ویژگی ها،کاربردها و نگهداری اسید استیک

اسید استیک چیست؟

اسید استیک (ch3cooh) یکی از قدیمی ترین فرآورده های تخمیری است که توسط استوباکترها در محیط های قندی تولید می شود که امروز تنها بخش کوچکی از آن، به این روش تولید می شود. از آنجا که این اسید دارای یک گروه کربوکسیل است، متعلق به گروه اسیدهای کربوکسیلیک است و اسامی مختلف دیگری از جمله اتانوئیک اسید و متان کربوکسیلیک اسید نیز دارد. در واقع این اسید آلی پس از اسید فرمیک، دومین اسید کربوکسیلیک شناخته می شود.

از خصوصیات این اسید آن است که در شرایط عادی مایعی بی رنگ با بوی تند، شبیه بوی سرکه بوده و قابل اشتعال و خورنده است. اسید استیک مایع یک حلال پروتون دار آب دوست (قطبی) ، مشابه آب و اتانول است. بنا بر همین خاصیت، قابلیت انحلال در ترکیبات قطبی مانند نمک های معدنی و قندها، ترکیبات غیر قطبی مانند روغن ها و عناصری مانند گوگرد و همچنین ترکیب با بسیاری از دیگر حلال های قطبی و غیر قطبی مانند آب، کلروفرم و هگزان را دارد. وجود چنین ویژگی خاصی، این ترکیب را به یک ماده شیمیایی صنعتی ویژه با کاربرد وسیع تبدیل کرده است.

ویژگی های اسید استیک

از مهمترین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی این اسید می توان به موارد زیر اشاره کرد: اسید استیک، اسیدی ضعیف با وزن مولکولی 60.05 گرم بر مول است که به راحتی در آب حل شده و در دمای 16.6 درجه سانتی گراد منجمد می شود. ویسکوزیته این اسید 1.22 مگاپاسکال است. نقطه ی ذوب این اسید 17 درجه سانتی گراد است بوده و به طور کامل با آب مخلوط می شود. دانسیته آن در حالت مایع حدود 1.04 گرم بر سانتی متر مکعب و در حالت جامد برابر با 1.27 گرم بر سانتی مترمکعب است.

چنانچه این اسید در معرض دماهای بالاتر از 440 درجه سانتی گراد قرار گیرد، تجزیه شده و از تجزیه آن دی اکسید کربن و متان یا کتن و آب تولید می شوند. از دیگر خواص این ترکیب آن است که قابلیت تفکیک شدن در محلول های پایه آب را داشته و یون استات تولید می کند. PH اسید استیک برابر با 4.8 است و این ویژگی به معنی آن است که نیمی از مولکول های این اسید در محلول های آبی، به صورت یون استات هستند.

انواع اسید استیک (خشک،آبدار)

از آنجایی که نقطه انجماد این اسید 16.6 درجه سانتی گراد است، در این دما کریستالیزه شده و ظاهری شبیه یخ پیدا می کند، به همین دلیل به اسید استیک گلاسیال یا اسید استیک خشک معروف است. این کریستال های ایجاد شده متراکم تر از آب بوده و در نتیجه به مرور در ظرف نگهدارنده ته نشین می شوند. در واقع اسید استیک گلاسیال همان شکل غلیظ محلول اسید استیک آبدار است. اما این دو تفاوت هایی به شرح زیر با هم دارند:

*اسید استیک گلاسیال، شکلی یخ مانند دارد اما وقتی صحبت از اسید استیک معمولی می شود، منظور همان فرم آبی این اسید است. به عبارت دیگر اسید استیک معمولی هیچگاه در دمای معمولی کریستاله نمی شود و مخلوط اسید استیک خالص و آب است.

*اسید استیک گلاسیال، خالص و بسیار غلیظ بوده و کمتر از یک درصد آب دارد (به همین دلیل به آن اسید استیک خشک نیز گفته می شود).

*اسید استیک گلاسیال فوق العاده خورنده بوده و به شدت برای پوست، چشم، بینی و همین طور برای طبیعت خطرناک است در حالیکه آسیب های اسید استیک معمولی بسیار ملایم تر بوده به طوری که مصرف زیادی در صنایع غذایی دارند.

*اسید استیک گلاسیال، به دلیل خلوص بالا نسبت به حالت مایع آن، کارایی بیشتری در فرآیند تولید استر دارد.

*اسید استیک گلاسیال تنها با فرآیندهای آزمایشگاهی تولید می شود. در صورتی که شکل معمولی اسید استیک در طبیعت یافت می شود.

*یکی دیگر از خواص اسید استیک گلاسیال آن است که شدیدا جاذب آب بوده و هنگام کار به دقت و تجزیه بالایی نیاز دارد در حالیکه کار با اسید استیک معمولی ساده تر است.

کاربردهای اسید استیک

موارد استفاده اسید استیک با توجه به حلالیت بالای آن و بر حسب غلظت های مختلف، متنوع است. به طور کلی از غلظتهای بالای این اسید در مصارف صنعتی و از غلظت های کمتر آن در مصارف کشاورزی و بهداشتی استفاده می شود.

*در صنعت از این ماده در فرآیند تولید وینیل استات، آنیدرید استیک، استر و استات انواع فلزات استفاده می شود. این مواد در ساخت انواع رنگها به خصوص در صنایع نساجی و چسب ها و ظروف پلاستیکی کاربرد فراوان دارند. در حال حاضر بیش از 40 درصد مصرف جهانی اسید استیک در این حوزه و برای تولید اتیلن گلیکول، استات اتیل اتر (EEA)، اتیلن گلیکول مونو بوتیل اتر استات (EBA) و پروپیل گلیکول مونومیل اتر استات (PMA) به کار می رود.

همچنین از انواع استات ها به عنوان حلال در تولید انواع لاک الکل استفاده می شود. در ضمن این اسید در کریستاله کردن ترکیبات آلی به عنوان حلال مورد استفاده قرار می گیرد.

*در پزشکی و بهداشت، از خواص این اسید به عنوان ماده ضدعفونی کننده علیه باکتری ها و قارچ ها استفاده می شود. این اسید در غلظت های پایین، در ساخت انواع شامپوها، رنگ موها، نرم کننده های مو و پوست و سایر انواع شوینده ها استفاده می شود. ساخت قطره های شست و شو دهنده گوش و مجرای آن جهت از بین بردن عفونت های داخلی و استفاده در صنایع عطر و خوشبوکننده ها از دیگر موارد مصرف این اسید است.

*تنوع استفاده از این اسید در صنایع غذایی و برای ساختن انواع ترشیجات (15-5 درصد) گسترده است. این اسید به عنوان ماده اصلی نگهدارنده غذایی، طعم دهنده در انواع ادویه ها، سرکه، سس کچاپ، سس سالاد، انواع مایونز و محصولات گوشتی کاربرد دارد. در ضمن به دلیل خاصیت آنتی باکتریال این اسید، از آن به عنوان تنظیم کننده PH مواد غذایی و کاهش بار میکروبی فرآورده های غذایی استفاده می شود.

*همچنین از اسید استیک رقیق در کشاورزی، به عنوان یکی از ترکیبات افشانه های جلوگیری از رشد باکتری ها و قارچ ها استفاده می شود، در سیلوی خوراک دام نیز از این ماده برای جلوگیری از رشد باکتری ها و قارچ ها، به صورت افشانه استفاده می شود. از مهمترین خصوصیات این اسید آن است که نسبت به سایر علف کش ها سریعتر عمل کرده، باکتری های مضر خاک را از بین می برد و باعث تنظیم PH خاک می شود. در ضمن کاربرد گسترده ای در تولید انواع حشره کش ها و علف کش های خانگی دارد.

*اسید استیک در صنعت نفت نیز همراه با سامانه های اکسیداسیون اسید فرمیک، در فرآیند حذف گوگرد از نفت سفید به کار می رود.

اصول نگهداری،حمل و نقل و ایمنی مصرف

*نگهداری: خطر محلول های این اسید به میزان غلظت آنها بستگی دارد. اسید استیک رقیق به شکل سرکه بی ضرر است. محلول هایی که غلظت آنها بیش از 25 درصد است، به خاطر بوی زننده و بخار خورنده زیر هود نگهداری می شوند. این ماده باید در محیط خشک قرار گیرد و از نور مستقیم افتاب، گرما، شعله و سطوح داغ محافظت می شود. با رقیق تر شدن این اسید، قابلیت اشتعال آن کاهش خواهد یافت. اما به صورت کلی باید در محیط هایی که این ماده نگهداری می شود، از استفاده از تجهیزاتی که سبب جرقه یا انفجار می شوند اجتناب شود. پرهیز از مجاورت این ماده با مواد ناسازگاری چون عوامل اکسید کننده، عوامل احیا کننده، فلزات، اسیدها و مواد قلیایی شدیدا توصیه می شود. اسید استیک باید در مکانی خنک، با تهویه مناسب و در ظروف محکم و بسته بندی مناسب نگهداری می شود.

*حمل و نقل: ذخیره و حمل و نقل این اسید در مخازن فولادی، آهنی، سربی، مسی و برنزی خطرناک است. شیشه و آلومینیوم و پلاستیک، مناسب ترین مواد برای ظروف و مخازن برای جابه جایی آن است. فلز آلومینیوم پس از مواجهه با اکسیژن، یک لایه نازک از اکسید آلومینیوم بر روی سطح آلومینیوم ایجاد می کند که نسبت به اسید استیک نسبتا مقاوم است. در نتیجه جهت حمل و نقل آن از تانکرهای آلومینیومی استفاده می شود. یادآوری می شود که برای تخلیه بارهای الکتریکی جمع شده در سطح مخازن، اتصال به زمین در حمل و نقل نیز ضرروی است.

*موارد ایمنی کار و مصرف: لازم به یادآوری است که تولید گرما هنگام رقیق سازی، از خواص اسیدها است. فرآیند رقیق کردن این اسید در مخازن پلی اتیلنی کوچک انجام می شود و سپس محلول اسیدی با دمای کمتر از 55 درجه سانتی گراد به مخازن بزرگ تر منتقل می شود.

اسید استیک غلیظ مایعی خورنده است و باید با احتیاط با آن کار کرد، زیرا مایع و بخار آن قابل اشتعال بوده و باعث سوختگی پوست، آسیب های دائم بر بافت قرنیه چشم و از دست دادن بینایی، تحریک شدید بینی،گلو و ریه ها و احساس سوزش در اعضایی می شود که مایع مخاطی دارند. تاول های ناشی از این تماس ممکن است چند ساعت بعد از در معرض قرار گرفتن ظاهر شوند.

کار با اسید استیک در زیر هود، فضای باز یا مکانی با تهویه مناسب انجام شود. درب ظرف حاوی این اسید همیشه باید بسته باشدهنگام کار با آن باید فاصله مناسب از تجهیزات حرارتی یا اصطکاکی و جرقه ای حفظ شود. لازم به ذکر است که تماس استیک اسید با فلزات می تواند گاز هیدروژن قابل اشتعال تولید کرده و این یکی از ویژگی های اسید استیک است که می تواند مخاطراتی را به دنبال داشته باشد. جهت به حداقل رساندن آسیب های زیست محیطی، از ورود اسید استیک غلیظ به آبراه ها و فاضلاب جلوگیری شود.

استفاده از دستکش (محافظ دستها)، عینک، لباس ضد اسید و ماسک صورت کامل با فیلتر موکدا توصیه می شود. در صورت تماس با اسید استیک، مخصوصا با غلظت بالا، بر حسب مورد استنشاق بخار شخص باید به هوای آزاد منتقل شده و محل تماس شستشو شده و آب آشامیدنی مصرف شود.