נתרן אצטט: מבנה, תכונות, סינתזה, שימושים - כִּימִיָה - 2025

אצטט נתרן הוא מלח נתרן של חומצה אצטית עם הנוסחה המולקולרית C ₂ H ₃ O ₂ Na. היא מורכבת מאבקה לבנה מעודנת, הנמצאת למעשה בשתי צורות: נטול מים ומלח. שניהם מסיסים מאוד במים, הממס האוניברסלי; אך לא כל כך מסיסים באלכוהולים או אצטון.

לצורת המים האיכותית יש צפיפות, נקודת התכה ונקודת רתיחה עם ערכים גבוהים יותר מאלו המוצגים על ידי צורת הטריהראט של נתרן אצטט. זאת כיוון שמולקולות מים להתערב בין האינטראקציות של Na ⁺ ו- CH ₃ COO ^- היונים .

מראה נתרן אצטט

נתרן אצטט יציב, במיוחד כאשר הוא מאוחסן בין 2 ל 8 מעלות צלזיוס; אבל זה רגיש לפעולה של חומרים מחמצנים והלוגנים חזקים.

ניתן להכין באמצעות תגובה של נתרן ביקרבונט עם חומצה אצטית. כמו כן, עם התגובה של חומצה אצטית עם נתרן הידרוקסיד. שתי התגובות פשוטות לייצור וזולות; הראשון אפילו יכול להיעשות בבית.

מלח זה הוא תרכובת נמוכה רעילה. מייצר גירוי בעור, רק לאחר מגע תכוף ורציף. זה מעט מעצבן את העיניים אך עלול לגרות את דרכי הנשימה. אין מידע על השפעה מזיקה של בליעתו.

יש לו שימושים ויישומים רבים ומדגישים את תפקוד חצוצת ה- pH יחד עם חומצה אצטית. למאגר האצטט יש pKa = 4.7; המעניק יעילות גבוהה לוויסות pH בסביבה חומצית עם ערכי pH בין 3 ל 6.

בשל רעילותו הנמוכה ותכונותיו, נעשה בו שימוש נרחב בכדי לשפר את טעם המזון, כמו גם סוכן המספק הגנה מפני קלקול מזון עקב פעולתו נגד חיידקים.

מבנה נתרן אצטט

יוני אצטט ונתרן. מקור: Shu0309

בתמונה למעלה נראה היונים המרכיבים גבישים נתרן אצטט נטול מים (ללא מים). הכדור הסגול תואם את הקטיון Na ⁺ , והיון המולקולרי שמשמאלו הוא אצטט, CH ₃ COO ^- , עם אטומי החמצן שלו המיוצגים על ידי כדוריות אדומות.

זוגות אלה, על פי הנוסחה CH ₃ COONa, נמצאים ביחס 1: 1; עבור כול CH ₃ COO ^- אניון , שחייב להיות Na ⁺ קטיון נמשך התשלום והסגן השליליים שלו ולהיפך. כך, האטרקציות ביניהן, והדחיות בין מטענים שווים, בסופו של דבר מקימות דפוסים מבניים המגדירים גביש, שביטויו המינימלי הוא תא היחידה.

תא היחידה האמור, בדומה לקריסטל בכללותו, משתנה בהתאם לסידור היונים בחלל; זה לא תמיד אותו דבר, אפילו לא באותה מערכת גבישית. לדוגמא, נתרן אצטט נטול מים יכול ליצור שני פולימורפים אורתורומביים, שאחד מהם מתואר להלן:

תא יחידה של גבישים אורטורומביים של נתרן אצטט. מקור: Benjah-bmm27

הערת ההסדר של היונים: ארבעה CH ₃ COO ^- יונים מצרפים Na ⁺ באופן כזה שהם "לצייר" פירמידה מרובעת מבוסס מעוותת. כל אלה CH ₃ COO ^- ב אינטראקציה בתורו עם אחר הסמוך Na ⁺ .

גבישים מיובשים

לסודיום אצטט יש זיקה גבוהה למים; למעשה הוא עדין, כלומר הוא שומר על לחות עד שהוא מתמוסס בו. ככל שהלחות גבוהה יותר, כך מוקדם יותר "נמס". הסיבה לכך היא שגם CH ₃ COO ^- וגם Na ⁺ יכולים להתייבש, מקיפים את עצמם במולקולות מים שמכוונות את הדיפול שלהם לכיוון המטענים שלהם (Na ⁺ OH ₂ , CH ₃ COO ^- HOH).

כשמכינים מלח זה במעבדה או בבית, הזיקה שלו למים היא כזו שאפילו בטמפרטורות רגילות הוא כבר מתקבל כהידט; CH ₃ COONa · 3H ₂ O. גבישים שלהם להפסיק להיות אורתורומבי ולהיות monoclinic, שכן הם עכשיו לשלב שלוש מולקולות מים לכל CH ₃ COO ^- ו Na ⁺ זוג .

נכסים

שמות

-סודיום אצטט.

-נודיום אתנואט (IUPAC).

מסה מולארית

נטול מים: 82.03 גרם למול.

-תוספת מים: 136.03 גרם למול.

מראה חיצוני

אבקה לבנה מעדנית.

רֵיחַ

לחומץ כשהוא מחומם לפירוק.

צְפִיפוּת

נטול מים: 1.528 גרם / ס"מ ³ בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס.

-תוספת מים: 1.45 גרם / ס"מ ³ בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס.

נקודת המסה

נטול מים: 324 מעלות צלזיוס (615 מעלות צלזיוס, 597 K).

-טמפרטורה: 58 מעלות צלזיוס (136 מעלות צלזיוס, 331 ק"ג).

נקודת רתיחה

נטול מים: 881.4 מעלות צלזיוס (1,618.5 מעלות צלזיוס, 1,154.5 קילוגרם).

-טמפרטורה: 122 מעלות צלזיוס (252 מעלות צלזיוס, 395 ק"ג). זה מתפרק.

מְסִיסוּת

במים

נטול מים: 123.3 גרם / 100 מ"ל בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס.

-תוספת מים: 46.4 גרם / 100 מ"ל בטמפרטורה של 20 מעלות צלזיוס.

במתנול

16 גרם / 100 גרם בטמפרטורה של 15 מעלות צלזיוס.

באתנול

5.3 גרם / 100 מ"ל (טריהידראט).

באצטון

0.5 גרם לק"ג בטמפרטורה של 15 מעלות צלזיוס.

חוּמצִיוּת

pKa: 24 (20 מעלות צלזיוס).

בסיסיות

pKb: 9.25. כאן הוכח כי נתרן אצטט הוא מלח בסיסי מכיוון שיש לו pKb פחות מה- pKa שלו.

מדד שבירה (ηD)

1,464

יכולת קלורית

-100.83 J / mol · K (נטול מים).

-229.9 J / mol · K (trihydrate).

נקודת הצתה

גדול מ- 250 מעלות צלזיוס.

טמפרטורת התלקחות

600 מעלות צלזיוס

pH

8.9 (פתרון 0.1M בחום 25 מעלות צלזיוס).

יַצִיבוּת

יַצִיב. בלתי תואם עם חומרים מחמצנים חזקים והלוגנים. רגיש ללחות.

תגובות

נתרן אצטט יכול ליצור אסתר על ידי תגובה עם אלקיל הליד; לדוגמה, ברומתאן:

CH ₃ COONa + BrCH ₂ CH ₃ => CH ₃ COOCH ₂ CH ₃ + NaBr

נתרן אצטט decarboxylates למתאן (פירוליזה) בנוכחות NaOH:

CH ₃ COONa + NaOH => CH ₄ + Na ₂ CO ₃

התגובה מנותזת על ידי מלחי צזיום.

סִינתֶזָה

ניתן לייצר זול נתרן אצטט בזול במעבדה על ידי תגובת נתרן ביקרבונט עם חומצה אצטית:

NaHCO ₃ + CH ₃ COOH => CH ₃ COONa + H ₂ CO ₃

תגובה זו מלווה בנוכחות של בועות אינטנסיביות בתמיסה, עקב פירוק חומצה פחמנית למים ופחמן דו חמצני.

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

באופן תעשייתי, נתרן אצטט מיוצר על ידי תגובה חומצה אצטית עם נתרן הידרוקסיד.

CH ₃ COOH + NaOH => CH ₃ COONa + H ₂ O

יישומים

תיקים תרמיים

נתרן אצטט משמש לייצור שקיות תרמיות.

בתחילה, גבישי המלח מתמוססים בנפח מים להכנת תמיסה שהופכת להיות רווית-יתר.

ואז התמיסה מחוממת לטמפרטורה הגבוהה מ 58 מעלות צלזיוס, שזו נקודת ההתכה שלה. הפתרון העל-רווי מותר להתקרר לטמפרטורת החדר ולא נצפתה היווצרות גבישים; הפתרון מצונן.

היעדרם של גבישים מוסבר על ידי העובדה כי מולקולות הנוזל אינן מאורגנות מדי ואין להן את האוריינטציה הנכונה להגיע לטמפרטורת ההתגבשות. הנוזל נמצא במצב גרוע, במצב של חוסר איזון.

בהתחשב בחוסר היציבות של הנוזל המצונן-super, כל הפרעה מספיקה כדי להתגבש. במקרה של שקיות תרמיות, נלחץ על מצמד מכני כדי לערבב את הנוזל וליזום היווצרות גבישים והתמצקות תמיסת נתרן אצטט.

עם התגבשות, הטמפרטורה עולה. גבישים של נתרן אצטט trihydrate מקבלים מראה של קרח, אך הם חמים, וזו הסיבה שהם מכונים "קרח חם".

תַעֲשִׂיָתִי

-סודיום אצטט משמש בתעשיית הטקסטיל כמורדנט בתהליך צביעת הבד

-מבטל פסולת חומצה גופרתית

יש לו שימוש בעיבוד כותנה לייצור כריות כותנה, שמישות לניקוי אישי ולמטרות רפואיות

-משמש כבישה של מתכות, לפני ציפוי הכרום שלהם

-סולק כך שהגפרת כלורופרן לא תתרחש בתהליך ייצור הגומי הסינטטי

זה לוקח חלק בטיהור הגלוקוז

בשימוש בעור שיזוף.

שימוש רפואי

נתרן אצטט הוא אחד התרכובות המשמשות להעברת אלקטרוליטים הניתנים לחולים תוך ורידי.

הוא משמש לתיקון רמות נתרן בחולים hyponatremic, גם לתיקון של חמצת מטבולית ואלקליניזציה של השתן.

פתרון חיץ PH

הוא משמש כווסת pH בתגובות אנזימטיות רבות ורבות המתרחשות בין pH 3 ל- pH 6.

החומציות השונות של תמיסת חיץ האצטט מושגות על ידי שונות של ריכוז חומצה אצטית ונתרן אצטט.

כך, למשל, כדי להשיג pH 4.5, לתמיסה החיץ יש ריכוז חומצה אצטית של 3.8 גרם לליטר וריכוז נתרן אצטט נטול מים של 3.0 גרם לליטר.

ניתן להגביר את ריכוז המאגר האצטט, ולהגדיל את רכיבי התמיסה הדרושים בכדי להשיג את ה- pH הרצוי באותה פרופורציה.

חיץ אצטט / אצטוניטריל משמש באלקטרופורזה נימית בהפרדת פוטוברברינות.

מעבדות מחקר

-סודיום אצטט הוא חומר נוקלאופילי חלש המשמש בפולימור אנוני של ß- לקטון.

-הוא משמש כמגיב בתהודה המגנטית הגרעינית של מקרולולות ביולוגיות.

-שימוש במיצוי DNA מתאים. נתרן הוא קטיון הקיים אינטראקציה עם המטענים השליליים של הפוספטים הקיימים ב- DNA, המסייע בהתעבות שלהם. בנוכחות אתנול, ה- DNA יוצר משקעים שיכולים להיפרד אז לשכבה המימית.

שימור אוכל

-עוזרים מונעים צמיחת חיידקים, בנוסף למניעת יצירת עודף חומציות הגורמת לקלקול מזון ובכך לשמור על pH ספציפי.

-הנתרן הקיים באצטט משפר את טעם המזון.

-סודיום אצטט משמש להכנת ירקות כבושים: מלפפון, גזר, בצל וכו '. בנוסף, הוא משמש לשימור בשר.

שימור בטון

הבטון נפגע כתוצאה מפעולת מים, המקצר את משך הזמן שלהם. נתרן אצטט משמש כחומר איטום בטון שהופך אותו לאטום למים, ומאריך את מאפייניו הראשוניים.

ניסויי נוער

ניסוי 1

ניסוי פשוט הוא סינתזה של נתרן אצטט באמצעות תגובה של נתרן ביקרבונט עם חומץ (5% חומצה אצטית).

30 מ"ל חומץ מונח בכוסית ומתווספים כ -3.5 גרם של ביקרבונט.

בתגובה נוצרים נתרן אצטט וחומצה פחמית. חומצה מתפרקת לפחמן דו חמצני ומים. יצירת פחמן דו חמצני תייצר מבעבע אינטנסיבי בתמיסה.

כדי לאסוף את הנתרן אצטט, המים נגרמים להתנדפות, מחממים את התמיסה.

ניסוי 2

ניסוי פשוט נוסף הוא היווצרות גבישים של נתרן אצטט טריחראט.

לשם כך שוקלים כ- 20 גרם נתרן אצטט trihydrat ומניחים אותם בכוסית ואז מוסיפים 10 מ"ל מים. התמיסה מחוממת לטמפרטורה שמעל 58 מעלות צלזיוס.

נתרן אצטט מומס לחלוטין על מנת להבטיח כי התמיסה רווית-יתר. בעבר מונחת צלחת פיטרי על משטח קר.

את תכולת הכוס עם טריאטראט האצטט מוזגים לאט לתבשיל הפיטרי. הטמפרטורה של הנוזל בקפסולה מתחילה לרדת, אפילו מתחת לנקודת ההיתוך, מבלי להתבונן בהתגבשות או התמצקות הטריאתראט של נתרן אצטט.

בדרך כלל לייצור התגבשות של trihydrat נתרן אצטט, כמות קטנה של המלח מתווספת כדי לשמש גרעין ההתגבשות. פעמים אחרות מתרחשת הפרעה קטנה של התמיסה, כדי להתחיל בהתגבשות הנתרן אצטט.

גבישים של נתרן אצטט trihydate הם בעלי מראה קרח, אך נגיעה בהם תראה שהם חמים יחסית. מסיבה זו מכנים מלח "קרח חם".

רַעֲלָנוּת

נתרן אצטט הוא תרכובת רעילה מאוד נמוכה. זה גם לא מסווג רגיש רגישות לעור ולדרכי הנשימה.

בנוסף, נתרן אצטט אינו מסווג כחומר רעיל מוטגן, מסרטני או רבייה בתאי נבט.

בקיצור, זה מעט מעצבן את העיניים. דרכי הנשימה עלולות להיות מגורות לאחר השאיפה. מגע תדיר ומתמיד עם העור יכול לגרום לגירוי.

הפניות

1. שיבר ואטקינס. (2008). כימיה אורגנית. (גרסה רביעית). מק גריי היל.
2. WorldOfChemicals. (16 בינואר 2017). איך מכינים נתרן אצטט בבית? התאושש מ: medium.com
3. המרכז הלאומי למידע ביוטכנולוגי. (2019). נתרן אצטט. מאגר PubChem. CID = 517045. התאושש מ: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. ש 'קמרון, ק.מ. מנן, ומו רחמן. (1976). מבנה הקריסטל של טריאתראט נתרן אצטט. אקטה קריסטל. B32, 87.
5. ויקיפדיה. (2019). נתרן אצטט. התאושש מ: en.wikipedia.org
6. הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (24 בינואר, 2019). הכינו קרח חם חומץ ואפיית סודה. התאושש מ: thoughtco.com
7. ספר כימי. (2017). נתרן אצטט. התאושש מ: chemicalbook.com
8. וסרמן רובין. (2019). שימושים בנתרן אצטט. התאושש מ: livestrong.com
9. סמים. (2019). נתרן אצטט. התאושש מ: drugbank.ca