ПЕРАЦЕТНА КИСЕЛИНА: СТРУКТУРА, СВОЈСТВА, ПРОИЗВОДЊА, УПОТРЕБА - ХЕМИЈА - 2025

Персирћетна киселина је течност органско једињење чија хемијска формула је Ц ₂ Х ₄ О ₃ . То је пероксид сирћетне киселине, па је такође познат и као пероксисирћетна киселина. Његов молекул је сличан оном из сирћетне киселине ЦХ ₃ ЦООХ, али са додатним кисеоником у карбоксил.

Припада класи органских пероксида, који су уметни молекули. Клијајућа и стерилна својства његових водених раствора позната су од 1902. Ова се акција може извести у концентрацијама нижим од 0,001%.

Перацетиц ацид. Аутор: Марилу Стеа.

Ово својство га чини широким коришћењем у клиникама и болницама за стерилизацију медицинске опреме, уз додатну предност што његови производи распадања нису токсични за људе.

ПАА раствори снажно оксидирају, што је карактеристика која се користи за избјељивање папирне каше или у праоницама. Такође се примењује за извођење хемијских реакција у којима је потребно ово својство, попут епоксидације и хидроксилације.

Његово оксидационо и дезинфекцијско средство користи се у опреми за чишћење у којој се прерађују храна и пића. Поред тога, корозивно је на неке метале и када се складишти мора се држати даље од органских или лако оксидирајућих једињења.

Имајте на уму да концентроване растворе могу бити експлозивне, због чега је пожељно припремити разблажене и чувати на хладним местима. Његова корозивна сила се примењује и на људску кожу, слузницу и ткива, тако да се са њима мора поступати опрезно и заштитном опремом.

Структура

Пероксиоцтена киселина има молекул врло сличан сирћетној киселини, али са додатним кисеоником у структури групе -ЦООХ, јер има 3 атома кисеоника уместо два.

Структура перацетне киселине. Аутор: Су-но-Г. Извор: Селфмаде. Извор: Википедиа Цоммонс.

Номенклатура

- Перацетна киселина

- Пероксиоцтену киселину

- етанопероксоична киселина

- ПАА (перокси-сирћетна киселина).

Својства

Физичко стање

Бистра безбојна течност са гипким мирисом сирћета.

Молекуларна тежина

76,05 г / мол

Тачка кључања

110 ºЦ (са експлозијом)

Температура паљења

40,5 ° Ц (метода отворене чаше)

Температура самопаљења

200 ºЦ (температура на којој спонтано сагорева)

Густина

1,226 г / цм ³ на 15 ° Ц

Вискозност

3.280 цП на 25.6 ° Ц

Индекс преламања

1.3974 на 20 ° Ц

Растворљивост

Може се мешати са водом у било којој пропорцији. Топив је у поларним органским растварачима, као што је етанол. Мало растворљиво у ароматичним растварачима. Веома растворљив у етру и сумпорној киселини.

пХ

Мање од 2.

Константа дисоцијације

пК _а = 8,20 на 25 ° Ц (слабија је од сирћетне киселине која има пК _а = 4,8)

Хемијска својства

Као киселина, ПАА је много слабији од киселине из које долази, сирћетне киселине.

Има високи потенцијал као оксиданса. Изузетно је реактиван што отежава његово складиштење и ограничава његову употребу.

Њени производи разградње су сирћетна киселина ЦХ ₃ ЦООХ, кисеоник О ₂ , водоник пероксид Х ₂ О ₂ анд ватер Х ₂ О. Х ₂ О ₂ заузврат деградира до воде и кисеоника. Сва ова једињења су безбедна за животну средину.

То је епоксидирајуће и хидроксилационо средство за олефинске везе (Ц = Ц двоструке везе). То значи да активно учествује у стварању епоксида у двоструким везама органских молекула и у додавању ових -ОХ група у ове.

ПАА нагриза неке метале попут глатког челика, поцинкованог гвожђа, бакра, месинга и бронзе. Остали метали су отпорни попут нерђајућег челика, чистог алуминијума и калајног гвожђа.

Напада синтетичке и природне гуме и вади пластификатор из неких винилних полимера.

Има оштар и оштар мирис који подсећа на сирћетну киселину (сирћетна киселина је главна компонента сирћета).

Прибављање

Реакцијом глацијална сирћетна киселина (безводна, то јест, без воде) са хидроген пероксидом Х ₂ О ₂ (као што је сумпорна киселина Х у присуству минералне киселине ₂ СО ₄ ), део сирћетне киселине се оксидише и добијени су водени раствори оф персирћетне киселина, сирћетна киселина и Х ₂ o ₂ .

Добијање водених раствора перацетне киселине. Аутор: Марилу Стеа

Х ₂ СО ₄ делује као катализатор или акцелератора реакције. Користе се стабилизујућа средства попут пиридин-2,6-дикарбоксилне киселине.

Ако се ови раствори дестилирају, може се добити већа концентрација пероцетне киселине.

Такође се може добити оксидацијом ацеталдехида ЦХ ₃ ЦХО озоном О ₃ или реакцијом анхидрида сирћетне киселине (ЦХ ₃ ЦО) ₂ О са Х ₂ О ₂ .

Други начин да се тамо где је потребно је додавањем тетра-ацетил-етилендиамин (ТАЕД) да алкалним раствором Х ₂ О ₂ .

Апликације

У медицини као стерилант опреме

ПАА делује као дезинфицијенс за медицинску опрему у клиникама, болницама, медицинским и стоматолошким ординацијама.

Стерилизирана стоматолошка опрема. Аутор: Даниел Франк. Извор: Пекелс.

Неки извори наводе да се његово деловање против микроорганизама може класификовати на следећи начин: бактерије> вируси> споре бактерија> протозојске цисте. То значи да је ефикаснија против бактерија и мање ефикасна против протозоанских циста.

У студијама спроведеним на бактерицидном деловању ПАА и других дезинфекционих средстава високог нивоа против Стапхилоцоццус ауреус и Псеудомонас аеругиноса у опреми за ендоскопију, ПАА се показала најбржим у свом микробицидном дејству.

Стафилокок ауреус може изазвати инфекције меких ткива, кожне инфекције, упале плућа и инфекцију срчаног ткива. Псеудомонас аеругиноса може изазвати упалу плућа.

Бактерије формирају биофилме који их штите од спољашњих подражаја или стреса, кроз дебели слој изванстаничних протеина, полисахарида и нуклеинских киселина.

Ови биофилми су врло отпорни на уобичајене антибиотике и дезинфекциона средства. У опреми као што су ендоскопи, они имају тенденцију да се формирају у уским каналима услед непримерених или неефикасних рутина за чишћење и дезинфекцију.

ПАА напада ове биофилмове вероватно оксидацијом осетљивијих молекуларних веза протеина, ензима и других метаболита. То доводи до пропадања ћелијских зидова клица, њихових спора и циста.

Штавише, када ПАА продире у ћелију, може да оксидира есенцијалне ензиме, смањујући транспорт молекула и виталне биохемијске процесе.

Времена дезинфекције су утврђена већ неколико година, али током одређених студија примећено је да је лечење ПАА проузроковало промене у облику ћелија после само 5 минута, формирајући џепове или избочине у ћелијској стијенци ћелија. бактерија и колапс ћелијских структура микроорганизама након 30 минута.

Иако се ПАА истицао својом брзином, истраживачи су препоручили поновну процену времена утврђених протоколима за чишћење и дезинфекцију, повећавајући их за већину антисептика високог нивоа, како би се осигурала њихова укупна ефикасност.

Један од негативних аспеката ПАА је да постоје неки патогени против којих он није веома делотворан, као што су цисте Гиардиа ламблиа и Цриптоспоридиум парвум (паразити који могу изазвати пролив или друга цревна стања).

У третману отпадних вода

Дезинфекцијско дејство ПАА у комуналним или индустријским отпадним водама се истражује више од 30 година.

Преостало постројење за пречишћавање воде. Аутор: Мицхал Јармолук. Извор: Пикабаи.

Међу њеним предностима је широк спектар његове гермицидне активности чак и у присуству органске материје, као и чињеница да он не ствара секундарне производе који су штетни за животну средину.

Чини се да ефикасност његовог деловања, између осталог, зависи од количине органске материје која се налази у отпадним водама, врсте и количине микроорганизама које треба елиминисати, концентрације ПАА у води коју треба третирати, пХ и трајања третмана.

Понекад се показало да је ПАА бољи од натријум-хипохлорита за дезинфекцију отпадних вода у тропским климама и да је ефикасан против вируса колере, међу многим другим патогенима.

Међутим, једна од негативних тачака је да због сирћетне киселине која остаје након дезинфекције, водени отпад се напуни органским материјама, што повећава ризик од новог раста микроорганизама.

Са друге стране, то је скуп производ, па због овог аспекта још увек није веома конкурентан, на пример, са натријум-хипохлоритом.

У прехрамбеној индустрији

Како је снажно оксидирајуће средство, врло је ефикасно против микроорганизама на ниским температурама и то је довело до његове широке употребе као бактерицид и фунгицид у преради хране и пића.

Ово укључује погоне за прераду меса и живине, млекаре, пиваре, винарије или винарије и постројења за производњу безалкохолних пића. На свим тим местима наноси се ПАА јер је идеалан за чишћење ин ситу (на лицу места).

Ензими који се налазе у неким намирницама као што су пероксидаза и каталаза, који деактивирају хидроген пероксид Х ₂ О ₂ , немају штетан утицај на перацетску киселину. Остаци протеина такође не штете.

Због чињенице да се ПАА у храни разграђује у сирћетној киселини и хидроген пероксиду, сматра се сигурним за употребу у апликацијама где се храна не испере.

Служи као дезинфицијенс и стериланс за цистерне од нерђајућег челика и стакла, цеви и камионе цистерне, које служе за транспорт и складиштење пића.

Резервоари од нехрђајућег челика за складиштење пива. Аутор: Роберта Кеико Китахара Сантана. Извор: Унспласх.

Његова карактеристика је да ствара нетоксичне производе и да у великом разређивању не производе ароме и мирисе, штеде време и новац за ове индустрије.

У индустрији целулозе и папира

Перацетна киселина је важно средство без хлора у технологији избељивања у индустрији папирне каше.

Неки аутори сматрају Персирћетна киселина као активирани дериват Х ₂ О ₂ , где је један од његових водоника замењен са ацил групом ЦХ ₃ Ц (= О) -.

Као резултат тога, перацетна киселина реагује са органским супстратима у већем степену од Х ₂ О ₂ и може се користити у реакцијама оксидације у блажим условима него са Х ₂ О ₂ .

Ундер неутрална или умерено алкална перацетате ион ЦХ ₃ Ц (= О) ОО- буде јак нуклеофил (привлачи електрон дефицијентних атомима), селективно отклања хромофори или обојени једињења присутни у пулпи.

То омогућава овим индустријама да имају врло ефикасан избељивач и чији остаци не контаминирају њихове водене отпадне воде.

У производњи других хемијских једињења

Перацетна киселина служи као оксидант за добијање епоксидних једињења, као катализатор за производњу полиестерске смоле и за добијање капролактама и глицерола.

У поврату полимера за рециклирање

Неки истраживачи су успели да поврате корисне материјале третирањем одређених полимерних отпада са ПАА растворима.

Процес се изводи оксидацијом одређеног полимерног отпада ојачаног угљеничним влакнима из ваздухопловних активности, растворима ледене сирћетне киселине и хидроген пероксида.

На овај начин настаје перацетна киселина ин ситу, која разграђује епоксидну смолу за 97%, остављајући угљенична влакна нетакнута.

Затим се дестилацијом добије више од 90% сирћетне киселине, што резултира даљом разградњом полимера који ствара алифатска и фенолна једињења која се могу обновити.

Карбонска влакна се добијају чиста и одржавају своју дужину и затезну чврстоћу упоредиву са девичаним влакнима.

Угљенично влакно. Цјп24. Извор: Википедиа Цоммонс.

Процес се одвија у благим условима, без гасовитих емисија, што га чини еколошким.

У праоницама

Због своје оксидационе моћи обојених једињења, перацетна киселина се користи у избељивању веша. У овим случајевима, смеша тетра-ацетил-етилендиамин са Х ₂ О ₂ у неком алкалном медијуму се користи да га добије на лицу места.

Опсег примене му је веома широк, јер се може користити у тврдим водама или онима које садрже висок удио калцијумових и магнезијумових соли, при пХ између 3,0 и 7,5 и температурама од 0 до 40 ° Ц.

Ризици

Перацетна киселина или ПАА могу бити веома корозивне. Снажно иритира кожу и очи.

Ако се његови раствори гутају, изазива корозију слузнице уста, грла, једњака и гастроинтестиналног тракта, узрокујући бол и потешкоће у гутању.

Ако се његове паре удишу, долази до иритације дисајних путева, а ако се удисање продужи, долази до едема у плућима.

Раствори који садрже више од 15% ПАА почињу да показују одређени степен нестабилности и експлозивности, па треба избегавати ударце или тресење. Могу се разградити експлозивно. Ако концентрација ПАА у раствору пређе 56%, може експлодирати услед насилног испаравања сирћетне киселине.

Треба избегавати топлоту. Сматра се запаљивом течношћу. Распадање је силовито са експлозијом на 110 ° Ц. Треба га чувати на хладним местима, најбоље у хладњаку или на веома добро проветреним местима.

Снажно оксидира, стога је опасан у контакту са органским материјалима. Када се складишти, мора да буде изолована од других једињења, посебно органских, запаљивих, запаљивих или оксидативних једињења. Мора се одвојити од киселина, алкалија и тешких метала.

Када се загрева до распадања, емитује оштре и надражујуће паре, који иритирају очи, нос и грло.

Ако се просипа, не сме се дозволити да се сливају у канализацију јер стварају опасност од пожара или експлозије.

Као превентивне мере за руковање препоручујемо гумене рукавице и заштитну одећу, штитник за лице или заштиту очију (наочаре или заштитне наочаре), заштиту дишних путева и не једите, не пијте и не пушите док радите са њиховим растворима.

Референце

1. Америчка национална медицинска библиотека. (2019). Перацетиц ацид. Опоравак од: пубцхем.нцби.нлм.них.гов
2. Дас, М. и др. (2018). Ефикасна метода рециклирања отпада ЦФРП користећи перацетску киселину. АЦС одржива хемија и инжењеринг. Опоравак од пубс.ацс.орг.
3. Цхино, Т. и др. (2017). Морфолошки бактерицидни брзи ефекти перацетске киселине, дезинфицијенса високог нивоа, против стафилококиног ауреуса и Псеудомона аеругиноса биофилма у епрувети. Антицицроб Ресист Инфецт Цонтрол. 2017: 6: 122. Опоравак од нцби.нлм.них.гов.
4. Пан, ГКС и др. (1999). Реактивност ферулинске киселине и њених деривата према водоник пероксиду и перацетској киселини. Ј. Агриц. Фоод Цхем. 1999, 47, 3325-3331. Опоравак од пубс.ацс.орг.
5. Китис, Мехмет. (2004). Дезинфекција отпадних вода перацетском киселином: преглед. Енвиронмент Интернатионал 30 (2004) 47-55. Опоравак од сциенцедирецт.цом.