Уксус кислотный или щелочной продукт? И имеет ли это значение?

Для начала уточним терминологию

Как мы знаем из курса химии, характеристики того или иного вещества зависят не только от химического состава. Большую роль играют концентрация элементов и наличие примесей. Например, уксусная кислота неоднородна по составу: бывает столовый уксус 3,6 и 9%, уксусная эссенция и т.д. Эти вещества хоть и относятся к одному химическому классу, но имеют существенные различия.

Рассмотрим подробнее:

  • Уксусная кислота — это продукт окисления этилового спирта или же перегонки биологического сырья. К такому сырью относят переспелые фрукты, забродившие соки и вина. 100% уксус относится к категории слабых кислот, хорошо смешивается с водой, спиртом, бензолом и эфиром. При смешивании с Н2О получают уксусную эссенцию с концентрацией 70-80%.
  • Столовый уксус — этот незаменимый в кулинарии и быту продукт получают разбавлением уксусной эссенции. Если исходное вещество имеет концентрацию 70-80%, то столовый уксус, обильно заправленный водой — всего 3, 6 или 9%. Получить из эссенции столовый уксус несложно. Достаточно правильно рассчитать объемы жидкостей.

Мы определили, что уксус имеет различную концентрацию, которая и определяет свойства, назначение и название раствора. Приступим к сравнению воды и уксусной кислоты.

Как получают уксусную кислоту?

Одним из наиболее распространенных промышленных способов получения уксусной кислоты является окисление ацетальдегида кислородом воздуха. Процесс выполняется в присутствии специального катализатора – ацетата марганца при температуре от 50 до 60 °С.

2CH3CHO + O2 → 2 CH3COOH

Ранее использовались другие методы получения уксусной кислоты, такие как окисление бутана и ацетальдегида. Окисление ацетальдегида происходило в присутствии марганца при повышенном давлении и температуре. На выходе можно было получить 95% уксусной кислоты.

Как приготовить 3 раствор уксусной кислоты?

Но все же натуральная кислота – это та, которая получается путем брожения. Это может быть виноградное или яблочное вино.

Свойства данного вещества могут изменяться в зависимости от процентного содержания в ней воды. Из-за этого много веков химики считали, что кислота из ацетатов, и кислота из вина – это два разных вещества. Естественно это мнение было ошибочным. Все зависит от концентрации воды.

Что такое кислота

Кислота ­— это и есть что-то кислое, оно характеризуется кислым вкусом. Кислота содержится в уксусе – уксусная кислота, в лимоне – лимонная кислота, в молоке – молочная кислота, в желудке – соляная кислота и т.п. Но это всё так называемые слабые кислоты, помимо них существуют кислоты с большей концентрацией (серная, синильная кислоты и т.д. хотя этот учёный пробовал). Они гораздо опаснее для человека и пробовать их не рекомендуется никому. Они способны разъесть одежду, кожу, вызвать тяжёлый ожог на коже, разъесть бетон и другие вещества. Например, соляная кислота нам нужна для того, чтобы желудок быстрее переваривал пищу, а также для уничтожения большинства вредных бактерий, которые приходят вместе с пищей.

Сильные и слабые электролиты

Напомню, что все кислоты и основания можно условно разделить на сильные и слабые. Сильные кислоты (и, вообще, сильные электролиты) в водном растворе диссоциируют практически полностью. Слабые электролиты распадаются на ионы в незначительной степени.

К сильным кислотам относятся:

  • H2SO4 (серная кислота),
  • HClO4 (хлорная кислота),
  • HClO3 (хлорноватая кислота),
  • HNO3 (азотная кислота),
  • HCl (соляная кислота),
  • HBr (бромоводородная кислота),
  • HI (иодоводородная кислота).

Ниже приведен список слабых кислот:

  • H2SO3 (сернистая кислота),
  • H2CO3 (угольная кислота),
  • H2SiO3 (кремниевая кислота),
  • H3PO3 (фосфористая кислота),
  • H3PO4 (ортофосфорная кислота),
  • HClO2 (хлористая кислота),
  • HClO (хлорноватистая кислота),
  • HNO2 (азотистая кислота),
  • HF (фтороводородная кислота),
  • H2S (сероводородная кислота),
  • большинство органических кислот, напр., уксусная (CH3COOH).

Естественно, невозможно перечислить все существующие в природе кислоты. Приведены лишь наиболее «популярные». Следует также понимать, что разделение кислот на сильные и слабые является достаточно условным.

Существенно проще обстоят дела с сильными и слабыми основаниями. Можно воспользоваться таблицей растворимости. К сильным основаниям относятся все растворимые в воде основания, кроме NH4OH. Эти вещества называют щелочами (NaOH, KOH, Ca(OH)2 и т. д.)

Слабые основания — это:

  • все нерастворимые в воде гидроксиды (напр., Fe(OH)3, Cu(OH)2 и т. д.),
  • NH4OH (гидроксид аммония).

Физические свойства

Уксусная кислота представляет собой бесцветную жидкость с характерным резким запахом и кислым вкусом. Гигроскопична. Неограниченно растворима в воде. Смешивается со многими растворителями; в уксусной кислоте хорошо растворимы неорганические соединения и газы, такие как HF, HCl, HBr, HI и другие. Существует в виде циклических и линейных димеров[10].

Абсолютная уксусная кислота называется ледяной, ибо при замерзании образует льдовидную массу (см. изображение справа).

  • Давление паров (в мм. рт. ст.):
    • 10 (17,1 °C)
    • 40 (42,4 °C)
    • 100 (62,2 °C)
    • 400 (98,1 °C)
    • 560 (109 °C)
    • 1520 (143,5 °C)
    • 3800 (180,3 °C)
  • Относительная диэлектрическая проницаемость: 6,15 (20 °C)
  • Динамическая вязкость жидкостей и газов (в мПа·с): 1,155 (25,2 °C); 0,79 (50 °C)
  • Поверхностное натяжение: 27,8 мН/м (20 °C)
  • Удельная теплоёмкость при постоянном давлении: 2,01 Дж/г·K (17 °C)
  • Стандартная энергия Гиббса образования ΔfG0 (298 К, кДж/моль): −392,5 (ж)
  • Стандартная энтропия образования ΔfS0 (298 К, Дж/моль·K): 159,8 (ж)
  • Энтальпия плавления ΔHпл: 11,53 кДж/моль
  • Температура вспышки в воздухе: 38 °C
  • Температура самовоспламенения на воздухе: 454 °C
  • Теплота сгорания: 876,1 кДж/моль

Уксусная кислота образует двойные азеотропные смеси со следующими веществами.

Вещество tкип, °C массовая доля уксусной кислоты
четырёххлористый углерод 76,5 3 %
циклогексан 81,8 6,3 %
бензол 88,05 2 %
толуол 104,9 34 %
гептан 91,9 33 %
трихлорэтилен 86,5 4 %
этилбензол 114,65 66 %
о-ксилол 116 76 %
п-ксилол 115,25 72 %
бромоформ 118 83 %
  • Уксусная кислота образует тройные азеотропные смеси
    • с водой и бензолом (tкип 88 °C);
    • с водой и бутилацетатом (tкип 89 °C).

Использование уксуса в быту

Уксус удаляет пятна на посуде и одежде. Еще уксус — хороший дезинфектор: им проводится обработка поверхностей. Часто он используется для смягчения одежды во время стирки. И это еще не все сферы применения уксусной кислоты! Например, кислота может помогать при лечении мышц.

Структура уксусной кислоты

cido-actico-historia-estructura-propiedades-produccin-usos.png

Структура уксусной кислоты, представленная моделью сфер и столбцов, показана на верхнем изображении. Красные сферы соответствуют атомам кислорода, которые, в свою очередь, принадлежат карбоксильной группе -COOH. Следовательно, это карбоновая кислота. На правой стороне структуры мы имеем метильную группу -CH3.

Как видно, это очень маленькая и простая молекула. Он имеет постоянный дипольный момент благодаря -COOH группе, которая также позволяет уксусной кислоте образовывать две водородные связи последовательно.

Именно эти мосты пространственно ориентируют молекулы СН3СООН с образованием димеров в жидком (и газообразном) состоянии.

cido-actico-historia-estructura-propiedades-produccin-usos_2.png

На изображении вверху мы видим, как две молекулы расположены так, что образуют две водородные связи: O-H-O и O-H-O. Чтобы испарить уксусную кислоту, необходимо обеспечить достаточную энергию, чтобы разорвать эти взаимодействия; именно поэтому это жидкость с температурой кипения выше, чем у воды (приблизительно 118 ° C).

Что такое щелочь?

Кислоты и щёлочи

Щелочь — это те вещества, которые хорошо растворяются в воде. При этом реакция сопровождается с выделением тепла, с увеличением температуры. Если щёлочь сравнивать с кислотой, то на ощупь она намного «мыльнее», то есть скользкая. Вообще, щёлочи не сильно отстают от кислот по разъеданию и по силе. Они также могут с лёгкостью разъесть древесину, пластик, одежду и тому подобное.

Кстати, из щёлочей делают мыло, стекло, бумагу, ткань и это не весь список. Щёлочь можно найти у себя на кухне, ну или в магазине под названием пищевая сода. Кстати, пищевая сода это очень хороший помощник всем домохозяйкам.

Суточная норма

Говорить о суточной норме потребления уксусной кислоты не приходится. Несмотря на высокую популярность уксуса в быту, широкое применение в кулинарии, ученые так и не рассчитали, сколько этого вещества можно или нужно потреблять человеку. Правда, и современная медицина не знает случаев, когда бы у кого-либо возникли проблемы со здоровьем через недостаточное потребление этого продукта.

Зато медики одноголосны во мнении, кому крайне нежелательно заглядываться на продукты, с высоким содержанием уксусной кислоты. Это люди с гастритами, язвами, воспалениями органов пищеварительной системы. Объясняется это тем, что уксусная кислота (как и любое другое вещество из этой группы) раздражает, а иногда и разрушает слизистые покровы желудочного тракта. В лучшем случае это грозит изжогой, в худшем – ожогом пищеварительного тракта.

Помимо этой очевидной причины для отказа от уксуса, существует еще одна. У некоторых людей встречается индивидуальная непереносимость вещества. Во избежание неприятных последствий, таким лицам также не следует потреблять пищу, приправленную уксусом.

Самая сильная кислота в мире

Самая сильная кислота в миреЗвание одной из сильной и агрессивной кислоты в мире принадлежит карборановой.  Это соединение появилось путем экспериментов ученых с целью создать что-то устойчивое.

Она сильнее серной, но не имеет той агрессивности, как у нее. В состав соединения входят одиннадцать атомов брома и столько же атомов хлора. В пространстве молекула приобретает форму правильного многогранника – икосаэдра.

Благодаря подобному расположению атомов соединение обладает высокой устойчивостью.

Такая кислота способна на реакцию с самыми «упрямыми» газами – инертными. Ученые пытаются добиться реакции с ксеноном. Наиболее сильная кислота принесла успех многих профессорам, однако исследования продолжаются.

Как получают уксус в промышленности

Существует два способа получения уксусной кислоты: химический и микробиологический. Первый способ подразумевает сухую перегонку древесины, а второй — брожение жидкостей, которые содержат спирт. В таких жидкостях активно развиваются специальные бактерии Ace­to­bac­ter aceti, которые участвуют в процессе создания уксусной кислоты и придают оригинальный вкус и аромат.

Имеет ли значение рН продуктов питания?

В последние годы щелочная диета стала очень популярной в связи с убеждением, что щелочные продукты питания способствуют здоровью.

Это основано на идее, что разные продукты питания могут влиять на pH вашего организма.

Сторонники считают, что употребление в пищу кислотных продуктов может сделать ваш организм более кислотным и тем самым более уязвимым к заболеваниям.

И наоборот, употребление большего количества щелочных продуктов считается методом профилактики многих заболеваний, таких как (1):

  • Заболевания костей: Сторонники щелочной диеты считают, что, когда рН организма кислый, он использует минералы из ваших костей для нейтрализации кислотности. Однако исследования показывают, что между этим нет связи (7, 8).
  • Рак: Кислотные среды, как известно, способствуют росту раковых клеток, поэтому сторонники считают, что кислотные продукты могут способствовать развитию рака. Однако данные свидетельствуют о том, что нет никакой связи между вызванным диетой ацидозом и раком (9).
  • Потеря мышц: Определенные состояния, такие как метаболический ацидоз, как было выявлено, способствуют уменьшению мышечной массы. Однако некоторые сторонники считают, что кислые продукты могут оказывать аналогичное влияние на потерю мышц (10).
  • Нарушения пищеварения: Употребление менее кислотных продуктов может облегчить дискомфорт в пищеварительном тракте. Хотя это верно, это не лечит более сложные заболевания кишечника (11).

Однако нет доказательств того, что то, что вы едите, влияет на pH вашего организма.

Если рН вашего тела выйдет за пределы здорового диапазона, это может привести к смертельным последствиям. Вот почему ваш организм имеет множество механизмов для тщательного регулирования баланса pH.

Хотя было выявлено, что пищевые продукты влияют на значение pH вашей мочи, это происходит только потому, что ваш организм удаляет избыток кислот через мочу для поддержания баланса pH (12).

Кроме того, на ваш уровень pH мочи помимо вашего рациона могут влиять другие факторы. Это делает его плохим индикатором здоровья вашего организма и общего рН.

Вывод:

Нет доказательств, подтверждающих, что pH продуктов питания влияет на внутренний показатель вашего тела. Более того, изменения рН мочи являются плохим показателем здоровья, так как многие факторы помимо рациона могут повлиять на уровень pH вашей мочи.

Что важно при сравнительном анализе жидкостей?

В лаборатории, как правило, изучают физические и химические показатели веществ.

В первом случае определяют:

  • Оптические характеристики — мутность/прозрачность, поглощение световых лучей.
  • Вкус, запах.
  • Температуру газообразование или плавления.
  • Теплопроводность и теплоемкость.
  • Плотность.
  • Электропроводимость и другие свойства.

Химические показатели — это способность вещества вступать в реакции с другими химическими соединениями.

Итак, вода и уксусная кислота — прозрачные субстанции, которые при небольших объемах не имеют цвета. Температура кипения воды и уксуса примерно равные: вода — 100 градусов, а уксусная кислота — 118 градусов Цельсия. Уксус несколько плотнее воды, примерно на 1,05 кг/м3.

Физические отличия воды и уксуса:

  • Чистая вода не обладает вкусом и запахом, тогда как уксусная кислота имеет характерный кисловатый привкус и резкий запах.
  • Поверхностное натяжение воды выше в 3 раза и составляет 72,86 мН/м против 27,8 мН/м уксуса.
  • При охлаждении вода превращается в кристаллы, а уксус в льдистую массу.
  • Теплоемкость воды также выше в 2 раза — 4,1 Дж/г·K против 2,01 Дж/г·K уксуса.

Кроме того, различия уксуса и воды вызваны и химическими свойствами. В частности кислота имеет куда более сложную формулу — CH3COOH и представляет собой органическое вещество. Вода же — это неорганика и её формула проста — Н2О.

Общие химические показатели:

  • Вода и уксус взаимодействуют с активными металлами — натрием, кальцием, калием и другими. Результат реакции — водород.
  • Взаимодействуют с хлором и щелочными оксидами.

Отличительные характеристики:

  • Вода имеет рН около 7, тогда как уксус — это кислота с рН равным 3.
  • Вода — растворитель, тогда как уксус — окислитель.
  • Н2О реагирует с солями слабых кислот — гидролиз, а уксус нет.
  • Вода разлагается на молекулярные составляющие под воздействием электротока и высоких температур. Подобная реакция для уксусной кислоты потребует больших затрат энергии и наличие вещества-катализатора.

Уважаемые читатели!
Спасибо, что читаете наш блог! Получайте самые интересные публикации раз в месяц оформив подписку. Новым читателям предлагаем попробовать нашу воду бесплатно, при первом заказе выберите 12 бутылок (2 упаковки) минеральной воды BioVita или питьевой воды Stelmas. Операторы свяжутся с Вами и уточнят детали. Тел. 8 (800) 100-15-15

* Акция для Москвы, МО, Санкт-петербурга, ЛО

Спасибо за подписку на нашу рассылку

Сколько кислоты может убить человека?

Сколько ядовитой кислоты требуется, чтобы получить отравление или наступила смерть? Сильные кислоты незамедлительно проявляют реакцию, поэтому в отдельных случаях достаточно маленькой капли либо одного вдоха.

Количество кислоты, способной спровоцировать отравление, зависит от возраста человека, его физического состояния, иммунной системы, способности организма к сопротивлению вредным веществам. У детей отравление развивается быстрее, чем у взрослых из-за ускоренного обмена веществ. Точную дозировку способен установить медицинский работник.

Передозировка

Воздействие уксусной кислоты на человеческий организм значительной мерой напоминает влияние соляной, серной или азотной кислот. Отличие – в более поверхностном воздействии уксуса.

Примерно 12 мл чистой уксусной кислоты является смертельной для человека. Эта порция аналогична примерно стакану столового уксуса или 20-40 мл уксусной эссенции. Пары вещества, попадая в легкие, вызывают пневмонию с усложнениями. Среди других возможных последствий передозировки – некроз тканей, геморрагия печени, нефроз с отмиранием почечных клеток.

Свойства кислот

Изменение цвета индикаторов в кислой среде

Индикатор Нейтральная среда Кислая среда
Метилоранж оранжевый красный
Лакмус фиолетовый красный
Фенолфталеин бесцветный бесцветный
Бромтимоловый синий зеленый желтый
бромкрезоловый зеленый синий желтый

Химические свойства кислот

  • Взаимодействие с металлами (в ряду активности находящихся до водорода), протекает с выделением газообразного водорода и образованием солей: 

H2SO4 + 2Na → Na2SO4 + H2

Металлы, находящиеся в ряду активности после водорода,  не вступают в реакцию с кислотой (кроме концентрированной серной кислоты).

Азотная и концентрированная серная кислоты проявляют свойства окислителей, и продукты реакций будут зависеть от концентрации, температуры и природы восстановителя.

  • Взаимодействуют с оксидами основных и амфотерных металлов с образованием солей и воды:

H2SO4 + MgO → MgSO4 + H2O

  • С основаниями, с образованием солей и воды (так называемая реакция нейтрализации):

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

  • Кислоты могут взаимодействовать с солями, если в результате реакции будет образовываться нерастворимая соль, или выделяться газ:

H2SO4 + K2CO3 → K2SO4 + H2O + CO2

  • Сильные кислоты могут вытеснять из солей более слабые кислоты:

3H2SO4 + 2K3PO4 → 3K2SO4 + H3PO4

Особенности применения уксусной кислоты

Для снижения риска возникновения негативных последствий нужно изучить правила использования. В первую очередь – это соблюдение рекомендуемой дозировки средства. Для детей, взрослых и лиц пожилого возраста суточный объем варьируется. Поэтому перед применением составов внутрь нужно проконсультироваться с врачом.

В народной медицине

Приготовление средств на основе уксусной кислоты отличается в зависимости от цели применения:

  • в лечении гинекологических патологий, бессонницы и головной боли: взять 1 ст.л. 5%-го уксуса, развести в 1 л воды, делать спринцевание влагалища разово в день или принимать внутрь по 1 ст.л. трижды в день;
  • для устранения неприятного запаха изо рта при заболеваниях желудочно-кишечного тракта: взять 2 капли 70%-й уксусной кислоты, смешать с 200 мл настоя мяты, проводить полоскания ротовой полости после очищения зубов пастой;
  • в лечении геморроидальных узлов и варикозной болезни: взять по 60 г кардамона, мальвового листа, плодов шиповника, тимьяна, 9%-ый уксус в объеме 100 мл и 300 мл воды, смешать, настоять в течение недели, делать аппликации на больную зону перед сном, выдерживая до утра;
  • при ожогах кожного покрова и после укуса насекомого: развести в воде 9%-ый уксус в соотношении 2:1, смазывать полученным составом пораженные участки несколько раз в день;
  • в терапии заболеваний суставов: взять 70%-ую кислоту (50 мл), скипидар и растительное масло по 1 ст.л., 1 куриное яйцо, воду в объеме 300 мл, смешать, наносить под компресс на больные области на ночь;

При атеросклерозе делают следующий состав: смешать лимонный, чесночный сок по 1 ст.л., добавить 50 мл 6%-го яблочного уксуса и 500 г меда, употреблять внутрь по 1 ст.л., предварительно растворяя в 200 мл теплой воды (трижды в день).

В косметологии

Для придания блеска и здоровья волосам рекомендуется проводить ополаскивания уксусом. После такой процедуры расчесывание проходит легко, локоны не путаются.

Уксус добавляют в косметические средства, в частности, в кремы. Это обеспечивает антивозрастной уход за кожей лица, оказывает омолаживающее действие. Нормализуется деятельность сальных желез, устраняется блеск, разглаживаются морщины.

В промышленности

Уксусная кислота – это растворитель, поэтому ее используют в производстве ацетона, различных искусственных пигментов, негорючих пленок, а также в книгопечатании, крашении.

Совет! В сельскохозяйственной деятельности кислота эффективно помогает избавиться от агрессивных сорняков.

Другое

В пищевой промышленности органическое соединение – это консервант, натуральная добавка к пище, регулирующая кислотный баланс продуктов. Его используют в процессе приготовления майонеза и кондитерских изделий.

В бытовых условиях кислоту применяют для удаления накипи из посуды, сантехники, бытовой техники, пятен на одежде, домашнем текстиле. За счет способности дезинфицировать, веществом проводят обработку различных поверхностей.

Взаимодействие с другими веществами

Уксусная кислота превосходно взаимодействует с протеинами. В частности, в комбинации с уксусом белки из пищи более легко усваиваются организмом. Аналогично кислый водный раствор воздействует на углеводы, делая их более легкими для переваривания. Эта биохимическая способность делает продукт «правильным» соседом для мясной, рыбной или овощной пищи. Но опять-таки это правило работает только при условии здоровой пищеварительной системы.

При диабете

В другом исследовании изучалось влияние яблочного уксуса на уровень сахара в крови. Также с использованием плацебо. Субъектам давали яблочный уксус или плацебо, а затем они съедали 50 г углевода в виде хлеба.

У группы, которая пила яблочный уксус, уровень сахара в крови составил на 31% ниже уровня второй группы, принимавшей плацебо! Другие исследования изучали этот же эффект у диабетиков, и пришли к выводу, что чувствительность к инсулину также увеличивается на 34% у диабетиков!

Рекомендуется принимать по 1-2 столовые ложки уксуса, разбавленного водой до еды.

Способы определения pH

Инструментальный метод

Специальный прибор pH-метр — устройство, трансформирующее концентрацию протонов в растворе в электрический сигнал.

Индикаторы

Вещество, которое изменяет цвет в некотором интервале значений pH в зависимости от кислотности раствора, используя несколько индикаторов можно добиться достаточно точного результата.

Соль

Соль — это ионное соединение образованное катионом отличным от H+ и анионом отличным от O2-. В слабом водном растворе соли полностью диссоциируют.

Что бы определить кислотно-щелочные свойства раствора соли, необходимо определить, какие ионы присутствуют в растворе и рассмотреть их свойства: нейтральные ионы, образованные из сильных кислот и оснований не влияют на pH: не отдают ионы ни H+, ни OH- в воде. Например, Cl-, NO-3, SO2-4, Li+, Na+, K+.

Анионы, образованные из слабых кислот, проявляют щелочные свойства (F-, CH3COO-, CO2-3), катионов с щелочными свойствами не существует.

Все катионы кроме металлов первой и второй группы имеют кислотные свойства.

ссылки

  1. Byju годов. (2018). Что такое этановая кислота? Получено с: byjus.com
  2. PubChem. (2018). Уксусная кислота. Получено из: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  3. Wikipedia. (2018). Уксусная кислота. Получено с: en.wikipedia.org
  4. Химическая Книга. (2017). Уксусная кислота ледниковая. Получено с: chemicalbook.com
  5. Уксусная кислота: что это и для чего? Получено из: acidoacetico.info
  6. Хельменстин, Анна Мари, доктор философии (22 июня 2018 г.) Что такое ледяная уксусная кислота? Получено с: мысли

Техника безопасности при работе с уксусной кислотой

При работе с концентрированной уксусной кислотой требуютсязащитные очки и перчатки. Если в помещении не используются принудительные системыкондиционирования, то работы должна выполняться в вытяжном шкафу.

Концентрированная чистая уксусная кислота (ледяная) – этолегковоспламеняющаяся гигроскопическая жидкость, которая легко испаряется. Своздухом пары могут образовывать взрывоопасную смесь!

Купить уксусную кислоту

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...