Kuinka lasketaan etikkahapon pKa

Viime kerralla nautit pienestä kirpeästä kastikkeesta salaatilla tai ehkä vain tilkasta balsamietikkaa, olit luultavasti liian kiireinen nauttimaan särkyvästä makuelämyksestä arvottaaksesi taustalla olevaa kemia.

Vaikuttava valikoima makuja ja etikkapippurityyppejä markkinoilla ja 2010-luvun loppuun mennessä "juomaviinietikka" oli tiennyt terveysruoka- ja ruokakauppojen hyllyille kaikkialla Yhdysvalloissa Osavaltiot. Mutta kaikilla näillä on ainakin yksi yhteinen asia: Ainesosa, joka antaa näille kastikkeille ja kastikkeille erottuvan "zingin", on etikkahapoksi kutsuttu molekyyli.

Etikkahapon käyttö ei rajoitu maustemaailmaan, vaikka tämä on varmasti ensimmäinen käytävä supermarketissa, jossa voit etsiä, jos yhtäkkiä rahoittaa itsesi tarvitsemaan tätä yhdistettä. Happo-emäskemian suhteen se ei ole erityisen vahva happo, joten etikkahappovaarat ovat arkipäivämpiä kuin syövyttävämmillä hapoilla, kuten rikkihapolla.

Mutta ennen sukeltamista etikkahappoon (märkäpuvulla!), Sinun tulisi tuntea happo-emäskemia yleisesti ja kuinka happoja ja emäksiä voidaan käyttää toistensa, veden ja pH: n (happamuuden tai emäksisyyden) manipulointiin ratkaisuja. Sitten saat esimerkkejä siitä, miten etikkahappoa käytetään ja valmistetaan ja missä se näkyy maailmassa. Kun olet valmis, viimeinen asia, jonka sinun pitäisi tuntea, on katkera maku suussa!

Happojen ja emästen määritelmiä on ehdotettu vuosisatojen ajan, ja ne ovat suurimmaksi osaksi täydentäviä rakentamalla aikaisempaa tietoa pikemminkin kuin syrjäyttämällä sitä.

Näillä yhdisteillä todettiin olevan ainutlaatuisia ominaisuuksia monta vuosisataa sitten (joillakin hapoilla on erityisesti kyky syövyttää metallia), mutta vasta 1800-luvun lopulla ehdotettiin muodollista määritelmää. Tuolloin Svante Arrhenius määritti hapon aineeksi, joka nosti vetyionipitoisuutta vedessä.

Kun happoa lisätään veteen, se hajoaa protoniksi ja jäljelle jääväksi (lisää siitä hetkessä). Koska vettä ei ole olemassa pelkästään ehjän H-merenä₂O-molekyylejä, vaan pikemminkin H: n yhdistelmänä₂O ja jonkin verran "vapaata" H: ta⁺ ja OH^– ioneja.

Tämä tarkoittaa, että käytännössä se voi toimia sekä happona että emäksenä. H₂O voi itse toimia emäksenä hyväksymällä protonin tulemaan niin kutsutuksi hydroniumioniksi (H₃O⁺). Voit nähdä, että hydrroniumionin lisääminen hydroksidi-ioniin tuottaa oikean raaka-aineen kahdelle H-molekyylille₂O muodostaa.

Muut happojen ja emästen määritelmät auttavat selittämään erityistapauksia, joilla ei näytä olevan järkevää yhdellä silmäyksellä, kuten se, että ammoniakki (NH₃) voi toimia emäksenä huolimatta siitä, että se ei pysty luovuttamaan hydroksyyliryhmää.

Tämä johtuu siitä, että happoja voidaan vaihtoehtoisesti nähdä protonien luovuttajat ja perustaa protonien hyväksyjät; mikä vielä parempaa, happoja voidaan käsitellä elektroni-parin hyväksyjät ja perustaa elektroni-parin luovuttajat.

Kaikki tämä puhe ratkaisuista olettaa, että lukijat tietävät mitä nämä ovat. Riippumatta siitä, ettei koskaan satuta tarkastella etikkahapon ja lukemattomien muiden yhdisteiden kannalta oleellista kemian peruskäsitettä.

Suurin osa reaktioista, joista luet tai jopa kokeilet laboratoriossa, tapahtuu vesiliuos, joka on hieno nimi veteen liuotetulle kiinteälle yhdisteelle (liuenneelle aineelle) (yleisesti ottaen liuos vaatii nestemäistä liuotinta, mutta sen ei tarvitse olla vettä).

Kun tietyt kiinteät aineet, erityisesti ioniset yhdisteet, sijoitetaan liuokseen, ne liukenevat helposti, ja usein tämä on seurausta liuenneen aineen ja liuottimen spesifisistä ominaisuuksista. Esimerkiksi vesi on polaarimolekyyli, ja se sisältää myös vahvoja vetysidoksia.

Kun pöytäsuola tai NaCl asetetaan veteen, sen ionisidokset eivät sovi yhteen veden sähkökemiallisten ominaisuuksien kanssa ja ne hajoavat. Sitten eräs⁺ ja Cl^– ionit löytävät sitten tiensä ehjiin vesimolekyyleihin.

Happojen ja emästen kanssa liukenemisen liikkeellepanevat voimat ovat erilaiset, mutta tulos on silti ionien muodostuminen. Hydroniumioni (luovutetusta protonista) edustaa kationia, kun taas anionia kutsutaan konjugaattipohja. Nimikkeistöstä tästä tulee loppuliite "ate": Kun etikkahappo hajoaa komponentti-ioneiksi, liuokseen jäänyttä konjugaattiemästä kutsutaan asetaatti.

Etikkahappo tunnetaan myös nimellä etaanihappo ja harvemmin kuin metaanikarboksyylihappo. Sillä on kemiallinen kaava C₂H₄O₂, vaikka se on yleensä kirjoitettu CH₃COOH osoittaa, että se on karboksyylihappo.

Nämä ovat happoja, jotka sisältävät karboksyyliryhmän, joka on terminaalinen hiiliatomi, joka on kaksinkertaisesti sitoutunut happeen ja hydroksyyliryhmään. Hydroksyyliryhmän H-atomi on yhdisteen happama protoni.

Etikkahapon molekyylipaino on 60,05 grammaa moolia kohden (g / mol). Etikkahapon tiheys on 1,053 g / mol huoneenlämpötilassa nestemäisessä muodossa, vaikka se voi esiintyä myös kiinteänä aineena. Etikkahapon pKa on 4,76, joka on pH-arvo, jolla puolet haposta on ehjä ja toinen puoli ionimuodossa.

• Asetaatti-ionin (etikkahapon konjugaattiemäs) kaava on CH₃KUJERTAA-.

Etikkahappo voidaan yhdistää sokereiden, mausteiden ja muiden elintarvikkeiden kanssa etikan valmistamiseksi, mutta se on tärkeää myös kulinaarisen maailman ulkopuolella. Polymeeriseoksia, kuten vinyyliasetaattia, käytetään muovien valmistuksessa, kun taas selluloosa-asetaattia käytetään valokuvateollisuudessa.

Asetaatti on tärkeä yhdiste biokemiassa, koska se voidaan yhdistää koentsyymi A (CoA) -nimisen molekyylin kanssa asetyyli-CoA, tärkeä kemikaali soluhengityksessä (erityisesti mitokondrioissa esiintyvä Krebs-sykli tai sitruunahapposykli).
Etikkahappoa valmistetaan useilla tavoilla: hapettamalla asetaldehydiä, hapettamalla etanolia (etyylialkoholi) ja hapettamalla butaania tai buteenia. Se voidaan valmistaa myös laajamittaisesti yhden hiilen alkoholista metanoli.

Hapot ovat syövyttäviä ja voivat vahingoittaa ihoa, silmiä ja muita orgaanisia kudoksia. Älä käsittele sitä, että etikka on juotavaa tai että etikkahappoa kutsutaan "heikkoksi" tekosyynä olla huolimaton. Jos vain yksi osa 20: sta etikkaa on etikkahappoa ja muuta vettä, kuvittele miltä se tuntuisi täydellä voimalla.

Hapot voivat vahingoittaa muutakin kuin vain ihoa, koska jotkut ovat haihtuvia ja haihtuvat helposti; tämä tarkoittaa, että voit lopettaa kemikaalien hengittämisen, jotka voivat ärsyttää nenäkäytävien ja kurkun vuorausta.

Yleisenä ohjeena on, että käytät aina silmien ja käsien suojaimia työskennellessäsi happojen ja emästen kanssa riippumatta hapon tai emäksen molaarisuudesta tai identiteetistä. Itse asiassa, älä lopeta "hapan" muistiinpanoon, mutta sinun tulee aina käyttää kemikaalilaboratorioiden varotoimia, varsinkin jos haluat tehdä enemmän niistä!