то раствор можно применить в садоводстве, чтобы избавиться от муравьев.
«Правильный» уксус
Поскольку в продаже появилось много «пиратских» уксусов, обратите внимание: «правильный» уксус должен быть прозрачным, бесцветным, без мути и осадка, без резкого ядовитого запаха. На этикетке должны быть штамп завода изготовителя и дата выпуска, на бутылке — значок ГОСТа и штрих-код. Хранят уксус плотно закрытым при температуре от +5 до +15 градусов.
Для этого берут стакан 6%-го уксуса на 4 стакана воды, добавив чуть сахара и соли, и заливают ягоды или фрукты, стерилизуют и охлаждают.
Маркировка по ГОСТу
Любая тара, предназначенная для розлива уксуса, должна маркироваться в соответствии с техническим регламентом, принятыми в странах Таможенного союза. Это касается как небольших бутылок для розничной торговли, так и бочек, в которых уксусные растворы поставляются на промышленные предприятия. Среди прочего, на этикетке должны указываться:
Несмотря на установленные стандарты, на прилавке можно встретить упаковки, на которых указываются сроки годности, значительно превышающие установленные нормами ГОСТа. К примеру, для яблочного уксуса маркировка может содержать такую информацию: «Срок годности не ограничен» с припиской «При соблюдении условий хранения». На упаковках других производителей можно встретить маркировку 3 или 4 года.
Осторожность не помешает
1 л сока топинамбура, 100 г меда, 500 г винограда или красной смородины.
1,5 кг сливы, 4 болгарских перца, головка чеснока, несколько горошин черного перца, стол. ложка столового уксуса, 3 стол. ложки растительного масла, сахар, соль.
1 л воды, стакан сахара или меда, небольшой кусок ржаного хлеба, 15-20 г свежих дрожжей, несколько изюмин.
Стакан малины, 1,5 стакана столового уксуса.
Статья предоставлена журналом для женщин «Сударушка»
| science_freaks [ velta_1 ] |
| [ | Tags | | | журноламеры, сам пришел, это прекрасно! | ] |
А я вот случайно с утра встретилась. Обсуждался уксус. Сначала меня приятно удивило, что даже «насквозь природный» Антоша все-таки убедил людей пользоваться для маринадов «синтетическим» (сиречь, не природным) уксусом. И был глубоко прав, потому как всякие яблочные и винные уксусы страдают сниженым процентом собственно кислоты (меньше положенных 9%), поэтому маринаду угрожает вздутие и, возможно, самопроизвольное и очень громкое вскрытие. И в целом Антоша был сегодня аномально здрав. И про уксус рассказал, и про эссенцию. И про то, что эссенцию нужно хранить ТОЛЬКО в стеклянной таре (пластику 70% кислоты повредить может), и ТОЛЬКО герметично закрытой (что тоже в высшей степени разумно – когда 70% СН3СООН выливается на руки или в сумку – это удовольствие очень ниже среднего).