Hvordan beregne pKa av eddiksyre

Sist du likte litt syrlig dressing på en salat, eller kanskje bare et skvett med balsamico, du var sannsynligvis for opptatt med å nyte den tingly gustatory opplevelsen til å sette pris på det underliggende kjemi.

Et imponerende utvalg av smaker og typer eddik pepper på markedet, og på slutten av 2010-tallet til og med "drikking eddik" hadde kommet seg i hyllene til helsekost og dagligvarebutikker over hele USA Stater. Men alle disse har minst en ting til felles: Ingrediensene som gir disse dressinger og sauser sin særegne "zing" er et molekyl som kalles eddiksyre.

Bruk av eddiksyre er ikke begrenset til krydderverdenen, selv om dette absolutt er den første gangen i supermarkedet å se om du plutselig finansierer deg selv som trenger denne forbindelsen. Når det gjelder syrebasekjemi, er det ikke en spesielt sterk syre, så farene for eddiksyre er mer dagligdagse enn de av mer etsende syrer som svovelsyre.

Men før du dykker ned i eddiksyre spesielt (med våtdrakt!), Bør du være kjent med syrebasekjemi i generelt og hvordan syrer og baser kan brukes til å manipulere hverandre, vann og pH (surhet eller basicitet) av løsninger. Deretter får du eksempler på hvordan eddiksyre brukes og tilberedes og hvor den dukker opp i verden. Når du er ferdig, er det siste du bør føle en bitter smak i munnen!

Ulike definisjoner av syrer og baser er blitt foreslått gjennom århundrene, og for det meste er disse komplementære ved å bygge på tidligere kunnskap i stedet for å erstatte den.

Disse forbindelsene ble identifisert som unike egenskaper for mange århundrer siden (noen syrer har spesielt evnen til å korrodere metall), men først på slutten av 1800-tallet ble det foreslått en formell definisjon. På den tiden Svante Arrhenius definerte en syre som et stoff som økte hydrogenionkonsentrasjonen i vann.

Når en syre tilsettes vann, dissosierer den seg i en proton og det som er igjen (mer om det på et øyeblikk). Fordi vann ikke eksisterer bare som et hav av intakt H₂O-molekyler, men snarere som en kombinasjon av H₂O og noe antall "gratis" H⁺ og OH^– ioner.

Dette betyr at det faktisk kan tjene som både en syre og en base. H₂O i seg selv kan fungere som en base ved å akseptere en proton for å bli det som kalles et hydroniumion (H₃O⁺). Du kan se at tilsetning av et hydroniumion til et hydroksidion gir det rette råmaterialet for 2 molekyler H₂O for å danne.

Andre definisjoner av syrer og baser hjelper med å redegjøre for spesielle tilfeller som ikke ser ut til å gi mening med et øyeblikk, som det faktum at ammoniakk (NH₃) kan tjene som en base til tross for at de ikke kan donere en hydroksylgruppe.

Dette er fordi syrer alternativt kan sees på som protondonorer og baser som protonakseptorer; enda bedre, syrer kan behandles som elektronpar-akseptorer og baser som elektronpar-givere.

Alt dette snakk om løsninger forutsetter at leserne vet hva dette er. Uansett gjør det aldri vondt å gjennomgå et grunnleggende kjemisk begrep som er relevant for eddiksyre og utallige andre forbindelser.

De fleste reaksjonene du vil lese om eller til og med prøve i laboratoriet, skjer i et vandig løsning, som er et fancy navn på en fast forbindelse (et løst stoff) oppløst i vann (mer generelt krever en løsning et flytende løsemiddel, men det trenger ikke å være vann).

Når visse faste stoffer, spesielt ioniske forbindelser, plasseres i oppløsning, oppløses de lett, og ofte er dette en konsekvens av de spesifikke egenskapene til løsemidlet og løsningsmidlet. Vann er for eksempel et polært molekyl, og inneholder også sterke hydrogenbindinger.

Når bordsalt, eller NaCl, plasseres i vann, samsvarer dets ionebindinger ikke med vannets elektrokjemiske egenskaper, og de skilles fra hverandre. Deretter en⁺ og Cl^– ioner finner da veien inn i mellomrom mellom de intakte vannmolekylene.

Med syrer og baser er drivkreftene for oppløsning forskjellige, men resultatet er fremdeles dannelsen av ioner. Hydroniumionet (fra den donerte protonen) representerer kationen, mens anionet kalles konjugert base. I nomenklaturen kommer dette suffikset "ate" fra: Når eddiksyre dissosieres i komponentionene, kalles den konjugerte basen som er igjen i løsningen acetat.

Eddiksyre er også kjent som etansyre og sjeldnere som metankarboksylsyre. Den har den kjemiske formelen C₂H₄O₂, selv om det vanligvis er skrevet CH₃COOH for å indikere at det er en karboksylsyre.

Dette er syrer som inneholder en karboksylgruppe, som er et terminal karbonatom dobbeltbundet til oksygen så vel som til en hydroksylgruppe. H-atomet i hydroksylgruppen er den sure protonen av forbindelsen.

Eddiksyre har en molekylvekt på 60,05 gram per mol (g / mol). Eddiksyres tetthet er 1.053 g / mol ved romtemperatur i flytende form, selv om den også kan eksistere som et fast stoff. PKa av eddiksyre er 4,76, som er pH-verdien der halvparten av syren vil være intakt og den andre halvparten i ionisk form.

• Formelen for acetationet (konjugatbasen av eddiksyre) er CH₃COO–.

Eddiksyre kan kombineres med sukker, krydder og andre matvarer for å lage forskjellige eddiker, men det er viktig også utenfor den kulinariske verdenen. Polymerforbindelser som vinylacetat brukes til fremstilling av plast, mens celluloseacetat brukes i fotografiindustrien.

Acetat er en viktig forbindelse i biokjemi fordi det kan kombineres med et molekyl kalt koenzym A (CoA) for å skape acetyl-CoA, et viktig kjemikalie i cellulær respirasjon (spesielt Krebs-syklusen eller sitronsyresyklusen som forekommer i mitokondriene).
Eddiksyre fremstilles på flere måter: via oksidasjon av acetaldehyd, ved oksidasjon av etanol (etylalkohol) og ved oksidasjon av butan eller buten. Den kan også lages i stor skala fra alkoholen med ett karbon metanol.

Syrer er etsende og kan skade hud, øyne og annet organisk vev. Ikke behandle det at eddik kan drikkes, eller at eddiksyre kalles "svak" som en unnskyldning for å være uforsiktig. Hvis bare 1 del av 20 av de fleste eddikene er eddiksyre og resten vann, kan du forestille deg hvordan det vil føles i full styrke.

Syrer kan skade mer enn bare hud fordi noen er flyktige og fordamper lett. dette betyr at du kan komme til å puste inn kjemikalier som kan irritere slimhinnen i nesegangene og halsen.

Som en generell retningslinje, bruk alltid øye- og håndbeskyttelse mens du arbeider med syrer og baser, uansett syre eller bases molaritet eller identitet. Faktisk ikke for å ende på en "sur" tone, men du bør alltid bruke sikkerhetsregler i kjemilaboratorier, spesielt hvis du vil fortsette å gjøre mer av dem!