ما هو حمض الخليك
يتم تعريف حمض الخليك على أنه مركب عضوي بالصيغة CH3COOH. وهو عبارة عن حمض كربوكسيل يتكون من مجموعة ميثيل مرتبطة بمجموعة وظيفية كربوكسيل. الاسم المنهجي IUPAC لحمض الخليك هو حمض الإيثانويك ويمكن أيضًا كتابة صيغته الكيميائية كـ C2H4O2. الخل هو محلول حمض الخليك في الماء ويحتوي على ما بين 5٪ إلى 20٪ حمض إيثانويك من حيث الحجم. الرائحة النفاذة والطعم الحامض من سمات حمض الأسيتيك الموجود فيه.
عادة ما يشار إلى محلول حمض الأسيتيك غير المخفف باسم حمض الخليك الجليدي. تشكل بلورات تشبه الجليد عند درجات حرارة أقل من 16.6 درجة مئوية. لديها مجموعة واسعة من التطبيقات كمذيب قطبي وبروتيني. في مجال الكيمياء التحليلية ، يستخدم حمض الخليك الجليدي على نطاق واسع لتقدير المواد القلوية الضعيفة.
استخدامات حمض الخليك
حمض الإيثانويك مركب عضوي مهم جدًا في الحياة اليومية للإنسان. بعض الاستخدامات الهامة لحمض الخليك مذكورة أدناه.
يستخدم حمض الخليك كمطهر بسبب خصائصه المضادة للبكتيريا
يتضمن تصنيع ألياف الرايون استخدام حمض الإيثانويك.
طبيا ، تم استخدام حمض الأسيتيك لعلاج السرطان عن طريق حقنه المباشر في الورم.
لكونه المكون الرئيسي للخل ، فإنه يستخدم في تخليل العديد من الخضروات.
يتضمن تصنيع المطاط استخدام حمض الإيثانويك. كما أنها تستخدم في صناعة العطور المختلفة.
يستخدم على نطاق واسع في إنتاج VAM (مونومر أسيتات الفينيل).
عندما يخضع جزيئين من حمض الأسيتيك لتفاعل تكاثف معًا ، فإن المنتج المتكون هو أنهيدريد الخل.
تحضير حمض الخليك
يتم إنتاج حمض الخليك صناعياً عن طريق المعالجة بالكربونيل الميثانول. فيما يلي المعادلات الكيميائية للخطوات الثلاث المتضمنة في هذه العملية.
هنا ، يتم إنشاء وسيط يوديد الميثيل من التفاعل بين الميثانول ويوديد الهيدروجين. ثم يتفاعل هذا الوسيط مع أول أكسيد الكربون ويتم معالجة المركب الناتج بالماء لتوفير منتج حمض الأسيتيك. من المهم ملاحظة أنه يجب استخدام معقد الكربونيل المعدني كمحفز للخطوة 2 من هذه العملية.
طرق أخرى لتحضير حمض الخليك
يمكن استخدام بعض أملاح النفثالين من الكوبالت والكروم والمنغنيز كمحفزات معدنية في أكسدة الأسيتالديهيد. يمكن كتابة المعادلة الكيميائية لهذا التفاعل على النحو التالي:
O2 + 2CH3CHO → 2CH3COOH
يمكن أكسدة الإيثيلين (C2H4) إلى حمض أسيتيك بمساعدة محفز بالاديوم وحمض غير متجانس ، كما هو موصوف في التفاعل الكيميائي التالي.
O2 + C2H4 → CH3COOH
تمتلك بعض البكتيريا اللاهوائية القدرة على تحويل السكر مباشرة إلى حمض الخليك.
C6H12O6 → 2CH3COOH
وتجدر الإشارة إلى أنه لا يتم تشكيل أي وسيط من الإيثانول في التخمير اللاهوائي للسكر بواسطة هذه البكتيريا.
بنية حمض الخليك CH3COOH
يمكن ملاحظة وجود سلسلة من الجزيئات في الحالة الصلبة لحمض الأسيتيك حيث ترتبط الجزيئات الفردية ببعضها البعض عبر روابط هيدروجينية.
يمكن العثور على ثنائيات حمض الإيثانويك في طور البخار عند درجات حرارة تقارب 120 درجة مئوية
حتى في المرحلة السائلة لحمض الإيثانويك ، يمكن العثور على ثنائياته عندما يكون موجودًا في محلول مخفف. تتأثر هذه الثنائيات سلبًا بالمذيبات التي تعزز الترابط الهيدروجيني.
يتم إعطاء بنية حمض الأسيتيك بواسطة CH3(C=O)OH أو CH3CO2
بنية حمض الخليك موضح أدناه.
من الناحية الهيكلية ، يعد حمض الإيثانويك ثاني أبسط حمض كربوكسيل (أبسط حمض الفورميك ، HCOOH) ، وهو في الأساس مجموعة ميثيل مع مجموعة كربوكسيل وظيفية مرتبطة بها.
أضرار حمض الخليك
يمكن أن يكون حمض الخليك مادة كيميائية خطرة إذا لم يتم استخدامه بطريقة آمنة ومناسبة. هذا السائل شديد التآكل للجلد والعينين ، ولهذا السبب ، يجب التعامل معه بحذر شديد. يمكن لحمض الخليك أيضًا أن يضر بالأعضاء الداخلية إذا تم تناوله أو في حالة استنشاق البخار. يعد استخدام معدات الحماية الشخصية (PPE) أمرًا ضروريًا عند التعامل مع هذه المادة الكيميائية في حالة غير مخففة.
خصائص حمض الخليك
على الرغم من أن حمض الإيثانويك يعتبر حمضًا ضعيفًا ، إلا أنه في شكله المركز يمتلك قوى تآكل قوية ويمكنه حتى مهاجمة جلد الإنسان إذا تعرض له. بعض الخصائص العامة لحمض الخليك مذكورة أدناه.
يبدو أن حمض الإيثانويك سائل عديم اللون وله رائحة نفاذة.
في STP ، تكون نقاط الانصهار والغليان لحمض الإيثانويك 289 كلفن و 391 كلفن على التوالي.
الكتلة المولية لحمض الخليك 60.052 g/mol وكثافته في شكل سائل 1.049 g.cm-3.
يمكن أن تتسبب مجموعة الكربوكسيل الوظيفية في حمض الإيثانويك في تأين المركب ، الناتج عن التفاعل: CH3COOH ⇌ CH3COO– + H+
إن إطلاق البروتون ، الموصوف في تفاعل التوازن أعلاه ، هو السبب الجذري للجودة الحمضية لحمض الأسيتيك.
ثابت التفكك الحمضي (pKa) لحمض الإيثانويك في محلول من الماء هو 4.76.
القاعدة المترافقة لحمض الأسيتيك هي أسيتات ، تعطى بواسطة CH3COO–.
الرقم الهيدروجيني لمحلول حمض الإيثانويك بتركيز 1.0M هو 2.4 ، مما يعني أنه لا ينفصل تمامًا.
في شكله السائل ، يعتبر حمض الأسيتيك مذيبًا قطبيًا بروتينيًا ، بثابت عازل للكهرباء يبلغ 6.2.
يتركز استقلاب الكربوهيدرات والدهون في العديد من الحيوانات حول ارتباط حمض الأسيتيك بالإنزيم المساعد أ. بشكل عام ، يتم إنتاج هذا المركب عن طريق التفاعل بين الميثانول وأول أكسيد الكربون (كربونيل الميثانول).
التفاعلات الكيميائية التي خضع لها حمض الخليك CH3COOH
التفاعلات الكيميائية التي يمر بها حمض الأسيتيك مماثلة لتلك الخاصة بالأحماض الكربوكسيلية الأخرى. عند تسخينه إلى درجات حرارة أعلى من 440 درجة مئوية ، يخضع هذا المركب للتحلل لإنتاج إما الميثان وثاني أكسيد الكربون أو الماء والإيثينون ، كما هو موضح في المعادلات الكيميائية التالية.
CH3COOH + الحرارة → CO2 + CH4
CH3COOH + الحرارة → H2C = C = O + H2O
تتعرض بعض المعادن مثل المغنيسيوم والزنك والحديد للتآكل عند تعرضها لحمض الخليك. تؤدي هذه التفاعلات إلى تكوين أملاح الأسيتات.
2CH3COOH + Mg → Mg (CH3COO) 2 (أسيتات المغنيسيوم) + H2
ينتج عن التفاعل بين حمض الإيثانويك والمغنيسيوم تكوين أسيتات المغنيسيوم وغاز الهيدروجين ، كما هو موضح في المعادلة الكيميائية الموضحة أعلاه.
تفاعلات أخرى لحمض الخليك
يتفاعل حمض الخليك مع القلويات ويشكل أملاح الأسيتات ، كما هو موضح أدناه.
CH3COOH + KOH → CH3COOK + H2O
يشكل هذا المركب أيضًا أملاح الأسيتات عن طريق التفاعل مع الكربونات (جنبًا إلى جنب مع ثاني أكسيد الكربون والماء). من أمثلة هذه التفاعلات:
2CH3COOH + Na2CO3 (كربونات الصوديوم) → 2CH3COONa + CO2 + H2O
CH3COOH + NaHCO3 (بيكربونات الصوديوم) → CH3COONa + CO2 + H2O
ينتج عن التفاعل بين PCl5 وحمض الإيثانويك تكوين كلوريد الإيثانويل.
حمض الخليك كمذيب
حمض الخليك CH3COOH في حالته السائلة عبارة عن مادة مائية (يذوب بسهولة في الماء) وأيضًا مذيب قطبي وبروتي. يشبه خليط حمض الأسيتيك والماء ، بهذه الطريقة ، خليط الإيثانول والماء. يشكل حمض الخليك أيضًا مخاليط قابلة للامتزاج مع الهكسان والكلوروفورم وعدة زيوت. ومع ذلك ، فإنه لا يشكل مخاليط قابلة للامتزاج مع الألكانات طويلة السلسلة (مثل الأوكتان).
إن خصائص المذيبات المرغوبة لحمض الأسيتيك ، إلى جانب قدرته على تكوين مخاليط قابلة للامتزاج مع كل من المركبات القطبية وغير القطبية ، تجعله مذيبًا صناعيًا مهمًا للغاية. يستخدم على نطاق واسع في التحضير الصناعي لثنائي ميثيل تيريفثالات (DMT).
فوائد حمض الخليك للجسم
1. يقتل البكتيريا
2. يخفض ضغط الدم
3. يقلل الالتهاب
4. يدعم فقدان الوزن
5. يعزز السيطرة على نسبة السكر في الدم
أسئلة مكررة حول حمض الخليك
ما هو حمض الخليك المستخدم؟
الاستخدام الأكثر شيوعًا لحمض الأسيتيك هو استخدامه في الخل. كما أنه مفيد للغاية في إنتاج مونومر أسيتات الفينيل (غالبًا ما يتم اختصاره إلى VAM). يعتبر هذا المونومر شرطًا أساسيًا مهمًا في إنتاج الدهانات والمواد اللاصقة.
حمض الخليك قوي ام ضعيف ؟
حمض الخليك ضعيف. يخضع للتفكك التام فقط عندما يتفاعل بقاعدة قوية. حمض الهيدروكلوريك حمض أقوى بكثير من حمض الأسيتيك.
كيف يمكن تحضير حمض الخليك؟
يمكن تحضيره عن طريق تفاعل الميثانول مع يوديد الهيدروجين وإضافة أول أكسيد الكربون إلى المنتج (يوديد الميثيل) من أجل الحصول على يوديد الأسيتيل. عند التحلل المائي ، ينتج يوديد الأسيتيل حمض الأسيتيك.
المصدر: