Viimati nautisite natuke hapukat kastet salatil või võib-olla lihtsalt palsamiäädika tilka, sa olid ilmselt liiga hõivatud tingly maitsekogemuse nautimisega, et hinnata selle aluseks olevat keemia.
Muljetavaldav maitse- ja äädikapiparivalik turul ja 2010. aastate lõpuks isegi "äädika joomine" oli jõudnud tervisetoodete ja toidupoodide riiulitele kogu Ameerika Ühendriikides Osariikides. Kuid kõigil neil on vähemalt üks ühine omadus: koostisosa, mis annab neile kastmetele ja kastmetele iseloomuliku "zingi", on molekul, mida nimetatakse äädikhappeks.
Äädikhappe kasutamine ei piirdu ainult maitseainetega, ehkki see on kindlasti supermarketis esimene vahekäik, kust otsida, kui äkki rahastate end selle ühendi vajadusel. Happe-aluse keemia poolest pole see eriti tugev hape, seega on äädikhappega seotud ohud tavalisemad kui söövitavate hapete, näiteks väävelhappe puhul.
Kuid enne spetsiaalselt äädikhappesse sukeldumist (koos märgkostüümiga!) Peaksite tundma happe-aluse keemiat Üldiselt ning kuidas happeid ja aluseid saab kasutada üksteise, vee ja pH (happesuse või aluselisuse) manipuleerimiseks lahendusi. Seejärel saate näiteid selle kohta, kuidas äädikhapet kasutatakse ja valmistatakse ning kus see maailmas ilmneb. Kui olete lõpetanud, on viimane asi, mida peaksite tundma, mõru maitse suus!
Happed ja alused keemias
Sajandite vältel on välja pakutud erinevaid hapete ja aluste määratlusi ning enamasti täiendavad need varasemaid teadmisi, mitte neid asendades.
Nendel ühenditel oli unikaalsete omadustega palju sajandeid tagasi (mõned happed on eriti metalli söövitavad), kuid ametlik määratlus tehti alles 1800. aastate lõpus. Sel ajal Svante Arrhenius määratles hapet kui ainet, mis suurendas vesiniku iooni kontsentratsiooni vees.
Kui vette lisatakse hapet, siis see dissotsieerub prootoniks ja mis iganes järele jääb (rohkem sellest ühe hetkega). Kuna vesi ei eksisteeri ainult terve H merena2O molekulid, vaid pigem H kombinatsioonina2O ja teatud arv "vaba" H-d+ ja OH– ioonid.
See tähendab, et tegelikult võib see toimida nii happe kui ka alusena. H2O võib ise toimida alusena, aktsepteerides prootoni, saades hüdrooniumiooniks (H3O+). Näete, et hüdrooniumioonide lisamine hüdroksiidioonidele annab õige tooraine 2 H molekulile2O moodustamiseks.
Hapete ja aluste muud määratlused aitavad arvestada erijuhtumitega, millel pole esmapilgul mõtet, näiteks asjaolu, et ammoniaak (NH3) võib olla alus vaatamata sellele, et ta ei saa annetada hüdroksüülrühma.
Seda seetõttu, et happeid võib alternatiivina vaadelda kui prootonidoonorid ja alused nagu prooton aktseptorid; veel parem - happeid saab käsitleda kui elektronipaari aktseptorid ja alused nagu elektronipaari doonorid.
Mis on lahendus?
Kogu see lahenduste jutt eeldab, et lugejad teavad, mis need on. Sellele vaatamata ei ole kunagi valus vaadata üle äädikhappe ja loendamatute muude ühendite jaoks olulist keemiakontseptsiooni.
Enamik reaktsioone, millest loete või isegi proovite laboris, ilmnevad vesilahus, mis on vees lahustatud tahke ühendi (soluudi) väljamõeldud nimi (lahus nõuab üldjuhul vedelat lahustit, kuid see ei pea olema vesi).
Kui teatud tahked ained, eriti ioonsed ühendid, lahusesse pannakse, lahustuvad need hõlpsalt ja sageli on see lahustunud aine ja lahusti spetsiifiliste omaduste tagajärg. Näiteks vesi on polaarne molekul ja sisaldab ka tugevaid vesiniksidemeid.
Kui lauasool ehk NaCl pannakse vette, ei sobi selle ioonsidemed vee elektrokeemiliste omadustega ja nad lagunevad. Siis üks+ ja Cl– ioonid leiavad seejärel tee puutumatute veemolekulide vahel ruumidesse.
Hapete ja alustega on lahustumise liikumapanevad jõud erinevad, kuid tulemuseks on siiski ioonide moodustumine. Hüdrooniumioon (annetatud prootonist) tähistab katiooni, aniooni aga konjugaadi alus. Nomenklatuuris tuleb siit järelliide "ate": Kui äädikhape dissotsieerub selle komponentioonideks, nimetatakse lahusesse jäänud konjugaatalust. atsetaat.
Äädikhape: struktuur, valem ja muud põhitõed
Äädikhape on tuntud ka kui etaanhape ja harvemini kui metaankarboksüülhape. Selle keemiline valem on C2H4O2, kuigi see on tavaliselt kirjutatud CH3COOH näitab, et tegemist on karboksüülhappega.
Need on happed, mis sisaldavad karboksüülrühma, mis on nii hapniku kui ka hüdroksüülrühmaga kaksiksidemega lõpp-süsinikuaatom. Hüdroksüülrühma H aatom on ühendi happeline prooton.
Äädikhappe molekulmass on 60,05 grammi mooli kohta (g / mol). Äädikhappe tihedus on toatemperatuuril vedelal kujul 1,053 g / mol, ehkki see võib eksisteerida ka tahke ainena. Äädikhappe pKa on 4,76, mis on pH väärtus, mille juures pool happest on terve ja teine pool ioonkujul.
- Atsetaatiooni (äädikhappe konjugaatalus) valem on CH3COO–.
Äädikhappe kasutamine ja süntees
Äädikhapet võib erinevate äädikate valmistamiseks kombineerida suhkrute, vürtside ja muude toiduainetega, kuid see on oluline ka väljaspool kulinaarset maailma. Plastide valmistamisel kasutatakse polümeeriühendeid, näiteks vinüülatsetaati, fototööstuses aga tselluloosatsetaati.
Atsetaat on biokeemias oluline ühend, kuna seda saab kombineerida koensüüm A (CoA) -ga atsetüül-CoA, raku hingamisel oluline kemikaal (eriti mitmekondrites esinev Krebsi tsükkel või sidrunhappetsükkel).
Äädikhapet valmistatakse mitmel viisil: atsetaldehüüdi oksüdeerimise, etanooli (etüülalkoholi) ja butaani või buteeni oksüdeerimise teel. Seda saab ka suures mahus valmistada ühe süsinikuga alkoholist metanool.
Äädikhappega seotud ohud
Happed on söövitavad ja võivad kahjustada nahka, silmi ja muid orgaanilisi kudesid. Ärge käsitlege ettevaatamatuse ettekäändena seda, et äädikas on joodav või et äädikhapet nimetatakse "nõrgaks". Kui enamuses äädikatest on ainult 1 osa 20-st äädikhape ja ülejäänud vesi, siis kujutage ette, mis tunne see oleks täies jõus.
Happed võivad kahjustada mitte ainult nahka, sest mõned on lenduvad ja kergesti aurustuvad; see tähendab, et võite lõpetada kemikaalide sissehingamise, mis võivad ärritada teie nina ja kõri limaskesta.
Üldjuhisena tuleb hapete ja alustega töötamisel alati kanda silmade ja käte kaitset, olenemata happe või aluse molaarsusest või identiteedist. Tegelikult, et mitte lõpetada "hapu" noodiga, peaksite keemialaborites alati kasutama ohutusmeetmeid, eriti kui soovite neid rohkem teha!