Hur man beräknar pKa för ättiksyra

Förra gången du njöt av lite syrlig dressing på en sallad, eller kanske bara ett stänk av balsamvinäger, du var nog för upptagen med att njuta av den stickande smakupplevelsen för att uppskatta det underliggande kemi.

Ett imponerande utbud av smaker och typer av vinägerpeppar på marknaden, och i slutet av 2010-talet till och med "drickande vinäger" hade kommit in på hyllorna i hälsokost- och livsmedelsbutiker över hela Förenta staterna Stater. Men alla dessa har åtminstone en sak gemensamt: ingrediensen som ger dessa förband och såser sin distinkta "zing" är en molekyl som kallas ättiksyra.

Användning av ättiksyra är inte begränsad till kryddavärlden, även om detta verkligen är den första gången i snabbköpet att leta efter om du plötsligt finansierar dig själv i behov av denna förening. När det gäller dess syrabas-kemi är det inte en särskilt stark syra, så farorna med ättiksyra är mer vardagliga än för mer frätande syror som svavelsyra.

Men innan du dyker in i ättiksyra specifikt (med våtdräkt!), Bör du känna till syrabas-kemi i allmänt och hur syror och baser kan användas för att manipulera varandra, vatten och pH (surhet eller basitet) på lösningar. Sedan får du exempel på hur ättiksyra används och bereds och var den dyker upp i världen. När du är klar är det sista du ska känna en bitter smak i munnen!

instagram story viewer

Syror och baser i kemi

Olika definitioner av syror och baser har föreslagits genom århundradena, och för det mesta kompletteras dessa genom att bygga på tidigare kunskaper snarare än att ersätta den.

Dessa föreningar identifierades som att de hade unika egenskaper för många århundraden sedan (vissa syror har särskilt förmåga att korrodera metall), men inte förrän i slutet av 1800-talet föreslogs en formell definition. Vid den tiden Svante Arrhenius definierade en syra som ett ämne som ökade vätejonkoncentrationen i vatten.

När en syra tillsätts till vatten, dissocieras den i en proton och vad som helst som är kvar (mer om det på ett ögonblick). Eftersom vatten inte existerar enbart som ett hav av intakt H2O-molekyler, utan snarare som en kombination av H2O och ett visst antal "fria" H+ och OH joner.

Detta innebär att det i själva verket kan fungera som både en syra och en bas. H2Själva O kan fungera som en bas genom att acceptera en proton för att bli det som kallas en hydroniumjon (H3O+). Du kan se att tillsats av en hydronium till en hydroxidjon ger rätt råmaterial för 2 molekyler H2O för att bilda.

Andra definitioner av syror och baser hjälper till att redogöra för speciella fall som inte verkar vara meningsfulla vid en överblick, som det faktum att ammoniak (NH3) kan fungera som bas trots att man inte kan donera en hydroxylgrupp.

Detta beror på att syror alternativt kan ses som protongivare och baser som protonacceptorer; ännu bättre, syror kan behandlas som elektronpar-acceptorer och baser som elektronpar-givare.

Vad är en lösning?

Allt detta tal om lösningar förutsätter att läsarna vet vad det här är. Oavsett gör det aldrig ont att granska ett grundläggande kemikoncept som är relevant för ättiksyra och otaliga andra föreningar.

De flesta reaktioner du kommer att läsa om eller till och med försöka i labbet sker i ett vattenlösning, vilket är ett snyggt namn för en fast förening (ett löst ämne) löst i ett vatten (mer allmänt kräver en lösning ett flytande lösningsmedel, men det behöver inte vara vatten).

När vissa fasta ämnen, särskilt jonföreningar, placeras i lösning, löses de lätt och ofta är detta en följd av de specifika egenskaperna hos lösningsmedlet och lösningsmedlet. Vatten är till exempel en polär molekyl och innehåller också starka vätebindningar.

När bordssalt, eller NaCl, placeras i vatten, är dess jonbindningar ingen matchning för de elektrokemiska egenskaperna hos vatten och de skiljer sig. Då en+ och Cl joner hittar sedan sin väg in i utrymmen mellan de intakta vattenmolekylerna.

Med syror och baser är drivkrafterna för upplösning olika, men resultatet är fortfarande bildandet av joner. Hydroniumjonen (från den donerade protonen) representerar katjonen, medan anjonen kallas konjugat bas. I nomenklaturen är det här suffixet "ate" kommer ifrån: När ättiksyra dissocieras i dess komponentjoner kallas den konjugerade basen kvar i lösningen acetat.

Ättiksyra: struktur, formel och andra grunder

Ättiksyra är också känd som etansyra och mindre vanligt som metankarboxylsyra. Den har den kemiska formeln C2H4O2, även om det vanligtvis är skrivet CH3COOH för att indikera att det är en karboxylsyra.

Dessa är syror som innehåller en karboxylgrupp, som är en terminal kolatom dubbelbunden till syre såväl som till en hydroxylgrupp. H-atomen i hydroxylgruppen är den sura protonen i föreningen.

Ättiksyra har en molekylvikt på 60,05 gram per mol (g / mol). Ättiksyras densitet är 1.053 g / mol vid rumstemperatur i flytande form, även om den också kan existera som ett fast ämne. PKa för ättiksyra är 4,76, vilket är pH-värdet vid vilket hälften av syran kommer att vara intakt och den andra hälften i jonform.

  • Formeln för acetatjonen (den konjugerade basen av ättiksyra) är CH3KUTTRA-.

Ättiksyraanvändning och syntes

Ättiksyra kan kombineras med sockerarter, kryddor och andra livsmedel för att göra olika vinäger, men det är viktigt även utanför den kulinariska världen. Polymerföreningar såsom vinylacetat används vid tillverkning av plast, medan cellulosaacetat används inom fotografiindustrin.

Acetat är en viktig förening inom biokemi eftersom den kan kombineras med en molekyl som kallas coenzym A (CoA) för att skapa acetyl-CoA, en viktig kemikalie i cellulär andning (i synnerhet Krebs-cykeln eller citronsyracykeln som förekommer i mitokondrier).
Ättiksyra framställs på ett antal sätt: via oxidation av acetaldehyd, genom oxidation av etanol (etylalkohol) och genom oxidation av butan eller buten. Det kan också göras i stor skala från en-kolalkoholen metanol.

Ättiksyra faror

Syror är frätande och kan skada hud, ögon och andra organiska vävnader. Behandla inte det faktum att vinäger är drickbart eller att ättiksyra kallas "svag" som en ursäkt för att vara vårdslös. Om bara en del av 20 av de flesta vinäger är ättiksyra och resten vatten, föreställ dig hur det skulle kännas i full styrka.

Syror kan skada mer än bara hud eftersom vissa är flyktiga och lätt avdunstar; detta innebär att du kan sluta inandas kemikalier som kan irritera slemhinnan i näsgångarna och halsen.

Som en allmän riktlinje, använd alltid ögon- och handskydd när du arbetar med syror och baser, oavsett molaritet eller identiteten för syran eller basen. Faktum är att inte sluta med en "sur" anteckning, men du bör alltid använda säkerhetsåtgärder i kemilaboratorier, speciellt om du vill fortsätta göra mer av dem!

Teachs.ru
  • Dela med sig
instagram viewer