Acidul acetic este un acid slab, al doilea cel mai simplu acid din clasa acizilor carboxilici (după acidul formic), având formula brută C2H4O2 și formula chimică CH3-COOH. Numit și acid etanoic, acidul acetic este un lichid incolor cu miros pătrunzător și iritant. Acidul acetic pur (anhidru) se numește acid acetic glacial datorită aspectului de gheață al cristalelor formate la temperatura camerei. În soluții diluate (3% - 6%) se numește oțet și se folosește în alimentație.
Acidul acetic este miscibil cu apa și cu majoritatea solvenților organici. Este insolubil în sulfura de carbon. Acidul acetic are un coeficient de partiție mai mare în solvenți polari nemiscibili care conțin apă decât în apă, din această cauză se poate extrage din soluții apoase în eter sau acetat de etil. La rândul său, acidul acetic este un bun solvent utilizat frecvent la dizolvarea rășinilor și a uleiurilor esențiale.
Acidul acetic joacă un rol esențial în industria chimică organică. Este utilizat atât ca solvent, deși este puternic coroziv, cât și la prepararea unui număr mare de compuși importanți, printre care acetanimida, anhidrida acetică, cetena, acetatul de vinil și acidul acetilsalicilic, acetatul de celuloză, esteri utilizați în parfumerie, coloranți. Ca aditiv pentru mâncare, are aprobarea de utilizare în multe țări, incluzând Canada, Uniunea EuropeanăUK Food Standards Agency: , Statele UniteUS Food and Drug Administration: , Australia și Noua Zeelandă.
Descriere
Acidul acetic e un compus chimic organic ce apare ca un lichid incolor, cu miros caracteristic, înțepător; se amestecă în orice proporții cu apa. Temperaturile de topire și fierbere sunt 16,7 respectiv 118,2. Se fabrică prin fermentarea acetică a soluțiilor diluate de alcool, prin distilarea uscată a lemnului (v. și acid pirolignos) sau prin oxidarea aldehidei acetice. Oțetul conține acid acetic în concentrație de 3–9%. Acidul acetic glacial este un acid acetic de concentrație 98–99,8%. Este caracterizat printr-o mare capacitate de a atrage apa din mediul în care se găsește (higroscopicitate).
Acidul acetic este: coroziv, vaporii săi provocând iritarea conjunctivei oculare și a căilor respiratorii, putând merge până la congestia pulmonară. considerat a fi un acid slab, deoarece în soluții apoase și în condiții standard de temperatură și presiune acidul disociat coexistă în echilibru cu forma nedisociată, spre deosebire de acizii tari care sunt complet disociați. unul dintre cei mai simpli acizi carboxilici, urmând după acidul formic. un reactiv chimic important de largă utilizare în industrie, fiind folosit pentru producerea tereftalatului de polietilenă, compus ce stă la baza obținerii de sticle pentru băuturile răcoritoare; se folosește la prepararea acetatului de celuloză, în special pentru filmul fotografic, la fabricarea de solvenți pentru industria de lacuri și vopsele, pentru obținerea acetatului de polivinil, în industria medicamentelor, ca și în producerea de fibre și țesături sintetice. În gospodărie, acidul acetic diluat e adesea utilizat ca agent de detartrare. În industria alimentară, este utilizat sub codul E260 ca aditiv alimentar cu scopul ajustării acidității.
Nomenclatură Denumirea cea mai comună și cea preferată de nomenclatura IUPAC este cea de acid acetic. Denumirea sistematică de acid etanoic este validă conform nomenclaturii IUPAC, și este prin urmare folosită adesea.IUPAC Provisional Recommendations 2004 Chapter P-12.1; pag. 4 Denumirea de acid acetic derivă din latină, unde acetum face referire la oțet, care este însuși acest acid.
Denumirea de acid acetic glacial se referă la acidul acetic nediluat în apă (anhidru). Denumirea este similară (compozițional) cu cea din germană, Eisessig (oțet-de-gheață), provine de la aspectul de cristale de gheață pe care îl are la temperaturi mai joase decât temperatura de cristalizare (16,7; prezența a 0,1% apă micșorează punctul de topire cu 0,2 °C).
O abreviere comună pentru acidul acetic este AcOH, unde Ac reprezintă grupa acetil, CH3−C(=O)−. Acetatul (CH3COO–) este abreviat AcO–. Ac nu trebuie confundat cu prescurtarea pentru elementul chimic actiniu. Pentru a reprezenta mai bine structura sa, acidul acetic este de obicei scris ca CH3–C(O)OH, CH3–C(=O)OH, CH3COOH sau CH3CO2H. In contextul reacțiilor acido-bazice, este folosită câteodată și prescurtarea HAc, unde Ac reprezintă radicalul acetat. Anionul rezultat prin pierderea unui H+ din acidul acetic se numește acetat. De asemenea, termenul de acetat desemnează și sarea ce conține acest anion sau un ester al acidului acetic.
Istoric
left|150px|thumb|Acid acetic cristalizat Bacteriile producătoare de acid acetic sunt prezente peste tot în lume și orice civilizație umană care a cunoscut procesul de fermentație alcoolică pentru a produce bere sau vin a descoperit inevitabil și oțetul, ca rezultat al expunerii acestora la aer.
Utilizarea acidului acetic în alchimie coboară până în antichitate. În secolul al III-lea d.Hr., filozoful grec Teofrast descria acțiunea oțetului asupra metalelor, producând pigmenți utili în artă, incluzând plumbul alb (carbonat de plumb, ceruzita) și verdele de Grecia (carbonat de cupru II, cocleala), un amestec verde de săruri de cupru, printre care și acetatul de cupru II. Vechii romani fierbeau vinul oțetit în vase de plumb cu scopul de a obține un sirop foarte dulce, numit sapa. Acesta era bogat în acetat de plumb, o substanță dulce, cunoscută ca zahăr de plumb sau zahărul lui Saturn, care contribuia la otrăvirea cu plumb în rândul aristocrației romane.
În secolul al VIII-lea, alchimistul arab Jabir ibn Hayyan (Geber) era primul care a concentrat, prin distilare, acid acetic din oțet. În epoca renascentistă, se obținea acid acetic glacial prin distilarea uscată a acetaților metalici. În secolul al XV-lea, alchimistul german Andreas Libavius descria o asemenea procedură și compara acidul acetic glacial produs prin acest procedeu cu oțetul. Prezența apei în oțet avea un efect atât de puternic asupra proprietăților acidului acetic, încât vreme de secole mulți chimiști credeau că acidul acetic glacial și acidul găsit în oțet sunt două substanțe diferite. Cel care a dovedit că sunt identice a fost chimistul francez Pierre Adet.
În 1847, chimistul german Hermann Kolbe sintetiza pentru prima dată acid acetic din material anorganic. Secvența de reacții consta în clorurarea sulfurii de carbon (CS2) până la tetraclorură de carbon [CCl4], urmată de piroliză până la tetraclor-etilenă și clorinare apoasă până la acid tricloracetic și încheiată cu reducerea electrolitică la acid acetic.Goldwhite, Harold (2003). New Haven Sect. Bull. Am. Chem. Soc. (September 2003) . right|141px|thumb|Cristale de acid acetic-Detaliu
Până în 1910, acidul acetic glacial era obținut din "sucul pirolignos" prin distilarea lemnului (v. mai jos). Acidul acetic era izolat ulterior prin tratarea cu lapte de var (hidroxid de calciu), iar produsul rezultat (acetat de calciu) era apoi acidifiat cu acid sulfuric obținându-se acidul acetic. Pe atunci, Germania producea 10.000 tone de acid acetic glacial, din care cam 30% era folosit pentru manufacturarea vopselei indigo.Martin, Geoffrey (1917). Industrial and Manufacturing Chemistry, Part 1, Organic. London: Crosby Lockwood, pp. 330–31.Schweppe, Helmut (1979). "Identification of dyes on old textiles" . J. Am. Inst. Conservation 19(1/3), 14–23.
Proprietăți chimice Aciditate Atomul de hidrogen din gruparea carboxil (−COOH) ai acizilor carboxilici, din categoria cărora face parte și acidul acetic, poate fi eliberat sub formă de proton (H+), dându-le acestora caracterul lor acid. Acest proces este cunoscut sub numele de ionizare: CH3CO2H → CH3CO2− + H+ Datorită cedării protonului, și acidul acetic are caracter acid. Acidul acetic este un acid slab, de fapt un acid monoprotic care, în soluții apoase, are o constantă de aciditate pKa de 4,76. Baza sa conjugată este acetatul (CH3COO−). O soluție de molaritate 1.0 M (aproape concentrația oțetului de uz casnic) are un pH de 2,4, indicând că abia 0,4% din moleculele de acid acetic sunt disociate.[H3O+] = 10−2,4 = 0,4 %
375px|Echilibrul de deprotonare al acidului acetic în apă
Structură În cadrul structurii cristalului de acid, acidă a formei sale solide, moleculele se grupează în perechi, formând dimeri, care sunt legați prin punți de hidrogen. Dimerii pot fi detectați și în vaporii compusului la 120. De asemenea, ei pot să apară în faza lichidă din soluțiile cu solvenți fără legături (punți) de hidrogen, și într-o oarecare măsură în acidul acetic pur, dar sunt desfăcute de către solvenții cu punți de hidrogen. Entalpia de disociere a dimerului este estimată la 65,0–66,0 kJ/mol, iar entropia de disociere la 154–157 Jmol−1K−1. Acest comportament de dimerizare apare adesea și la alți acizi carboxilici cu catenă mică.
Solvent Acidul acetic lichid este un solvent protic hidrofil (polar), similar etanolului și apei. Cu o constantă dielectrică (sau permitivitate relativă) moderată de 6,2, el poate dizolva nu doar compușii polari cum ar fi sărurile anorganice și zaharurile, dar și compușii nepolari ca uleiurile și unele elemente ca sulful și iodul. Se amestecă rapid cu mulți alți solvenți polari și nepolari, cum ar fi apa, cloroformul și hexanul. Cu alcanii superiori, cu catena mai mare decât cea a octanului, acidul acetic nu mai este miscibil, astfel că miscibilitatea sa continuă să scadă până când dispare, în cazul normal-alcanilor cu catenă largă. Acestă proprietate de dizolvare și de miscibilitate a acidului acetic determină larga sa utilizare în industria chimică, fiind, de exemplu, folosit ca solvent în cadrul producției de dimetil-tereftalat.
Reacții chimice Acidul acetic este coroziv pentru multe metale, incluzând fierul, magneziul și zincul, formând gaz de hidrogen și săruri metalice numite acetați. Aluminiul, expus la oxigen, formează un strat subțire de oxid de aluminiu la suprafața sa, strat care este relativ rezistent, astfel încât cisternele de aluminiu pot fi utilizate pentru transportul acidului acetic. Acetații metalici se pot obține din acid acetic și baza corespondentă, ca în reacția dintre bicarbonatul alimentar și oțet. Cu excepția acetatului de crom (II), aproape toți acetații sunt solubili în apă.
Mg + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O
400px|right|Două reacții organice tipice a acidului acetic Acidul acetic produce reacțiile chimice tipice ale unui acid carboxilic: obținerea apei și a acetaților (etanoați) metalici, în cazul reacției cu alcali (metale alcaline și alcalino-pământoase), producerea unui acetat metalic, când reacționează cu metale, producerea de acetat metalic, apă și dioxid de carbon când reacționează cu carbonați și bicarbonați (carbonați acizi). Dintre toate reacțiile sale, de remarcat este formarea etanolului prin reducere și formare de derivați de tipul clorurii de acetil prin intermediul substituției nucleofilice a grupării acetil. Alte derivative de substituție includ anhidrida acetică; această anhidridă este produsă prin pierderea apei din două molecule de acid acetic. În mod asemănător, esterii acidului acetic se pot forma prin esterificare (esterificarea Fischer); se pot obține și amide. Încălzit la peste 440, acidul acetic se descompune în dioxid de carbon și metan sau poate da cetonă și apă.
Identificare Acidul acetic poate fi detectat datorită mirosului caracteristic. Dă o reacție de culoare pentru sărurile acidului acetic, în soluția de clorură ferică, care este de un roșu închis, ce dispare după acidificare. Acetații, prin încălzire în prezență de trioxid de arsen formează oxid de cacodil (lichidul lui Cadet) ([(CH3)2As]2O), ce poate fi detectat datorită vaporilor săi urât-mirositori.
Biochimie