История открытия ацетата натрия

Введение

Для исследования была выбрана соль уксусной кислоты ацетат натрия (CH₃COONa) или уксуснокислый натрий. Ацетат натрия обладает свойствами интересными для изучения, при этом они изучены мало. Уксуснокислый натрий распространен достаточно широко. Это вещество широко используемся в различных сферах жизнедеятельности человека, а также в природе. Например, CH₃COONa входит в состав животной клетки, используется в промышленности (добавка для бетона), в грелках и обогревателях, как добавка для красителей, - в хлебобулочной промышленности и в других областях. Поэтому целью работы явилось изучение ацетата натрия. При этом рассматривались следующие вопросы: физико-химические свойства, кристаллизация, качественные реакции и применения уксуснокислого натрия в сферах жизнедеятельности.

История открытия ацетата натрия

Ацетат натрия, также как уксусная кислота известны людям с древности.

Об уксуснокислом натрии, со страниц истории, мы знаем достаточно мало, но можно сделать предположение о человеке, который синтезировал это вещество. Для этого обратимся к истории открытия уксусной кислоты. Уксус является продуктом брожения вина и известен человеку с давних времен.

Первое упоминание о практическом применении уксусной кислоты относится к III веку до н. э. Греческий ученый Теофраст впервые описал действие уксуса на металлы, приводящее к образованию некоторых используемых в искусстве пигментов. Уксус применялся для получения свинцовых белил, а также ярь-медянки (зелёной смеси солей меди, содержащей помимо всего ацетат меди).

В Древнем Риме готовили специально прокисшее вино в свинцовых горшках. В результате получался очень сладкий напиток, который называли «сапа». Сапа содержала большое количество ацетата свинца — очень сладкого вещества, которое также называют свинцовым сахаром или сахаром Сатурна. Высокая популярность сапы была причиной хронического отравления свинцом, распространенного среди римской аристократии.[1]

В VIII веке арабский алхимик Джабир ибн Хайян впервые получил концентрированную уксусную кислоту путем перегонки.

Во времена Эпохи Возрождения уксусную кислоту получали путём возгонки ацетатов некоторых металлов (чаще всего использовался ацетат меди (II)) (при сухой перегонке ацетатов металлов получается ацетон, вполне промышленный способ до середины XX века).

Свойства уксусной кислоты меняются в зависимости от содержания в ней воды. В связи с этим многие века химики ошибочно считали, что кислота из вина и кислота из ацетатов являются двумя разными веществами. Идентичность веществ, полученных различными способами, была показана немецким алхимиком XVI века Андреасом Либавиусом (нем. Andreas Libavius) и французским химиком Пьером Огюстом Аде.[8]

Имя немецкого ученого Адольфа Кольбе напрямую связано с синтезом уксусной кислоты.

Дата рождения:	27 сентября 1818
Дата смерти:	25 ноября 1884 (66 лет)
Страна:	Германия
Научная сфера:	Органическая химия
Место работы:	Марбургский университет
Награды, премии	Медаль Дэви (1884)

 

 

В 1847 году он впервые синтезировал уксусную кислоту из неорганических материалов.

Последовательность превращений включала в себя хлорирование сероуглерода до тетрахлорметана с последующим пиролизом до тетрахлорэтилена. Дальнейшее хлорирование в воде привело к трихлоруксусной кислоте, которая после электролитического восстановления превратилась в уксусную кислоту. А. Кольбе изучал свойства физические и химические свойства уксусной кислоты, а также применение ее в жизнедеятельности. Поэтому можно сделать вывод, что Адольф Кольбе синтезировал соль уксусной кислоты – ацетат натрия.[9]

 

Области применения

· Ацетат натрия активно используется в производстве пищевых продуктов, так как он добавляется в муку для защиты изделия от так называемой “картофельной болезни”. Кроме этого, пищевая добавка под номером Е262 добавляется в консервы из овощей благодаря свойствам смягчителя насыщенного вкуса уксусной кислоты. Часто применяется вещество при производстве чипсов, в результате чего продукт обретает приятные вкусовые и ароматические характеристики. Однако лидером в сфере применение ацетата натрия является хлебобулочная промышленность. [4]

· Раствор ацетата натрия и уксусная кислота используются в роли буфера для сохранения постоянного уровня рН. Это свойство полезно в биохимии в реакциях, которые зависят от рН.

Буферные растворы — растворы с определённой устойчивой концентрацией водородных ионов; смесь слабой кислоты с сопряженным основанием (напр., СН₃СООН и CH₃COONa — ацетатный буфер) или слабого основания и сопряженной кислоты (напр., NH₃ и NH₄CI — аммиачный буфер). Величина рН буферного раствора мало изменяется при добавлении небольших количеств свободной сильной кислоты или щёлочи, при разбавлении или концентрировании. Буферные растворы широко используют в различных химических и биохимических процессах.

Буферные растворы имеют большое значение для протекания реакций в живых организмах. Например, в крови постоянство водородного показателя рН (химический гомеостаз) поддерживается тремя независимыми буферными системами: бикарбонатной, фосфатной и белковой. Известно большое число буферных растворов (ацетатно-аммиачный буферный раствор, фосфатный буферный раствор, боратный буферный раствор, формиатный буферный раствор и др.).

Значение pH буферного раствора можно рассчитать по формуле: pH=pK+lg , где pK это отрицательный десятичный логарифм от константы диссоциации кислоты [19]

· Ацетат натрия также используется в быту как составная химических грелок (англ. heating pad) или химических обогревателей (англ. Hand warmer), применяется как составная часть смеси «горячего льда» (англ. «hot ice»), при кристаллизации ацетата натрия выделяется тепло — это экзотермический процесс. При нагреве тригидрата ацетата натрия (имеющего точку плавления в 58 °C) до 100 °C (обычно ёмкость с ним кладут в кипящую воду) он расплавляется (вернее, растворяется в собственной кристаллизационной воде) и переходит в водный раствор ацетата натрия. При охлаждении этого раствора образуется перенасыщенный раствор ацетата натрия в воде. Этот раствор прекрасно переохлаждается до комнатной температуры без образования твёрдой фазы, затем нажатием на металлический диск в ёмкости образуется центр кристаллизации, который, вырастая, заставляет перенасыщенный раствор переходить в твёрдую фазу тригидрата ацетата натрия. Этот процесс сопровождается значительным выделением тепла (экзотермическая реакция). При этом процессе выделяется около 264—289 кДж/кг (Теплота фазового перехода)[11]

· В строительстве в роли присадки, которая позволяет получить более стойкие противоморозные характеристики бетона

· В медицине в составе ряда лекарственных препаратов, которые являются мочегонными средствами, такие как эфилин, меркузал

· В химии с целью получения разнородных химических соединений

· Ацетат натрия используется в текстильном производстве для нейтрализации отработанной серной кислоты в сточных водах и как фоторезист при использовании анилиновых красителей. Также используется при дублении солями хрома (для протравливания), и замедляет процесс вулканизации хлоропрена при производстве синтетических резин

· Применяется в производстве красителей, мыл, уксусного ангидрида, ацетилхлорида, винилацетата, ацетатов меди и др.[6]

· В гальванотехнике.Гальванотехника — раздел прикладной электрохимии, описывающий физические и электрохимические процессы, происходящие при осаждении катионов металлов на каком-либо виде катода.

· В фотографии, в качестве кислого закрепителя.

Фармакология

Влияние ацетата натрия на человеческий организм, несмотря на низкую степень токсичности соединения, его употребление может нанести вред самочувствию и здоровью человека. В связи с этим не рекомендуется применять продукцию с пищевой добавкой Е262 тем людям, которые страдают от артериальной гипертензии, вегетососудистой дистонии, дисбактериоза. Факторами, которые делают невозможным употребление пищи с ацетатом натрия, являются проблемы с кишечником, мочевыводящими путями, печенью, желчным пузырем. В чем же опасность употребления продуктов с данной пищевой добавкой? При попадании в кишечник соединение претерпевает превращение в токсичные соединения, которые имеют канцерогенный эффект. В ходе проведенных исследований было обнаружено, что злоупотребление данным веществом повышает риск развития раковых клеток, а также возникновения серьезных аллергических реакций. Большие дозы ацетата натрия провоцируют отравление, симптомами которого являются: внезапные боли в животе; головная боль, которая сопровождается головокружением; нарушение координации; бледность слизистых оболочек и кожных покровов; обморочные состояния; судороги; затрудненное дыхание.[3]

 

§12 Приложение 1. Сравнительная таблица исследования кристаллов

№	Название Кристал-логид-рата	Формула кристалло-гидрата	Обра-зец кристалла	Цвет Блеск Синго-ния	Изображение кристалла под микроскопом	Поиск центров кристалли-зации Вольфра-мовым зондом	Вывод
	Тригид-рат ацетата натрия	CH3COONa*3H2O	Образ-цы кристаллов будут прило-жены к печат-ному вари-анту работы	Белые кристал-лы Смолис-тый блеск Кубичес-кая сингония			Многочисленные центры кристаллизации. Центры кристаллизации сложно обнаруживается VP
	Додека-гидрат сульфата хрома(III)-калия	KCr(SO4)2* 12H2O		Фиоле-товые кристал-лы Стеклян-ный блеск Триго-нальная сингония			На данном образце 4 центра кристаллизации. Центры кристаллизации легко обнаруживаются VP
	Пентагидрат тиосуль-фата натрия	Na2S2O3* 5H2O		Белые кристал-лы Матовый блеск Тригональная сингония			Многочисленные центры кристаллизации Центры кристаллизации легко обнаруживаются VP

 

Вывод

Химия – это не только решение задач, выполнение расчетов, это все то, что окружает нас повсеместно. На примере одного вещества – ацетата натрия мы доказали его широкое применение в промышленности, а также жизнедеятельности человека. Таких веществ, солей, кислот, оснований – существует миллионы, а их областей применений еще больше. Поэтому наука становится более загадочной, удивительной и интересной для изучения.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1) были рассмотрены физико-химические свойства ацетата натрия;

2) рассмотрены области применения исследуемого вещества в жизнедеятельности;

3) рассмотрены методы получения ацетата натрия в лаборатории и промышленности. Можно сделать вывод, что самое выгодное получение ацетата натрия в лаборатории – это взаимодействие карбоната натрия с уксусной кислотой, а в промышленности – сухая перегонка древесины;

4) изучено действие ацетата натрия на организм человека;

5) вырастили кристаллы ацетата натрия, изучили их с помощью прибора NanoEducator LE, а также сделали сравнительную таблицу по исследованию кристаллов.

 

Список использованной литературы

1. http://chemistry-chemists.com/Video/sodium-acetate-1.html

2. http://chemister.ru/Database/properties.php?dbid=1&id=172

3. http://kristallov.net/acetat_natrija.html

4. ГОСТ Р 54626-2011

5. Харитонов Ю.Я., Джабаров Д.Н. Аналитическая химия (1973) -[c.51, c.176, c.178, c.327, c.413, c.414]

6. Попков В.А., Пузаков С.А. Учебник общей химии (1981) –[c.154]

7. Кнунянц И.Л Химический энциклопедический словарь (1983) - [c.361 ]

8. Кнунянц И.Л Большой энциклопедический словарь Химия изд.2 (1998) -- [c.361]

9. Морелл Д. Катализ в неорганической и органической химии книга вторая (1949) - [c.66, c.204, c.205, c.215, c.227, c.439, c.564]

10. Гиллебранд В.Ф., Лендель Г.Э., Брайт Г.А Практическое руководство по неорганическому анализу (1966)

11. Реми Г. Курс неорганической химии (2000) - [c.485, c.496]

12. Файгль Ф. Капельный анализ органических веществ (1962) - [c.107]

13. А. Комаровский Реакции и реактивы для качественного анализа неорганических соединений (1950) - [c.3, c.83, c.119, c.236]

14. Цитович И.К. Курс аналитической химии Издание 5 (1981) –[c.213, c.215, c.217]

15. Петрухин О.М. Аналитическая химия (1980) - [c.114]

16. Г. А. БРАЙТ, Д. И. ГОФМАН Практическое руководство по неорганическому анализу (1960) -- [c.96, c.104, c.108]

17. Некрасов Б.ВОсновы общей химии Том 2 Издание 3 (1973) - [c.199]

18. Савельев Г.Г., Смолова Л.М. Общая химия (1986) - [c.495]

19. Барнард А.Курс неорганической химии - [c.434, c.445]

20. Рудзитис Г.Е. Химия. Неорганическая химия. Органическая химия. 9 класс. – [14-15]

Введение

Для исследования была выбрана соль уксусной кислоты ацетат натрия (CH₃COONa) или уксуснокислый натрий. Ацетат натрия обладает свойствами интересными для изучения, при этом они изучены мало. Уксуснокислый натрий распространен достаточно широко. Это вещество широко используемся в различных сферах жизнедеятельности человека, а также в природе. Например, CH₃COONa входит в состав животной клетки, используется в промышленности (добавка для бетона), в грелках и обогревателях, как добавка для красителей, - в хлебобулочной промышленности и в других областях. Поэтому целью работы явилось изучение ацетата натрия. При этом рассматривались следующие вопросы: физико-химические свойства, кристаллизация, качественные реакции и применения уксуснокислого натрия в сферах жизнедеятельности.

История открытия ацетата натрия

Ацетат натрия, также как уксусная кислота известны людям с древности.

Об уксуснокислом натрии, со страниц истории, мы знаем достаточно мало, но можно сделать предположение о человеке, который синтезировал это вещество. Для этого обратимся к истории открытия уксусной кислоты. Уксус является продуктом брожения вина и известен человеку с давних времен.

Первое упоминание о практическом применении уксусной кислоты относится к III веку до н. э. Греческий ученый Теофраст впервые описал действие уксуса на металлы, приводящее к образованию некоторых используемых в искусстве пигментов. Уксус применялся для получения свинцовых белил, а также ярь-медянки (зелёной смеси солей меди, содержащей помимо всего ацетат меди).

В Древнем Риме готовили специально прокисшее вино в свинцовых горшках. В результате получался очень сладкий напиток, который называли «сапа». Сапа содержала большое количество ацетата свинца — очень сладкого вещества, которое также называют свинцовым сахаром или сахаром Сатурна. Высокая популярность сапы была причиной хронического отравления свинцом, распространенного среди римской аристократии.[1]

В VIII веке арабский алхимик Джабир ибн Хайян впервые получил концентрированную уксусную кислоту путем перегонки.

Во времена Эпохи Возрождения уксусную кислоту получали путём возгонки ацетатов некоторых металлов (чаще всего использовался ацетат меди (II)) (при сухой перегонке ацетатов металлов получается ацетон, вполне промышленный способ до середины XX века).

Свойства уксусной кислоты меняются в зависимости от содержания в ней воды. В связи с этим многие века химики ошибочно считали, что кислота из вина и кислота из ацетатов являются двумя разными веществами. Идентичность веществ, полученных различными способами, была показана немецким алхимиком XVI века Андреасом Либавиусом (нем. Andreas Libavius) и французским химиком Пьером Огюстом Аде.[8]

Имя немецкого ученого Адольфа Кольбе напрямую связано с синтезом уксусной кислоты.

Дата рождения:	27 сентября 1818
Дата смерти:	25 ноября 1884 (66 лет)
Страна:	Германия
Научная сфера:	Органическая химия
Место работы:	Марбургский университет
Награды, премии	Медаль Дэви (1884)

 

 

В 1847 году он впервые синтезировал уксусную кислоту из неорганических материалов.

Последовательность превращений включала в себя хлорирование сероуглерода до тетрахлорметана с последующим пиролизом до тетрахлорэтилена. Дальнейшее хлорирование в воде привело к трихлоруксусной кислоте, которая после электролитического восстановления превратилась в уксусную кислоту. А. Кольбе изучал свойства физические и химические свойства уксусной кислоты, а также применение ее в жизнедеятельности. Поэтому можно сделать вывод, что Адольф Кольбе синтезировал соль уксусной кислоты – ацетат натрия.[9]