اسید استیک چیست

اسید استیک چیست ؟ معرفی و کاربردهای آن

اسید استیک یک اسید کربوکسیلیک ساده با بوی تند و طعم ترش است که به طور طبیعی در سرکه یافت می ‌شود. این ترکیب شیمیایی آلی جزء اصلی سرکه (با غلظت 4 تا 8 درصد) است که از تخمیر اتانول به دست می ‌آید. اسید استیک خالص مایعی بی‌ رنگ و رقیق است که در دماهای پایین ‌تر از 16.6 درجه سانتی‌گراد به کریستال ‌های بی ‌رنگ تبدیل می ‌شود (اسید استیک یخی). کاربردهای اسید استیک بسیار گسترده است. در صنایع غذایی به عنوان طعم ‌دهنده و ماده نگهدارنده کاربرد دارد. در صنعت شیمیایی ماده اولیه برای تولید پلیمرهایی مانند پلی ‌وینیل استات (PVA) و سلولز استات (در تولید فیلم ‌های عکاسی و منسوجات) به شمار می ‌رود. همچنین در داروسازی ، تولید حلال ‌ها و حتی در کشاورزی به عنوان علف‌کش و قارچ ‌کش مورد استفاده قرار می ‌گیرد.

فرمول شیمیایی و خواص فیزیکی اسید استیک

اسید استیک با فرمول شیمیایی CH₃COOH یک اسید کربوکسیلیک ضعیف مونوپروتونیک است. این ترکیب در آب به راحتی حل شده و محلول اسیدی با PH کم ایجاد می‌ کند. نقطه جوش آن 118 درجه سانتی‌گراد و نقطه انجماد آن 16.6 درجه سانتی‌گراد است. در دماهای پایین ‌تر از نقطه انجماد اسید استیک به صورت جامد کریستالی بی ‌رنگ ظاهر می‌ شود که به آن اسید استیک یخی یا Glacial Acetic Acid گفته می ‌شود. چگالی آن حدود 1.05 گرم بر سانتی‌ متر مکعب است. اسید استیک خالص مایعی بی‌ رنگ و فرار با بوی تند و مشخص است. این ترکیب خاصیت خورندگی داشته و در غلظت ‌های بالا برای پوست و چشم مضر می باشد. تماس با اسید استیک غلیظ سبب سوختگی شیمیایی می شود. به همین دلیل در هنگام کار با اسید استیک باید از تجهیزات ایمنی مناسب مانند دستکش ، عینک و روپوش استفاده شود.

فرمول شیمیایی	جرم مولی (g/mol)	چگالی (g/cm³)	نقطه جوش (°C)	نقطه ذوب (°C)	pKa (قدرت اسیدی)	حلالیت در آب	ویژگی خاص
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	مایع بی‌رنگ با بوی تند
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	خورنده برای فلزات
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	به‌راحتی تبخیر می‌شود
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	حلال خوبی برای ترکیبات آلی
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	در مجاورت هوا جذب رطوبت می‌کند
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	قابل احتراق
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	به‌عنوان نگهدارنده غذایی استفاده می‌شود
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	در تهیه پلاستیک و الیاف مصنوعی کاربرد دارد
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	باعث تحریک پوست و چشم می‌شود
C₂H₄O₂	60.05	1.049	118.1	16.6	4.76	کاملاً محلول	در تولید چسب و رنگ استفاده می‌شود

روش ‌های تولید اسید استیک در صنعت

تولید صنعتی اسید استیک به دو روش اصلی انجام می ‌شود : روش بیولوژیکی (تخمیر) و روش شیمیایی (کربونیلاسیون متانول). روش تخمیر روشی سنتی و قدیمی است که در آن باکتری‌ های Acetobacter در حضور اکسیژن ، اتانول را به اسید استیک تبدیل می ‌کنند. این روش عمدتاً برای تولید سرکه استفاده می ‌شود و بازده پایینی دارد. روش کربونیلاسیون متانول روشی مدرن و صنعتی است که در آن متانول (CH₃OH) با مونوکسید کربن (CO) در حضور کاتالیزورهای فلزی مانند رودیم یا ایریدیوم در فشار و تحت حرارت به اسید استیک تبدیل می‌ شود. این روش بازده بسیار بالاتری نسبت به روش تخمیر دارد و بیش از 75 درصد تولید اسید استیک را به خود اختصاص داده است. روش کربونیلاسیون متانول به دلیل بازده بالا ، خلوص بیشتر محصول و مقرون به صرفه بودن به روش غالب تولید اسید استیک در سطح جهان تبدیل شده است.

کاربردهای صنعتی اسید استیک در تولید مواد شیمیایی

این ماده پیش ‌ماده‌ کلیدی برای تولید مشتقات متنوعی است که در صنایع مختلف کاربرد دارند وبخش عمده ای از خرید اسید استیک نیز به همین موضوع اختصاص دارد. به عنوان مثال در تولید پلی ‌وینیل الکل (PVA)، یک پلیمر محلول در آب با کاربردهای گسترده در صنایع نساجی ، پوشش و چسب سازی از اسید استیک استفاده می ‌شود. اسید استیک در تولید سلولز استات یک ماده‌ ی ترموپلاستیک مورد استفاده در تولید فیلم عکاسی ، الیاف مصنوعی و لاک ‌ها نقشی حیاتی ایفا می ‌کند. مشتقات اسید استیک مانند استرها به عنوان حلال ‌های مؤثر در صنایع رنگ ، چسب و لاک مورد استفاده قرار می ‌گیرند. مثلاً اتیل استات و بوتیل استات از جمله حلال ‌های پرکاربرد هستند که از واکنش اسید استیک با الکل ‌های مربوطه تولید می ‌شوند. اهمیت اسید استیک در صنعت شیمیایی به دلیل نقش آن به‌ عنوان ماده ‌ی اولیه برای سنتز طیف گسترده ‌ای از محصولات با کاربردهای صنعتی متنوع است.

اسید استیک در صنایع غذایی و تولید سرکه

یکی از شناخته ‌شده ‌ترین و قدیمی ‌ترین کاربردهای اسید استیک در صنایع غذایی تولید سرکه است. سرکه محلولی است که حاوی 4 تا 8 درصد اسید استیک است و از طریق تخمیر اتانول توسط باکتری ‌ها تولید می ‌شود. سرکه نه تنها به عنوان یک چاشنی محبوب در آشپزی و تهیه انواع سس ‌ها و ترشی‌ ها استفاده می ‌شود بلکه خواص نگهدارنده‌ ی غذایی نیز دارد. اسید استیک موجود در سرکه محیط را برای رشد بسیاری از باکتری‌ ها و قارچ‌ ها نامساعد می‌ کند و از فساد مواد غذایی جلوگیری می ‌کند.در برخی از فرآیندهای فرآوری مواد غذایی از اسید استیک به عنوان تنظیم کننده PH استفاده می ‌شود تا شرایط مناسب برای انجام واکنش ‌های شیمیایی یا فعالیت آنزیمی فراهم شود. در کنار این کاربردها اسید استیک به طور فزاینده ‌ای در فرمولاسیون مواد غذایی فرآوری شده به عنوان یک طعم دهنده و تنظیم کننده PH استفاده می ‌شود.

درصد مصرف اسید استیک در صنایع غذایی

مزایا و معایب استفاده از اسید استیک در پزشکی و داروسازی

این ماده به عنوان یک ضدعفونی ‌کننده‌ ی ملایم در تمیز کردن زخم‌ های سطحی و ضدعفونی کردن تجهیزات پزشکی استفاده می ‌شود. در برخی از داروها و محلول ‌های درمانی مانند قطره ‌های گوش نیز وجود دارد و در درمان عفونت ‌های خفیف گوش مؤثر است. به دلیل خاصیت اسیدی ضعیف در تنظیم PH برخی از داروها و محلول ‌ها کاربرد دارد. استفاده از اسید استیک باید با احتیاط صورت گیرد زیرا تماس مستقیم با غلظت‌ های بالا منجر به سوختگی شیمیایی پوست و چشم می شود. استنشاق بخارات اسید استیک نیز باعث تحریک دستگاه تنفسی می شود. به همین دلیل در کاربردهای پزشکی غلظت و روش استفاده از اسید استیک باید با دقت کنترل و توسط متخصصان تعیین گردد.

نقش اسید استیک در صنعت نساجی و تولید پارچه ‌های مصنوعی

در فرآیند تولید استات سلولز ، اسید استیک با سلولز واکنش می‌ دهد و استات سلولز را تشکیل می ‌دهد. این ترکیب به دلیل خواص منحصربه ‌فرد خود مانند نرمی ، درخشندگی ، قابلیت رنگ ‌پذیری بالا و مقاومت در برابر چروک در تولید طیف وسیعی از پارچه ‌ها از جمله لباس ‌های لوکس ، پارچه ‌های مبلمان و پرده‌ ها استفاده می ‌شود. پارچه ‌های ساخته شده از استات سلولز دارای ظاهری براق و لطیف هستند و در عین حال مقاومت قابل قبولی در برابر کشش و پارگی دارند. این ویژگی‌ ها استات سلولز را به یک ماده ‌ی محبوب در صنعت نساجی تبدیل کرده است و تقاضا برای آن به طور مداوم در حال افزایش است. استفاده از اسید استیک در این فرآیند نیاز به تکنولوژی و کنترل کیفیت دقیق دارد تا محصول نهایی با کیفیت مطلوب تولید شود.

مقایسه اسید استیک طبیعی و صنعتی

اسید استیک چه به روش طبیعی و چه صنعتی تولید شود ، فرمول شیمیایی یکسانی (CH₃COOH) دارد اما در خلوص ، روش تولید و کاربردهایش تفاوت ‌هایی وجود دارد. اسید استیک طبیعی محصول فرآیند تخمیر اتانول توسط باکتری ‌های استوباکتری است و معمولاً در تولید سرکه استفاده می ‌شود. این روش کندتر و با خلوص پایین ‌تر نسبت به روش صنعتی است اما به دلیل عدم استفاده از مواد شیمیایی مضر محصول سالم‌ تری تولید می ‌کند. در مقابل اسید استیک صنعتی از طریق واکنش شیمیایی متانول با مونوکسید کربن در حضور کاتالیست تولید می ‌شود. این روش سرعت و بازدهی بالایی داشته و اسید استیکیک با خلوص بسیار بالا تولید می ‌کند. اسید استیک صنعتی به دلیل خلوص بالا در صنایع شیمیایی ، داروسازی ، پلاستیک‌ سازی و بسیاری از کاربردهای دیگر که نیازمند خلوص و کیفیت بالا هستند به کار می ‌رود. بنابراین انتخاب بین اسید استیک طبیعی و صنعتی به کاربرد نهایی آن بستگی دارد.

تفاوت اسید استیک و دیگر اسیدهای آلی

اسید استیک یکی از ساده ‌ترین اسیدهای کربوکسیلیک است که از نظر قدرت اسیدی میان اسیدهای آلی دیگر قرار می ‌گیرد. برای مثال اسید فرمیک (HCOOH) قدرت اسیدی بالاتری نسبت به اسید استیک دارد و خاصیت خورندگی بیشتری نشان می ‌دهد. این تفاوت به دلیل ساختار شیمیایی و گروه عاملی کربوکسیل (COOH) و جایگزین‌ های پیرامون آن است. از طرفی اسید سیتریک (C₆H₈O₇) یک اسید آلی چند ظرفیتی است که به دلیل خاصیت آنتی ‌اکسیدانی و طعم ترش آن به طور گسترده ‌ای در صنایع غذایی استفاده می ‌شود. در مقایسه اسید استیک دارای فراریت کمتر و پایداری شیمیایی بالاتری نسبت به اسید فرمیک است که باعث می ‌شود در کاربردهای صنعتی و ذخیره ‌سازی مزیت قابل توجهی داشته باشد. اسید استیک به دلیل داشتن نقطه جوش بالاتر (118 درجه سانتی‌گراد) به ‌راحتی تصفیه و جداسازی می ‌شود. این تفاوت در خواص فیزیکی و شیمیایی کاربرد هر یک از این اسیدها را در صنایع مختلف مشخص می ‌کند.

برچسب ها

مقالات مرتبط