Kako izračunati pKa ocetne kisline

Zadnjič ste uživali v trpkem prelivu na solati ali morda le v brizgi balzamičnega kisa, verjetno ste bili preveč zaposleni, da bi uživali v grozljivi okusni izkušnji, da bi cenili bistvo kemije.

Izjemna paleta okusov in vrst kisa popra na trgu, do konca leta 2010 pa celo "pitje kisa" se je uvrstilo na police trgovin z zdravo hrano in živili po vsej ZDA Državah. Vsem pa je skupno vsaj eno: Sestavina, ki daje tem prelivom in omakam svojstven "zing", je molekula, imenovana ocetna kislina.

Uporaba ocetne kisline ni omejena na svet začimb, čeprav je to zagotovo prvi prehod v supermarketu, v katerem je treba iskati, če se nenadoma financirate, če potrebujete to spojino. Glede na svojo kislinsko-bazično kemijo ni posebej močna kislina, zato so nevarnosti ocetne kisline bolj običajne kot nevarnosti bolj jedkih kislin, kot je žveplova kislina.

Toda preden se potopite v ocetno kislino posebej (z mokro obleko!), Bi morali poznati kislinsko-bazično kemijo v Ljubljani splošno in kako se s kislinami in bazami lahko med seboj manipulira, z vodo in s pH (kislostjo ali bazičnostjo) rešitve. Nato boste dobili primere, kako se ocetna kislina uporablja in pripravlja ter kje se kaže v svetu. Ko končate, je zadnje, kar bi morali začutiti, grenak okus v ustih!

Skozi stoletja so bile predlagane različne opredelitve kislin in baz, ki se večinoma dopolnjujejo tako, da nadgrajujejo predhodno znanje in ne nadomeščajo tega.

Pred mnogimi stoletji so bile ugotovljene, da imajo te spojine edinstvene lastnosti (nekatere kisline imajo predvsem sposobnost korodiranja kovin), vendar šele konec 19. stoletja je bila predlagana formalna opredelitev. Takrat Svante Arrhenius je kislino opredelil kot snov, ki je povečala koncentracijo vodikovih ionov v vodi.

Ko v vodo dodamo kislino, ta disociira na proton in vse, kar ostane (več o tem v trenutku). Ker voda ne obstaja zgolj kot morje nedotaknjenega H₂O molekule, ampak bolj kot kombinacija H₂O in nekaj števila "zastonj" H⁺ in OH^– ioni.

To pomeni, da lahko dejansko služi kot kislina in baza. H₂O sam lahko deluje kot osnova tako, da sprejme proton in postane tako imenovani hidronijev ion (H₃O⁺). Vidite lahko, da dodajanje hidronijevega iona hidroksidnemu ionu daje pravo surovino za 2 molekuli H₂O za oblikovanje.

Druge opredelitve kislin in baz pomagajo upoštevati posebne primere, ki se na prvi pogled ne zdijo smiselni, na primer dejstvo, da amonijak (NH₃) lahko služi kot baza, kljub temu da hidroksilne skupine ne more dati.

To je zato, ker je na kisline alternativno mogoče gledati kot na darovalci protona in osnove kot protonski akceptorji; še bolje, kisline lahko obravnavamo kot sprejemniki elektronskih parov in osnove kot darovalci elektronskih parov.

Vse to govorjenje o rešitvah predpostavlja, da bralci vedo, kaj so to. Ne glede na to pa nikoli ne boli pregledati temeljnega koncepta kemije, ki je pomemben za ocetno kislino in nešteto drugih spojin.

Večina reakcij, o katerih boste prebrali ali celo poskusili v laboratoriju, se pojavi v vodna raztopina, kar je modno ime za trdno spojino (topljeno snov), raztopljeno v vodi (na splošno raztopina zahteva tekoče topilo, ni pa nujno, da je voda).

Ko nekatere trdne snovi, zlasti ionske spojine, damo v raztopino, se zlahka raztopijo in pogosto je to posledica posebnih lastnosti topljene snovi in ​​topila. Voda je na primer polarna molekula in vsebuje tudi močne vodikove vezi.

Ko namizno sol ali NaCl damo v vodo, se njene ionske vezi ne ujemajo z elektrokemijskimi lastnostmi vode in se ločijo. Na⁺ in Cl^– Ioni se nato znajdejo v prostorih med nedotaknjenimi molekulami vode.

Pri kislinah in bazah so pogonske sile raztapljanja različne, vendar je rezultat še vedno tvorba ionov. Hidronijev ion (iz darovanega protona) predstavlja kation, medtem ko se anion imenuje konjugirana osnova. Od tod v nomenklaturi izvira pripona "pojedla": Ko ocetna kislina disociira na sestavne ione, se imenuje konjugirana baza, ki ostane v raztopini acetat.

Ocetna kislina je znana tudi kot etanska kislina in manj pogosto kot metan karboksilna kislina. Ima kemično formulo C₂H₄O₂, čeprav se običajno piše CH₃COOH, ki označuje, da gre za karboksilno kislino.

To so kisline, ki vsebujejo karboksilno skupino, ki je končni atom ogljika, dvojno vezan na kisik, pa tudi na hidroksilno skupino. Atom H hidroksilne skupine je kisli proton spojine.

Ocetna kislina ima molekulsko maso 60,05 grama na mol (g / mol). Gostota ocetne kisline je pri tekoči obliki pri sobni temperaturi 1,053 g / mol, čeprav lahko obstaja tudi kot trdna snov. PKa ocetne kisline je 4,76, kar je vrednost pH, pri kateri bo polovica kisline nedotaknjena, druga polovica pa v ionski obliki.

• Formula za acetatni ion (konjugirana baza ocetne kisline) je CH₃COO–.

Ocetno kislino lahko kombiniramo s sladkorji, začimbami in drugimi živili za izdelavo različnih kisov, pomembna pa je tudi zunaj kulinarike. Polimerne spojine, kot je vinil acetat, se uporabljajo pri izdelavi plastike, celulozni acetat pa v fotografski industriji.

Acetat je pomembna spojina v biokemiji, ker ga lahko kombiniramo z molekulo, imenovano koencim A (CoA), da ustvarimo acetil-CoA, pomembna kemikalija v celičnem dihanju (zlasti Krebsov cikel ali cikel citronske kisline, ki se pojavlja v mitohondrijih).
Ocetna kislina nastaja na več načinov: z oksidacijo acetaldehida, z oksidacijo etanola (etilnega alkohola) in z oksidacijo butana ali butena. V velikem obsegu ga lahko izdelamo tudi iz ogljikovega alkohola metanol.

Kisline so jedke in lahko poškodujejo kožo, oči in druga organska tkiva. Dejstva, da je kis piten ali da ocetno kislino imenujejo "šibka", ne obravnavajte kot izgovor za neprevidnost. Če je v 20 večini kisov samo 1 del ocetne kisline, preostala voda pa si predstavljajte, kako bi se počutil s polno močjo.

Kisline lahko poškodujejo več kot le kožo, ker so nekatere hlapne in zlahka izhlapijo; to pomeni, da bi lahko vdihavali kemikalije, ki bi lahko dražile sluznico nosu in žrela.

Kot splošno vodilo pri delu s kislinami in bazami vedno nosite zaščito za oči in roke, ne glede na molarnost ali identiteto kisline ali baze. Pravzaprav, da se ne konča na "kisli" noti, vendar morate v kemijskih laboratorijih vedno uporabljati varnostne ukrepe, še posebej, če jih želite še naprej delati!