โซเดียมอะซิเตท: โครงสร้างคุณสมบัติการสังเคราะห์การใช้ประโยชน์ - เคมี - 2025

acetate โซเดียมเป็นเกลือโซเดียมของกรดอะซิติกกับ สูตรโมเลกุล C ₂ H ₃ O ₂นา ประกอบด้วยผงสีขาวอ่อน ๆ ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วมีอยู่ในสองรูปแบบ: ปราศจากน้ำและไตรไฮเดรต ทั้งสองละลายได้ดีในน้ำซึ่งเป็นตัวทำละลายสากล แต่ไม่ละลายในแอลกอฮอล์หรืออะซิโตน

รูปแบบที่ไม่มีน้ำมีความหนาแน่นจุดหลอมเหลวและจุดเดือดสูงกว่ารูปแบบไตรไฮเดรตของโซเดียมอะซิเตต เพราะนี่คือโมเลกุลของน้ำรบกวนระหว่างการโต้ตอบของนา⁺และ CH ₃ COO ^-ไอออน

ลักษณะของโซเดียมอะซิเตท

โซเดียมอะซิเตทมีความเสถียรโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเก็บไว้ระหว่าง 2 ถึง 8 ° C; แต่มีความอ่อนไหวต่อการกระทำของสารออกซิไดซ์และฮาโลเจนที่รุนแรง

สามารถเตรียมได้โดยการทำปฏิกิริยาโซเดียมไบคาร์บอเนตกับกรดอะซิติก นอกจากนี้ด้วยปฏิกิริยาของกรดอะซิติกกับโซเดียมไฮดรอกไซด์ ปฏิกิริยาทั้งสองเกิดขึ้นง่ายและราคาไม่แพง อย่างแรกสามารถทำได้ที่บ้าน

เกลือนี้เป็นสารประกอบที่มีพิษต่ำ ก่อให้เกิดการระคายเคืองต่อผิวหนังหลังจากสัมผัสบ่อยๆและต่อเนื่อง มันระคายเคืองเล็กน้อยต่อดวงตา แต่สามารถระคายเคืองทางเดินหายใจได้ ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับผลกระทบที่เป็นอันตรายจากการกลืนกิน

มีการใช้งานและการใช้งานมากมายโดยเน้นฟังก์ชันบัฟเฟอร์ pH พร้อมกับกรดอะซิติก บัฟเฟอร์อะซิเตทมี pKa = 4.7; ซึ่งให้ประสิทธิภาพสูงในการควบคุม pH ในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดโดยมีค่า pH อยู่ระหว่าง 3 ถึง 6

เนื่องจากความเป็นพิษและคุณสมบัติต่ำจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อเพิ่มรสชาติของอาหารเช่นเดียวกับตัวแทนที่ให้การป้องกันการเน่าเสียของอาหารเนื่องจากการกระทำต่อจุลินทรีย์

โครงสร้างของโซเดียมอะซิเตท

อะซิเตตและโซเดียมไอออน ที่มา: Shu0309

ภาพด้านบนแสดงไอออนที่ประกอบขึ้นเป็นผลึกโซเดียมอะซิเตทปราศจากน้ำ (ไม่มีน้ำ) ทรงกลมสีม่วงตรงกับไอออนบวก Na ⁺และไอออนโมเลกุลทางด้านซ้ายคืออะซิเตต CH ₃ COO ^-โดยอะตอมของออกซิเจนแสดงด้วยทรงกลมสีแดง

คู่เหล่านี้ตามสูตร CH ₃ COONa อยู่ในอัตราส่วน 1: 1 สำหรับแต่ละ CH ₃ COO ^-ประจุลบจะต้องมี Na ⁺ไอออนบวกดึงดูดประจุลบและในทางกลับกัน ดังนั้นสิ่งดึงดูดระหว่างพวกเขาและแรงผลักระหว่างประจุที่เท่ากันจึงลงเอยด้วยการสร้างรูปแบบโครงสร้างที่กำหนดคริสตัลซึ่งการแสดงออกขั้นต่ำคือเซลล์หน่วย

เซลล์หน่วยดังกล่าวเช่นเดียวกับคริสตัลโดยรวมแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการจัดเรียงของไอออนในอวกาศ มันไม่เหมือนกันเสมอไปแม้จะเป็นระบบผลึกเดียวกันก็ตาม ตัวอย่างเช่นโซเดียมอะซิเตทที่ปราศจากน้ำสามารถสร้างโพลีมอร์ฟออร์ ธ อร์เฮมบิกได้สองแบบซึ่งหนึ่งในนั้นแสดงไว้ด้านล่าง:

เซลล์หน่วยของผลึกออร์โธร์โมบิกของโซเดียมอะซิเตต ที่มา: Benjah-bmm27

สังเกตการจัดเรียงของไอออน: สี่ CH ₃ COO ^-ไอออนล้อมรอบ Na ⁺ในลักษณะที่พวกมัน "วาด" ปิรามิดฐานสี่เหลี่ยมที่บิดเบี้ยว แต่ละเหล่านี้ CH ₃ COO ^-ในปฏิสัมพันธ์ทางกลับกันกับคนอื่นที่อยู่ติดกันนา+

ผลึกไฮเดรต

โซเดียมอะซิเตตมีความสัมพันธ์กับน้ำสูง ในความเป็นจริงมันเป็นสิ่งที่บอบบางนั่นคือมันจะคงความชุ่มชื้นไว้จนกว่ามันจะละลายในนั้น ความชื้นยิ่งสูงก็ยิ่ง "ละลาย" เร็ว เนื่องจากทั้ง CH ₃ COO ^-และ Na ⁺สามารถไฮเดรตล้อมรอบตัวเองด้วยโมเลกุลของน้ำที่นำไดโพลเข้าหาประจุ (Na ⁺ OH ₂ , CH ₃ COO ^- HOH)

เมื่อเกลือนี้ถูกเตรียมในห้องปฏิบัติการหรือที่บ้านความสัมพันธ์กับน้ำจะเป็นเช่นนั้นแม้ในอุณหภูมิปกติก็จะได้รับเป็นไฮเดรตอยู่แล้ว CH ₃ COONa · 3H ₂ทุมผลึกของพวกเขาหยุดการ orthorhombic และกลายเป็น monoclinic ตั้งแต่ตอนนี้พวกเขารวมสามโมเลกุลของน้ำในแต่ละ CH ₃ COO ^-และ Na ⁺คู่

คุณสมบัติ

ชื่อ

- โซเดียมอะซิเตต.

- โซเดียมเอทาโนเอต (IUPAC)

มวลโมลาร์

- ปราศจากน้ำ: 82.03 กรัม / โมล

- ไตรไฮเดรต: 136.03 ก. / โมล.

การปรากฏ

ผงสีขาวอ่อน ๆ

กลิ่น

ในน้ำส้มสายชูเมื่อได้รับความร้อนจนสลายตัว

ความหนาแน่น

- ปราศจากน้ำ: 1.528 g / cm ³ที่ 20 ° C

- ไตรไฮเดรต: 1.45 g / cm ³ที่ 20 ° C

จุดหลอมเหลว

- ปราศจากน้ำ: 324 ° C (615 ° F, 597 K)

- ไตรไฮเดรต: 58 ° C (136 ° F, 331 K)

จุดเดือด

- ปราศจากน้ำ: 881.4 ° C (1,618.5 ° F, 1,154.5 K)

- ไตรไฮเดรต: 122 ° C (252 ° F, 395 K) มันสลายตัว

การละลาย

ในน้ำ

- ปราศจากน้ำ: 123.3 g / 100 mL ที่อุณหภูมิ20ºC

- ไตรไฮเดรต: 46.4 g / 100 mL ที่ 20 ºC

ในเมทานอล

16 g / 100 g ที่ 15 ° C

ในเอทานอล

5.3 กรัม / 100 มล. (ไตรไฮเดรต)

ในอะซิโตน

0.5 g / kg ที่ 15 ° C

ความเป็นกรด

pKa: 24 (20 ° C)

ด่าง

pKb: 9.25. เห็นได้ชัดว่าโซเดียมอะซิเตตเป็นเกลือพื้นฐานเนื่องจากมี pKb น้อยกว่า pKa

ดัชนีหักเห (ηD)

1,464

ความจุแคลอรี่

-100.83 J / mol · K (ปราศจากน้ำ)

-229.9 J / mol · K (ไตรไฮเดรต)

จุดระเบิด

มากกว่า250ºC

อุณหภูมิจุดระเบิดอัตโนมัติ

600 องศาเซลเซียส

พีเอช

8.9 (สารละลาย 0.1M ที่ 25 ° C)

ความมั่นคง

มีเสถียรภาพ เข้ากันไม่ได้กับสารออกซิไดซ์ที่แรงและฮาโลเจน ไวต่อความชื้น

ปฏิกิริยา

โซเดียมอะซิเตตสามารถสร้างเอสเทอร์ได้โดยทำปฏิกิริยากับอัลคิลเฮไลด์ ตัวอย่างเช่นโบรโมมีเธน:

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

โซเดียมอะซิเตต decarboxylates เป็นมีเทน (ไพโรไลซิส) ต่อหน้า NaOH:

CH ₃ COONa + NaOH => CH ₄ + Na ₂ CO ₃

ปฏิกิริยาจะถูกเร่งโดยเกลือซีเซียม

สังเคราะห์

โซเดียมอะซิเตตสามารถผลิตได้ในราคาถูกในห้องปฏิบัติการโดยทำปฏิกิริยาโซเดียมไบคาร์บอเนตกับกรดอะซิติก:

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

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นพร้อมกับการปรากฏตัวของฟองที่เข้มข้นในสารละลายเนื่องจากการสลายตัวของกรดคาร์บอนิกในน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

โดยปกติแล้วโซเดียมอะซิเตตเกิดจากการทำปฏิกิริยากรดอะซิติกกับโซเดียมไฮดรอกไซด์

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

การประยุกต์ใช้งาน

ถุงเก็บความร้อน

โซเดียมอะซิเตทใช้ในการผลิตถุงเก็บความร้อน

เริ่มแรกผลึกเกลือจะละลายในน้ำปริมาณหนึ่งเพื่อเตรียมสารละลายที่อิ่มตัว

จากนั้นสารละลายจะถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 58 ºCซึ่งเป็นจุดหลอมเหลว สารละลายอิ่มตัวสามารถทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิห้องและไม่พบการก่อตัวของผลึก สารละลาย supercooled

การไม่มีผลึกอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าโมเลกุลของของเหลวไม่เป็นระเบียบมากเกินไปและไม่มีการวางแนวที่เหมาะสมที่จะไปถึงอุณหภูมิการตกผลึก ของเหลวอยู่ในสถานะที่แพร่กระจายได้ซึ่งเป็นสภาวะไม่สมดุล

เนื่องจากความไม่เสถียรของของเหลวที่ระบายความร้อนด้วยอุณหภูมิสูงการรบกวนใด ๆ ก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดการตกผลึกได้ ในกรณีของถุงเก็บความร้อนจะมีการกดสิ่งที่แนบมาทางกลเพื่อกวนของเหลวและเริ่มการก่อตัวของผลึกและการแข็งตัวของสารละลายโซเดียมอะซิเตตไตรไฮเดรต

เมื่อเกิดการตกผลึกอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้น ผลึกโซเดียมอะซิเตทไตรไฮเดรตมีลักษณะเป็นน้ำแข็ง แต่มีความร้อนจึงเรียกว่า "น้ำแข็งร้อน"

ด้านอุตสาหกรรม

- โซเดียมอะซิเตทถูกใช้ในอุตสาหกรรมสิ่งทอเป็นสารที่มีความสำคัญในกระบวนการย้อมผ้า

- ปรับของเสียกรดซัลฟิวริกให้เป็นกลาง

- ใช้ในการแปรรูปฝ้ายเพื่อผลิตแผ่นสำลีใช้ทำความสะอาดส่วนบุคคลและเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์

- ใช้ในการดองโลหะก่อนการชุบโครเมี่ยม

- ทำงานร่วมกันเพื่อไม่ให้เกิดการวัลคาไนซ์คลอโรพรีนในกระบวนการผลิตยางสังเคราะห์

- มีส่วนในการทำให้น้ำตาลกลูโคสบริสุทธิ์

- ใช้ในการฟอกหนัง

ใช้ในทางการแพทย์

โซเดียมอะซิเตทเป็นหนึ่งในสารประกอบที่ใช้ในการส่งอิเล็กโทรไลต์ที่ให้กับผู้ป่วยทางหลอดเลือดดำ

ใช้เพื่อแก้ไขระดับโซเดียมในผู้ป่วยที่มีภาวะ hyponatremic รวมทั้งในการแก้ไขภาวะกรดในการเผาผลาญและการทำให้เป็นด่างของปัสสาวะ

สารละลายบัฟเฟอร์ PH

ใช้เป็นตัวควบคุม pH ในปฏิกิริยาของเอนไซม์หลายชนิดที่เกิดขึ้นระหว่าง pH 3 และ pH 6

ค่า pH ที่แตกต่างกันของสารละลายบัฟเฟอร์อะซิเตทนั้นเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของความเข้มข้นของกรดอะซิติกและโซเดียมอะซิเตต

ตัวอย่างเช่นเพื่อให้ได้ pH 4.5 สารละลายบัฟเฟอร์มีความเข้มข้นของกรดอะซิติก 3.8 กรัม / ลิตรและโซเดียมอะซิเตทที่ปราศจากความเข้มข้น 3.0 กรัม / ลิตร

ความเข้มข้นของอะซิเตทบัฟเฟอร์สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยเพิ่มส่วนประกอบของสารละลายที่จำเป็นเพื่อให้ได้ค่า pH ที่ต้องการในสัดส่วนที่เท่ากัน

Acetate / acetonitrile buffer ใช้ใน capillary electrophoresis ในการแยก photoberberines

ห้องปฏิบัติการวิจัย

- โซเดียมอะซิเตตเป็นสารนิวคลีโอฟิลิกที่อ่อนแอซึ่งใช้ในการทำปฏิกิริยาโพลิเมอไรเซชันของβ-lactone

- ใช้เป็นตัวทำปฏิกิริยาในการสะท้อนแม่เหล็กนิวเคลียร์ของโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยา

- ใช้ในการสกัด DNA จากเซลล์ โซเดียมเป็นไอออนบวกที่ทำปฏิกิริยากับประจุลบของฟอสเฟตที่มีอยู่ในดีเอ็นเอซึ่งช่วยในการควบแน่น เมื่อมีเอทานอล DNA จะก่อตัวเป็นตะกอนซึ่งสามารถแยกออกเป็นชั้นน้ำได้

การถนอมอาหาร

- ช่วยป้องกันการเจริญเติบโตของแบคทีเรียนอกเหนือจากการป้องกันการสร้างความเป็นกรดส่วนเกินที่เป็นสาเหตุของการเน่าเสียของอาหารจึงยังคงรักษา pH ที่เฉพาะเจาะจง

- โซเดียมที่มีอยู่ในอะซิเตทช่วยเพิ่มรสชาติของอาหาร

- โซเดียมอะซิเตทใช้ในการเตรียมผักดองเช่นแตงกวาแครอทหัวหอม ฯลฯ นอกจากนี้ยังใช้ในการถนอมเนื้อสัตว์

การอนุรักษ์คอนกรีต

คอนกรีตได้รับความเสียหายจากการกระทำของน้ำซึ่งทำให้ระยะเวลาสั้นลง โซเดียมอะซิเตททำหน้าที่เป็นสารปิดผนึกคอนกรีตที่ทำให้กันน้ำได้และยืดอายุการใช้งานเบื้องต้น

การทดลองของเยาวชน

การทดลอง 1

การทดลองง่ายๆคือการสังเคราะห์โซเดียมอะซิเตตโดยทำปฏิกิริยาโซเดียมไบคาร์บอเนตกับน้ำส้มสายชู (กรดอะซิติก 5%)

ใส่น้ำส้มสายชู 30 มล. ลงในบีกเกอร์และเติมไบคาร์บอเนตประมาณ 3.5 กรัม

โซเดียมอะซิเตตและกรดคาร์บอนิกเกิดขึ้นในปฏิกิริยา กรดแตกตัวเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ การสร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะทำให้เกิดฟองที่เข้มข้นภายในสารละลาย

ในการรวบรวมโซเดียมอะซิเตตน้ำจะระเหยทำให้สารละลายร้อนขึ้น

การทดลองที่ 2

การทดลองง่ายๆอีกอย่างหนึ่งคือการสร้างผลึกของโซเดียมอะซิเตทไตรไฮเดรต

ในการทำเช่นนี้ให้ชั่งโซเดียมอะซิเตตไตรไฮเดรตประมาณ 20 กรัมใส่ในบีกเกอร์จากนั้นเติมน้ำ 10 มล. สารละลายถูกทำให้ร้อนที่อุณหภูมิสูงกว่า 58 ° C

โซเดียมอะซิเตทละลายหมดเพื่อให้แน่ใจว่าสารละลายอิ่มตัว ก่อนหน้านี้จาน Pietri วางบนพื้นผิวที่เย็น

เนื้อหาของบีกเกอร์ที่มี acetate trihydrate จะถูกเทลงในจาน Pietri อย่างช้าๆ อุณหภูมิของของเหลวในแคปซูลเริ่มลดลงแม้จะต่ำกว่าจุดหลอมเหลวโดยไม่สังเกตการตกผลึกหรือการแข็งตัวของโซเดียมอะซิเตตไตรไฮเดรต

โดยปกติในการทำให้เกิดการตกผลึกของโซเดียมอะซิเตทไตรไฮเดรตจะมีการเติมเกลือเล็กน้อยเพื่อทำหน้าที่เป็นแกนกลางการตกผลึก ในบางครั้งการแก้ปัญหาจะเกิดขึ้นเล็กน้อยเพื่อเริ่มการตกผลึกของโซเดียมอะซิเตต

ผลึกโซเดียมอะซิเตทไตรไฮเดรตมีลักษณะของน้ำแข็ง แต่เมื่อสัมผัสจะแสดงว่าค่อนข้างร้อน ด้วยเหตุนี้เกลือจึงเรียกว่า "น้ำแข็งร้อน"

ความเป็นพิษ

โซเดียมอะซิเตตเป็นสารประกอบที่มีพิษต่ำมาก นอกจากนี้ยังไม่จัดเป็นสารก่อภูมิแพ้สำหรับผิวหนังและทางเดินหายใจ

นอกจากนี้โซเดียมอะซิเตตไม่จัดเป็นสารก่อกลายพันธุ์ของเซลล์สืบพันธุ์สารก่อมะเร็งหรือสารพิษต่อระบบสืบพันธุ์

ในระยะสั้นมันระคายเคืองเล็กน้อยต่อดวงตา ทางเดินหายใจอาจระคายเคืองเมื่อหายใจเข้าไป การสัมผัสกับผิวหนังบ่อยครั้งและต่อเนื่องอาจทำให้เกิดการระคายเคือง

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. WorldOfChemicals (16 มกราคม 2560). วิธีเตรียมโซเดียมอะซิเตทที่บ้าน? ดึงมาจาก: medium.com
3. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019) โซเดียมอะซิเตต ฐานข้อมูล PubChem CID = 517045 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. S.Cameron, KM Mannan และ MO Rahman (1976) โครงสร้างผลึกของโซเดียมอะซิเตทไตรไฮเดรต Acta Cryst B32, 87.
5. วิกิพีเดีย (2019) โซเดียมอะซิเตต สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
6. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (24 มกราคม 2562). ทำน้ำแข็งร้อนจากน้ำส้มสายชูและเบกกิ้งโซดา ดึงมาจาก: thoughtco.com
7. หนังสือเคมี. (2017) โซเดียมอะซิเตต สืบค้นจาก: chemicalbook.com
8. Wasserman Robin (2019) การใช้โซเดียมอะซิเตท ดึงมาจาก: livestrong.com
9. ดรักแบงก์ (2019) โซเดียมอะซิเตต กู้คืนจาก: drugbank.ca