АЦЕТАТ КАЛИЯ: СТРОЕНИЕ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ, ПРОИЗВОДСТВО - ХИМИЯ - 2024

Ацетат калия представляет собой органическое соединение , состоящее из иона калия К ⁺ и ацетат ионов СН ₃ СОО ^- . Его химическая формула - CH ₃ COOK, или KCH ₃ COO, или также C ₂ H ₃ KO ₂ . Это бесцветное или белое кристаллическое твердое вещество, хорошо растворимое в воде.

Он используется для регулирования кислотности некоторых промышленных пищевых продуктов. Из-за большого сродства с водой он используется в лабораториях или в определенных процессах для поглощения воды из других соединений, например, для обезвоживания спирта.

Ацетат калия KCH ₃ COO используется для регулирования кислотности некоторых обработанных пищевых продуктов. Автор: РитаЕ. Источник: Pixabay.

Ацетат калия участвует в некоторых химических реакциях в качестве их ускорителя и в синтезе органических соединений. Это также позволяет увеличить образование антител (естественных веществ, борющихся с инфекциями) при промышленных методах их производства.

Его свойства при очень низких температурах делают его хорошим кандидатом для использования в смесях для плавления льда на бетонных дорогах в очень холодном климате. По сведениям из источников, он также используется в противопожарном оборудовании и в сборках для наблюдения за клетками в микроскопы.

Структура

Ацетат калия состоит из К ⁺ катиона калия и CH ₃ COO ^- ацетат - аниона . Последнее является сопряженным основанием уксусной кислоты CH ₃ COOH. Ацетат ионов СН ₃ СОО ^- образована метильной -CH ₃ , связанной с карбоксилатной -СОО ^- .

Объединение обоих ионов является электростатическим или ионным, то есть объединением положительного и отрицательного иона.

Строение ацетата калия CH ₃ COOK. SSsilver. Источник: Wikimedia Commons.

Номенклатура

• Калия ацетат
• Этаноат калия
• Калиевая соль уксусной кислоты
• ACOK
• KOAc

свойства

Физическое состояние

Бесцветное или белое кристаллическое твердое вещество.

Молекулярный вес

98,14 г / моль

Температура плавления

292 ºC

плотность

1,6 г / см ³

Растворимость

Хорошо растворим в воде: 256 г / 100 мл при 20 ° C.

pH

5% водный раствор ацетата калия имеет pH 7,5-9,0.

Другие свойства

Иногда имеет слабый запах уксуса. В 10% растворе он не разъедает алюминий при комнатной температуре, но при 60-70 ° C металл темнеет и страдает точечной коррозии.

При концентрациях 20% и более поверхностное повреждение алюминия происходит при любой температуре.

Ацетат калия (AcOK) хорошо растворяется в воде. Он имеет гидрат: KCH ₃ COO,1,5H ₂ O, который представляет собой твердое вещество, получаемое при кристаллизации из водных растворов AcOK.

Поведение при нагревании

Если гидратированный ацетат калия (AcOK) (KCH ₃ COO.1,5H ₂ O) подвергается нагреванию, когда он достигает 40 ° C, он начинает терять гидратную воду.

KCH ₃ COO. 1,5H ₂ O → KCH ₃ COO + 1,5H ₂ O ↑

Если безводный ацетат калия нагревают (без воды: KCH ₃ COO), когда он достигает 340 ° C, он начинает разлагаться с образованием карбоната калия K ₂ CO _{3 в} соответствии со следующей реакцией:

2 KCH ₃ COO + 4 O ₂ → K ₂ CO ₃ + 3 H ₂ O + 3 CO ₂ ↑

получение

Его можно получить действием гидроксида калия KOH на различные соединения, такие как уксусная кислота CH ₃ COOH, уксусный ангидрид (CH ₃ CO) ₂ O и ацетат аммония CH ₃ COONH ₄ .

КОН + СН ₃ СООН → СН ₃ ПОВАР + Н ₂ О

Его также можно получить реакцией карбоната калия K ₂ CO ₃ или бикарбоната калия KHCO ₃ с уксусной кислотой CH ₃ COOH.

KHCO ₃ + CH ₃ COOH → CH ₃ COOK + H ₂ O + CO ₂ ↑

Ацетат калия можно кристаллизовать из водного раствора для получения его высокой чистоты.

Приложения

В различных приложениях

Ацетат калия используется в пищевой промышленности в качестве регулятора кислотности. Он используется в качестве влагопоглотителя в химических методах измерения паропроницаемости некоторых тканей.

Он служит дегидратирующим агентом для этанола при производстве этого спирта, начиная с лигноцеллюлозы, материала, полученного из древесины.

Он используется для производства антибиотиков и широко используется в пожарном оборудовании.

В полимерной промышленности

Он используется для рециркуляции полиуретанов, поскольку он служит для катализирования или ускорения реакций гидролиза и гликолиза указанных полимеров, так что они превращаются в спирты и амины.

Он также используется в производстве органических силиконовых смол.

В научных и медицинских исследовательских лабораториях

Ацетат калия высокой чистоты используется в лабораториях как реагент в аналитической химии. Также провести медико-научные исследования.

В лабораториях гистопатологии он служит для обеспечения нейтральной среды pH в установках микроскопов.

Ацетат калия широко используется в химических и медицинских исследовательских лабораториях. Автор: Михал Ярмолук. Источник: Pixabay.

Он используется для синтеза гетероциклических органических соединений, которые представляют собой соединения с циклами разного размера.

Некоторые микроэлектроды, служащие для исследования электрических свойств клеток, заполнены концентрированным раствором ацетата калия.

В промышленном производстве антител

Ацетат калия используется для крупномасштабного производства моноклональных антител (которые происходят из одной и той же стволовой клетки) в культурах клеток. Это позволяет стимулировать синтез или образование антител.

Антитела - это вещества, вырабатываемые некоторыми клетками крови для борьбы с инфекциями, вызванными вирусами или бактериями.

Художественное изображение антител. Ацетат натрия KCH ₃ COO служит для выработки антител в больших количествах. BlitzKrieg1982. Источник: Wikimedia Commons. Хотя ацетат калия (AcOK) подавляет или замедляет рост клеток и снижает их плотность, продуктивность антител на клетку увеличивается.

Рисунок атаки антител против некоторых бактерий. SA1590. Источник: Wikimedia Commons.

В антифризных смесях

Ацетат калия использовался в смесях против обледенения, чтобы использовать их для таяния льда на дорогах и цементных покрытиях и, таким образом, обеспечить их безопасное использование.

Зимой дороги засыпаны снегом и льдом. В таких случаях может помочь ацетат калия. Автор: С. Германн, Ф. Рихтер. Источник: Pixabay.

Выбор ацетата калия (AcOK) для этого применения обусловлен тем фактом, что 50% -ный водный раствор AcOK является эвтектическим и имеет температуру плавления -62 ° C. Это означает, что даже при температуре до -62 ° C раствор остается расплавленным.

Эвтектика - это гомогенная смесь компонентов, которая имеет самую низкую температуру плавления из всех возможных смесей, включая температуру плавления чистых компонентов.

Как работает антифриз

Ацетат калия (AcOK) обладает очень хорошей способностью плавить лед.

При температуре -5 ° C он способен растопить 11,5 кг льда на каждый кг AcOK. Это свойство уменьшается с понижением температуры, но даже при -50 ° C оно способно растопить 1,3 кг льда на каждый кг AcOH.

При -5 ° C эта емкость сопоставима с производительностью хлорида натрия или поваренной соли (NaCl), а при -30 ° C она намного превышает ее.

Ацетат калия позволяет таять льду на замерзших дорогах. Автор: Маркус Ш. Источник: Pixabay.

Однако при испытаниях, проведенных с AcOK вместе с другими компаундами, наблюдалась определенная степень коррозии цементных поверхностей, по этой причине было принято решение добавлять антикоррозионные средства в смеси антифризов.

С другой стороны, смесь ацетата калия (CH ₃ COOK) с формиатом калия (HCOOK) является отличным антифризом и не требует антикоррозионных свойств.

Ссылки

1. Baker, FJ et al. (1976). Процедуры окрашивания. Водные добавки. Во введении в технологию медицинских лабораторий (пятое издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
2. Hassan, AA et al. (2018). Индазолы: синтез и связывающая гетероциклизация. В достижениях химии гетероциклов. Восстановлено с sciencedirect.com.
3. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Ацетат калия. Получено с pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
4. Дас А. и Алагирузами Р. (2010). Передача влаги. Метод перевернутой чашки осушителя. В науке о комфорте одежды. Восстановлено с sciencedirect.com.
5. Варгель, К. (2004). Карбоксильные кислоты и их производные. Ацетаты. В коррозии алюминия. Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Куэвас, Дж. (2014). Электрофизиологические методы записи. Методы внутриклеточной записи. В справочном модуле по биомедицинским наукам. Восстановлено с sciencedirect.com.
7. Финк, JK (2018). Поли (уретан) с. Переработка. Сольволиз. В реактивных полимерах: основы и приложения (третье издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
8. Фонг, W. et al. (1997). Оптимизация производства моноклональных антител: комбинированные эффекты ацетата калия и перфузии в биореакторе с мешалкой. Цитотехнология 24: 47-54. Восстановлено с link.springer.com.
9. Данилов В.П. и др. (2012). Низкотемпературные антиобледенительные реагенты в водных солевых системах, содержащих ацетаты и формиаты. Теоретические основы химической инженерии, 2012, том 46, № 5, с. 528-535. Восстановлено с link.springer.com.
10. Факеев А.А. и др. (2012). Исследование и разработка метода получения ацетата калия высокой чистоты. Журнал прикладной химии, 2012, том 85, номер 12, с. 1807-1813. Восстановлено с link.springer.com.