PERASETIK ASIT: YAPI, ÖZELLIKLER, ÜRETIM, KULLANIMLAR - KIMYA - 2024

Perasetik asit , kimyasal formülü C olan bir sıvı organik bileşik, ₂ H ₄ O ₃ . Asetik asitin peroksitidir, bu nedenle peroksiasetik asit olarak da bilinir. Bu molekül, asetik asit CH benzerdir ₃ COOH ancak karboksil ek oksijen ile.

İnsan yapımı moleküller olan organik peroksitler sınıfına aittir. Sulu çözeltilerinin mikrop öldürücü ve sterilize edici özellikleri 1902'den beri bilinmektedir. Bu etki bazı durumlarda% 0.001 kadar düşük konsantrasyonlarda uygulanabilir.

Perasetik asit. Yazar: Marilú Stea.

Bu özellik, tıbbi ekipmanı sterilize etmek için kliniklerde ve hastanelerde yaygın olarak kullanılmasını sağlar ve ek bir avantajı, ayrışma ürünlerinin insanlar için toksik olmamasıdır.

PAA çözeltileri, kağıt hamurunu ağartmak için veya çamaşırhanelerde kullanılan bir özellik olarak kuvvetli oksitleyicidir. Epoksidasyon ve hidroksilasyon gibi bu özelliğin gerekli olduğu kimyasal reaksiyonları gerçekleştirmek için de uygulanır.

Oksitleyici ve dezenfektan etkisi, yiyecek ve içeceklerin işlendiği temizlik ekipmanlarında kullanılır. Ayrıca bazı metaller için aşındırıcıdır ve depolandığında organik veya kolayca oksitlenebilen bileşiklerden uzak tutulmalıdır.

Konsantre solüsyonlarının patlayıcı olabileceğine dikkat edin, bu nedenle tercihen seyreltilerek hazırlanıp soğuk yerlerde saklanmalıdır. Aşındırıcı kuvveti insan derisine, mukoza zarlarına ve dokulara da uygulanır, bu nedenle dikkatli ve koruyucu ekipmanla kullanılmalıdır.

yapı

Peroksiasetik asit, asetik aside çok benzeyen, ancak iki yerine 3 oksijen atomuna sahip olduğu için –COOH grubunun yapısında ek bir oksijene sahip bir moleküle sahiptir.

Perasetik asidin yapısı. Yazar: Su-no-G. Kaynak: Selfmade. Kaynak: Wikipedia Commons.

terminoloji

- Perasetik asit

- Peroksiasetik asit

- Etanoperoksoik asit

- PAA (PeroxiAcetic Acid).

Özellikleri

Fiziksel durum

Keskin sirke kokulu berrak renksiz sıvı.

Moleküler ağırlık

76.05 g / mol

Kaynama noktası

110ºC (patlamalı)

Alevlenme noktası

40.5ºC (açık kap yöntemi)

Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı

200ºC (kendiliğinden yandığı sıcaklıktır)

Yoğunluk

1.226 g / cc ^3. 15 ° C'de

viskozite

25,6 ° C'de 3,280 cP

Kırılma indisi

1,3974, 20ºC'de

Çözünürlük

Su ile her oranda karışabilir. Etanol gibi polar organik çözücülerde çözünür. Aromatik çözücülerde az çözünür. Eter ve sülfürik asitte çok çözünür.

pH

2'den az.

Ayrışma sabiti

pKa _bir = 8.20, 25 ° C 'de (bu pKa'ya sahip asetik asit daha zayıf olan _bir = 4.8)

Kimyasal özellikler

Bir asit olarak PAA, geldiği asit olan asetik asitten çok daha zayıftır.

Oksidan olarak yüksek potansiyele sahiptir. Oldukça reaktif olması, saklanmasını zorlaştırır ve bu, kullanımını sınırlandırmıştır.

Bozunma ürünleri asetik asit CH ₃ COOH, oksijen O ₂ , hidrojen peroksit H ₂ O ₂ ve su H ₂ O. H ₂ O ₂ ise su ve oksijene ayrışır. Bu bileşiklerin tümü çevre açısından güvenlidir.

Olefinik bağlar için epoksitleyici ve hidroksile edici bir ajandır (C = C çift bağları). Bu, organik moleküllerin çift bağlarında epoksit oluşumuna ve bunlara -OH gruplarının eklenmesine aktif olarak katıldığı anlamına gelir.

PAA, düz çelik, galvanizli demir, bakır, pirinç ve bronz gibi bazı metalleri aşındırır. Diğer metaller paslanmaz çelik, saf alüminyum ve kalaylanmış demir gibi dayanıklıdır.

Sentetik ve doğal kauçuklara tesir eder ve plastikleştiriciyi bazı vinil polimerlerden çıkarır.

Asetik asidi anımsatan keskin ve keskin bir kokuya sahiptir (asetik asit sirkenin ana bileşenidir).

edinme

Buzlu asetik asidin (susuz, yani susuz) bir mineral asit (sülfürik asit H ₂ SO _{4 gibi} ) varlığında hidrojen peroksit H ₂ O ₂ ile reaksiyona sokulmasıyla asetik asidin bir kısmı oksitlenir ve sulu çözeltiler elde edilir. perasetik asit, asetik asit ve H ₂ O ₂ .

Sulu perasetik asit çözeltilerinin elde edilmesi. Eser sahibi: Marilú Stea

H ₂ SO ₄ reaksiyonun bir katalizör ya da hızlandırıcı olarak görev yapar. Piridin-2,6-dikarboksilik asit gibi stabilize edici ajanlar kullanılır.

Bu solüsyonlar damıtılırsa daha yüksek konsantrasyonda perasetik asit elde edilebilir.

Ayrıca, asetaldehit, CH oksidasyonu ile elde edilebilir ₃ ozon O ile CHO ₃ , ya da asetik anhidrit reaksiyonu (CH göre ₃ CO) ₂ O H ₂ O ₂ .

İhtiyaç duyulduğu yerde tam olarak elde etmenin bir başka yolu, alkali bir H ₂ O ₂ çözeltisine tetra-asetil-etilendiamin (TAED) eklemektir .

Uygulamalar

Tıpta ekipman için bir sterilant olarak

PAA, kliniklerde, hastanelerde, tıp ve dişhekimliği ofislerinde tıbbi cihazlar için bir dezenfektan görevi görür.

Sterilize diş ekipmanı. Yazar: Daniel Frank. Kaynak: Pexels.

Bazı kaynaklar, mikroorganizmalara karşı etkisinin genel bir şekilde şu şekilde sınıflandırılabileceğini bildirmektedir: bakteri> virüsler> bakteri sporları> protozoan kistleri. Bu, bakterilere karşı daha etkili ve protozoan kistlere karşı daha az etkili olduğu anlamına gelir.

PAA'nın ve diğer yüksek seviyeli dezenfektanların endoskopi ekipmanında Staphylococcus aureus ve Pseudomonas aeruginosa'ya karşı bakterisidal etkisi üzerine yapılan çalışmalarda, PAA'nın mikrop öldürücü etkisinde en hızlı olduğu kanıtlanmıştır.

Staphylococcus aureus yumuşak doku enfeksiyonlarına, deri enfeksiyonlarına, zatürreye ve kalp dokusu enfeksiyonuna neden olabilir. Pseudomonas aeruginosa pnömoniye neden olabilir.

Bakteriler, kalın bir hücre dışı protein, polisakkarit ve nükleik asit tabakası aracılığıyla onları dış uyaranlardan veya stresten koruyan biyofilmler oluşturur.

Bu biyofilmler, yaygın antibiyotiklere ve dezenfektanlara karşı oldukça dirençlidir. Endoskop gibi ekipmanlarda, uygun olmayan veya etkisiz temizlik ve dezenfeksiyon rutinleri nedeniyle bunların dar kanallarında oluşma eğilimindedirler.

PAA bu biyofilmlere muhtemelen proteinlerin, enzimlerin ve diğer metabolitlerin daha hassas moleküler bağlarının oksidasyonu yoluyla saldırır. Bu, mikropların hücre duvarlarının, sporlarının ve kistlerinin parçalanmasına yol açar.

Ayrıca, PAA hücreye girdiğinde, temel enzimleri oksitleyerek moleküllerin taşınmasını ve hayati biyokimyasal süreçleri bozabilir.

Dezenfeksiyon süreleri birkaç yıldır belirlenmiş, ancak bazı çalışmalarda PAA ile tedavinin hücrelerin hücre duvarında cepler veya çıkıntılar oluşturarak sadece 5 dakika sonra hücrelerin şeklinde değişikliklere neden olduğu gözlemlenmiştir. bakteriler ve mikroorganizmaların hücresel yapılarının 30 dakika sonra çökmesi.

PAA hızıyla öne çıksa da, araştırmacılar, toplam etkinliklerini sağlamak için çoğu yüksek seviyeli antiseptik için bunları artırarak temizleme ve dezenfeksiyon protokollerinde belirlenen sürelerin yeniden değerlendirilmesini önerdiler.

PAA'nın olumsuz yönlerinden biri, Giardia lamblia ve Cryptosporidium parvum kistleri (ishale veya diğer bağırsak koşullarına neden olabilen parazitler) gibi çok etkili olmadığı bazı patojenlerin olmasıdır.

Atık su arıtımında

PAA'nın evsel veya endüstriyel atık su atık sularındaki dezenfekte edici etkisi 30 yıldan uzun süredir araştırılmaktadır.

Artık su arıtma tesisi. Yazar: Michal Jarmoluk. Kaynak: Pixabay.

Avantajları arasında, organik madde varlığında bile antiseptik aktivitesinin geniş yelpazesi ve çevreye zararlı ikincil ürünler üretmemesidir.

Etkisinin etkinliği, diğer faktörlerin yanı sıra, atık suda bulunan organik madde miktarına, elimine edilecek mikroorganizmaların türüne ve miktarına, arıtılacak sudaki PAA konsantrasyonuna, pH'a ve arıtma süresine bağlı gibi görünmektedir.

Bazı durumlarda, PAA'nın tropikal iklimlerde atık suyu dezenfekte etmek için sodyum hipokloritten daha iyi olduğu ve diğer birçok patojenin yanı sıra kolera virüsüne karşı etkili olduğu gösterilmiştir.

Bununla birlikte, olumsuz noktalardan biri dezenfeksiyondan sonra kalan asetik asit nedeniyle, atık suyun organik madde ile yüklenmesi ve bu da mikroorganizmaların yeni büyüme riskini artırmasıdır.

Öte yandan pahalı bir ürün olduğu için, bu yönüyle örneğin sodyum hipoklorit ile henüz çok rekabetçi değildir.

Gıda endüstrisinde

Güçlü bir oksitleyici ajan olduğu için düşük sıcaklıklarda mikroorganizmalara karşı çok etkilidir ve bu da yiyecek ve içecek işlemede bakterisit ve fungisit olarak yaygın kullanımına yol açmıştır.

Buna et ve kümes hayvanı işleme tesisleri, süt ürünleri, bira fabrikaları, şarap imalathaneleri veya şarap imalathaneleri ve meşrubat üretim tesisleri dahildir. Tüm bu yerlerde PAA uygulanır çünkü yerinde (yerinde) temizlik için idealdir.

Hidrojen peroksit H ₂ O _2'yi deaktive eden peroksidaz ve katalaz gibi bazı gıdalarda bulunan enzimlerin perasetik asit üzerinde hiçbir zararlı etkisi yoktur. Protein kalıntısı da ona zarar vermez.

Gıdalardaki PAA'nın asetik asit ve hidrojen peroksite parçalanması nedeniyle, gıdaların durulanmadığı uygulamalarda kullanılması güvenli kabul edilir.

İçeceklerin taşınması ve depolanması için kullanılan paslanmaz çelik ve cam tanklar, borular ve tanker kamyonlar için dezenfektan ve sterilan görevi görür.

Birayı saklamak için paslanmaz çelik tanklar. Yazar: Roberta Keiko Kitahara Santana. Kaynak: Unsplash.

Toksik olmayan ürünler üretme özelliği ve yüksek seyreltmede aroma veya koku üretmemesi, bu sektörler için zaman ve para tasarrufu sağlar.

Selüloz ve kağıt endüstrisinde

Perasetik asit, kağıt hamuru endüstrisinde ağartma teknolojisinde önemli bir klorsuz maddedir.

Bazı yazarlar, H aktive edilmiş bir türevi gibi perasetik asit dikkate ₂ O ₂ kendi hidrojenlerin birinin bir asil grubu, CH ile ikame edilmiştir, ₃ , C (= O) -.

Bunun bir sonucu olarak, perasetik asit, H daha büyük bir dereceye kadar organik alt-tabakalar ile reaksiyona girerek ₂ O ₂ ve H şartlardan daha ılımlı şartlar altında oksidasyon reaksiyonlarında kullanılabilir ₂ O ₂ .

Nötr veya orta alkalin koşullar altında, perasetat iyon CH ₃ , C (= O) OO- olan güçlü bir nükleofil (bu elektron eksikli atomları ile çekilir), seçici kromoforları veya kağıt hamuru içinde mevcut renkli bileşikler kaldırır.

Bu, bu endüstrilerin çok etkili bir ağartıcıya sahip olmalarına ve kalıntıları sulu atıklarını kirletmeyenlere izin verir.

Diğer kimyasal bileşiklerin üretiminde

Perasetik asit, epoksi bileşikleri hazırlamak için, polyester reçineleri yapmak için bir katalizör olarak ve kaprolaktam ve gliserol elde etmek için bir oksidan görevi görür.

Polimerlerin geri dönüşüm için geri kazanılmasında

Bazı araştırmacılar, belirli polimerik atıkları PAA solüsyonları ile işleyerek faydalı malzemeleri geri kazanmayı başardılar.

İşlem, havacılık faaliyetlerinden kaynaklanan bazı karbon fiber takviyeli polimer atıklarının buzlu asetik asit ve hidrojen peroksit çözeltileri ile oksidasyonu ile gerçekleştirilir.

Bu şekilde, epoksi reçinesini% 97 oranında parçalayan ve karbon elyafı bozulmadan bırakan perasetik asit yerinde üretilir.

Daha sonra damıtma yoluyla, asetik asidin% 90'ından fazlası geri kazanılır ve bu, geri kazanılabilir alifatik ve fenolik bileşikler üreten polimerin daha fazla ayrışmasına neden olur.

Karbon fiber temiz elde edilir ve uzunluğunu ve gerilme mukavemetini işlenmemiş fiberlerinkine benzer şekilde korur.

Karbon fiber. Cjp24. Kaynak: Wikipedia Commons.

İşlem, gaz emisyonları olmadan yumuşak koşullar altında yürütülür ve bu da onu çevre dostu yapar.

Çamaşırhanelerde

Renkli bileşikleri oksitleme gücünden dolayı perasetik asit çamaşırların ağartılmasında kullanılır. Bu gibi durumlarda, tetra-asetil-etilendiamin H karışımı ₂ O ₂ bir alkalin ortam sitesinde elde etmek için kullanılır.

Sert sularda veya yüksek oranda kalsiyum ve magnezyum tuzları içerenlerde, pH 3.0 ile 7.5 arasında ve 0 ile 40 ºC sıcaklıklarda kullanılabildiğinden uygulama aralığı çok geniştir.

Riskler

Perasetik asit veya PAA oldukça aşındırıcı olabilir. Cildi ve gözleri şiddetli tahriş eder.

Solüsyonları yutulursa ağız, boğaz, yemek borusu ve gastrointestinal sistem mukozalarının aşınmasına, ağrıya ve yutma güçlüğüne neden olur.

Buharları solunduğunda, solunum yollarında tahriş meydana gelir ve soluma uzarsa akciğerlerde ödem oluşur.

% 15'ten fazla PAA içeren solüsyonlar bir dereceye kadar dengesizlik ve patlayıcılık sergilemeye başlar ve şoklardan veya sallanmalardan kaçınılmalıdır. Patlayarak ayrışabilirler. Solüsyondaki PAA konsantrasyonu% 56'yı aşarsa, asetik asidin şiddetli buharlaşması nedeniyle patlayabilir.

Isıdan kaçınılmalıdır. Yanıcı bir sıvı olarak kabul edilir. 110ºC'de bir patlama ile ayrışması şiddetli olur. Serin yerlerde, tercihen buzdolabında veya çok iyi havalandırılmış yerlerde saklanmalıdır.

Güçlü oksitleyicidir, bu nedenle organik maddelerle temas halinde tehlikelidir. Depolandığında diğer bileşiklerden, özellikle organik, yanıcı, yanıcı veya oksitlenebilir bileşiklerden izole edilmelidir. Asitlerden, alkalilerden ve ağır metallerden ayrılmalıdır.

Ayrışmaya kadar ısıtıldığında, gözleri, burnu ve boğazı tahriş eden buruk ve tahriş edici dumanlar yayar.

Dökülürse, yangın veya patlama tehlikesi oluşturacağından kanalizasyona akmasına izin verilmemelidir.

Önleyici tedbirler olarak, lastik eldivenler ve koruyucu giysiler, yüz siperi veya göz koruması (gözlük veya emniyet gözlüğü), solunum koruması öneriyoruz ve solüsyonlarıyla çalışırken yemek yemeyin, içmeyin veya sigara içmeyin.

Referanslar

1. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Perasetik asit. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Das, M. vd. (2018). Perasetik Asit Kullanılarak CFRP Atıklarının Etkili Geri Dönüşüm Yöntemi. ACS Sürdürülebilir Kimya ve Mühendislik. Pubs.acs.org'dan kurtarıldı.
3. Chino, T. vd. (2017). Tüplerdeki Staphylococcus aureus ve Pseudomona aeruginosa biyofilmlerine karşı yüksek düzeyde bir dezenfektan olan perasetik asidin morfolojik bakterisidal hızlı etkili etkileri. Antimicrob Resist Enfeksiyon Kontrolü. 2017: 6: 122. ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
4. Pan, GX ve diğerleri. (1999). Ferulik Asit ve Türevlerinin Hidrojen Peroksit ve Perasetik Aside Reaktivitesi. J. Agric. Food Chem. 1999, 47, 3325-3331. Pubs.acs.org'dan kurtarıldı.
5. Kitis, Mehmet. (2004). Atık suyun perasetik asit ile dezenfeksiyonu: bir inceleme. Environment International 30 (2004) 47-55. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.