Controlul Calitatii Acidului Acetic. Directii DE Valorificare

CUPRINS

ARGUMENT……………………………………………………………………………pag5

Capitolul 1. Acidul acetic – Prezentare generală…………………… 7

Capitolul 2. Metode de obținere a acidului acetic………………………..8

2.1. Carbonilarea metanolului………………………………………8

2.2.Oxidarea acetaldehidei…………………………………………………9

2.3.Oxidarea etilenei…………………………………………………………9

2.4.Fermentația………………………………………………………………..10

2.4.1.Fermentația oxidativă……………………………………………10

2.4.2.Fermentația anaerobă…………………………………………….11…arbonilarea metanolului………….0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

2.5. Distilarea uscată a lemnului………………………………………..11

Capitolul 3. Proprietățile acidului acetic…………………………………..12

3.1. Proprietăți fizice……………………………………………………….12

3.2. Proprietăți chimice………………………………………..12

Capitolul 4. Controlul calității acidului acetic……………….….15

Metode de analiză………………………………………….17

4.1.1.Analiza volumetrică oțetului…………………………………..17

4.1.2.Determinarea aciditații totale………………………………….19

4.1.3.Determinarea extractului………………………………………..20

4.1.4.Determinarea alcoolului metilic……………………………….21

4.1.4.1.Metode de identificare calitativă………………………..21

4.1.4.2.Metoda colorimetrică……………………………………….23

4.1.5.Identificarea acizilor minerali………………………………….25

4.1.6.Identificarea acizilor sintetici…………………………………..25

4.1.7.Identificarea caramelului…………………………………………26

4.1.8.Determinarea sedimentului(reziduul uscat)………………..26

4.2.Determinări pentru verificarea calității acidului acetic…..…27

4.2.1.Reacții de identificare și condiții de puritate…….……27

4.2.2.Conținutul în acid acetic ………………………………28

Capitolul 5. Direcții de valorificare a acidului acetic…………….29

5.1. Obținerea acetatului de vinil………………………………..31

Capitolul 6. Măsuri de S.S.M. la fabricarea acidului acetic………33

Capitolul 7. Probleme de poluare și protecția mediului……………..36

Capitolul 8. Concluzii……………………………………………………………………..34

Bibliografie……………………………………………………………………………………….35

Anexe…………………………………………………………………………………………………36

Anexa 1………………………………………………………………………………………………..36

Anexa 2………………………………………………………………………………………………..37

Anexa 3……………………………………………………………………………………………….38

=== Copy ===

UPRINS

ARGUMENT……………………………………………………………………………pag5

Capitolul 1. Acidul acetic – Prezentare generală…………………… 7

Capitolul 2. Metode de obținere a acidului acetic………………………..8

2.1. Carbonilarea metanolului………………………………………8

2.2.Oxidarea acetaldehidei…………………………………………………9

2.3.Oxidarea etilenei…………………………………………………………9

2.4.Fermentația………………………………………………………………..10

2.4.1.Fermentația oxidativă……………………………………………10

2.4.2.Fermentația anaerobă…………………………………………….11…arbonilarea metanolului………….0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

2.5. Distilarea uscată a lemnului………………………………………..11

Capitolul 3. Proprietățile acidului acetic…………………………………..12

3.1. Proprietăți fizice……………………………………………………….12

3.2. Proprietăți chimice………………………………………..12

Capitolul 4. Controlul calității acidului acetic……………….….15

Metode de analiză………………………………………….17

4.1.1.Analiza volumetrică oțetului…………………………………..17

4.1.2.Determinarea aciditații totale………………………………….19

4.1.3.Determinarea extractului………………………………………..20

4.1.4.Determinarea alcoolului metilic……………………………….21

4.1.4.1.Metode de identificare calitativă………………………..21

4.1.4.2.Metoda colorimetrică……………………………………….23

4.1.5.Identificarea acizilor minerali………………………………….25

4.1.6.Identificarea acizilor sintetici…………………………………..25

4.1.7.Identificarea caramelului…………………………………………26

4.1.8.Determinarea sedimentului(reziduul uscat)………………..26

4.2.Determinări pentru verificarea calității acidului acetic…..…27

4.2.1.Reacții de identificare și condiții de puritate…….……27

4.2.2.Conținutul în acid acetic ………………………………28

Capitolul 5. Direcții de valorificare a acidului acetic…………….29

5.1. Obținerea acetatului de vinil………………………………..31

Capitolul 6. Măsuri de S.S.M. la fabricarea acidului acetic………33

Capitolul 7. Probleme de poluare și protecția mediului……………..36

Capitolul 8. Concluzii……………………………………………………………………..34

Bibliografie……………………………………………………………………………………….35

Anexe…………………………………………………………………………………………………36

Anexa 1………………………………………………………………………………………………..36

Anexa 2………………………………………………………………………………………………..37

Anexa 3……………………………………………………………………………………………….38

ARGUMENT

Proiectul cu tema “Controlul calității acidului acetic.Direcții de valorificare” a fost întocmit in scopul susținerii examenului pentru calificare profesională în învățământ liceal,nivel ш,profilul “Resurse naturale și protecția mediului”,calificare “Tehnician chimist de laborator”.

Lucrarea cuprinde 9 capitole care au mai multe subcapitole.

Proiectul cu tema”Controlul calității acidului acetic.Direcții de valorificare” este un studiu al direcțiilor de valorificare a acidului acetic, care constituie materie primă pentru industria chimică.

Acidul acetic este un compus chimic organic ce apare ca un lichid incolor, cu miros caracteristic, înțepător; se amestecă în orice proporții cu apa. Temperaturile de topire și fierbere sunt 16,7 °C respectiv 118,2 °C.

Pentru fabricarea acidului acetic se aplică mai multe metode: fermentația acetică,are loc in prezență de numeroase specii de microorganisme din genul Acetobacter, rezultând soluții apoase diluate,cu 3-15% acid acetic,din care acidul se izolează prin distilare;la distilarea uscată a lemnului se obține soluție apoasă numită acid pirolignos care conține 5-6% acid acetic,8% alcool metilic.

Din acest amestec se separă fie indirect prin tratare cu lapte de var și transformarea sa în acetat de calciu,urmate de recuperarea acidului prin tratare cu acid sulfuric,fie direct,prin eliminarea celorlalte impurități și distilare.Al treilea procedeu de fabricare a acidului acetic este oxidarea acetaldehidei,care are rolul de a favoriza descompunerea acidului paracetic intermediar,se obține un randament de 95-97% acid acetic.

Acidul pur (anhidru) se numește glacial datorită aspectului de gheață al cristalelor formate prin răcire.În soluții diluate (3-6%) se numește oțet și se folosește în alimentație.

Acidul acetic este:

coroziv, vaporii săi provocând iritarea conjunctivei oculare și a căilor respiratorii, putând merge până la congestia pulmonară.

considerat a fi un acid slab, deoarece în soluții apoase și în condiții standard de temperatură și presiune acidul disociat coexistă în echilibru cu forma nedisociată, spre deosebire de acizii tari care sunt complet disociați.

unul dintre cei mai simpli acizi carboxilici, urmând după acidul formic.

un reactiv chimic important de largă utilizare în industrie, fiind folosit pentru producerea tereftalatului de polietilenă, compus ce stă la baza obținerii de sticle pentru băuturile răcoritoare; se folosește la prepararea acetatului de celuloză, în special pentru filmul fotografic, la fabricarea de solvenți pentru industria de lacuri și vopsele, pentru obținerea acetatului de polivinil, în industria medicamentelor, ca și în producerea de fibre și țesături sintetice. În gospodărie, acidul acetic diluat e adesea utilizat ca agent de detartrare. În industria alimentară, este utilizat sub codul E260 ca aditiv alimentar cu scopul ajustării acidității.

Acidul acetic poate fi detectat datorită mirosului caracteristic și este produs atât prin fermentare bacteriană,cât și prin sinteză.

CAPITOLUL 1.

Prezentarea generală a acidului acetic

Fig.1 Acid acetic cristalizat

Acidul acetic are formula brută C2H4O2 și formula chimică CH3-COOH. Numit și acid etanoic, acidul acetic este un lichid incolor cu miros pătrunzător și iritant. Acidul acetic pur (anhidru) se numește acid acetic glacial datorită aspectului de gheață al cristalelor formate la temperatura camerei. În soluții diluate (3% – 6%) se numește oțet și se folosește în alimentație.

Utilizarea acidului acetic în alchimie coboară până în antichitate și e descrisă ca fiind acțiunea oțetului asupra metalelor, producând pigmenți utili în artă, incluzând plumbul alb (carbonat de plumb, ceruzita) și verdele de Grecia (carbonat de cupru II, cocleala), o mixtură verde de săruri de cupru, printre care și acetatul de cupru II.

Vechii români fierbeau vinul oțetit în vase de plumb cu scopul de a obține un sirop foarte dulce, numit sapa.

CAPITOLUL 2

METODE DE OBȚINERE A ACIDULUI ACETIC

Acidul acetic este produs atât prin fermentare bacteriană, cât și prin sinteză. La ora actuală, doar 10 % din producția mondială de acid acetic se face pe cale biologică, cea care rămâne de bază pentru obținerea oțetului, cu atât mai mult cu cât legislația multor țări impune ca oțetul de uz alimentar să fie de origine naturală.

Circa 75 % din acidul acetic produs pentru utilizarea chimică se obține prin carbonilarea metanolului .Restul de 25 % se obține prin metodele alternative:

2.1. Carbonilarea metanolului

Cea mai mare cantitate de acid acetic pur se obține prin carbonilarea metanolului. În acest proces, metanolul și monoxidul de carbon reacționează pentru a produce acid acetic, conform ecuației chimice :

CH3OH + CO → CH3COOH

Procesul implică apariția iodometanului ca intermediar și se realizează în trei etape. Un catalizator, de obicei un complex metalic, este necesar pentru carbonilare (etapa 2).

(1) CH3OH + HI → CH3I + H2O

(2) CH3I + CO → CH3COI

(3) CH3COI + H2O → CH3COOH + HI

Prin alterarea condițiilor de reacție, este posibilă obținerea anhidridei acetice pe aceeași linie de producție.

Deoarece atât metanolul cât și monoxidul de carbon erau materii prime ieftine, carbonilarea metanolului părea să fie de departe o metodă atractivă de obținere a acidului acetic.

Oxidarea acetaldehidei

Oxidarea acetaldehidei rămâne a doua metodă ca importanță pentru producerea acidului acetic, deși nu se poate compara ca eficacitate cu metoda carbonilării metanolului.

Acetaldehida poate fi produsă fie prin oxidarea butanului sau a benzinei ușoare, fie prin hidratarea etilenei (etena).

Când butanul sau benzina ușoară sunt încălzite cu aer în prezența unor diferiți ioni metalici, printre care cei de mangan, cobalt și crom, se formează un peroxid organic care apoi se descompune pentru a produce acid acetic, după reacția:

2 C4H10 + 5 O2 → 4 CH3COOH + 2 H2O

În condiții similare și folosind catalizatori similari ca în oxidarea butanului, acetaldehida poate fi oxidată de către oxigenul din aer pentru a produce acid acetic.

2 CH3CHO + O2 → 2 CH3COOH

Folosindu-se catalizatori moderni, această reacție poate duce la obținerea acidului acetic cu un randament de peste 95 %.

Principalii produși secundari sunt : acetatul de etil, acidul formic și formaldehida, toți având puncte de fierbere mai mici decât acidul acetic și putând fi separați ușor prin distilare.

2.3. Oxidarea etilenei

Acetaldehida poate fi obținută din etilenă prin procedeul Wacker, iar apoi oxidată ca mai sus.

Mai recent, a fost pusă la punct o conversie a etilenei la acid acetic, mai ieftină și desfășurată într-o singură etapă.

2.4. Fermentația

2.4.1. Fermentația oxidativă

Pentru o lungă perioadă a istoriei omului, acidul acetic, sub formă de oțet, a fost produs cu ajutorul bacteriilor din genul Acetobacter. În condițiile prezenței abundente de oxigen, aceste bacterii pot produce oțet pornind de la o largă varietate de alimente fermentabile. Produsele utilizate în mod obișnuit sunt cidrul de mere, vinul și cerealele fermentate, malțul, orezul sau cartofii.

Se obține prin fermentație acetică, din etanol, conform ecuației chimice generale:

C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O

O soluție diluată de alcool inoculată cu Acetobacter și păstrată într-un loc cald și aerat se va transforma în oțet de-a lungul a câtorva luni.

Metodele de producere industrială a oțetului accelerează acest proces prin îmbunătățirea aportului de oxigen pentru bacterii.

Primele eșantioane de oțet produs prin fermentație au apărut probabil ca greșeli în cursul procesului de fabricare a vinului (vinificație).

Dacă mustul este fermentat la o temperatură prea mare, Acetobacter se va multiplica în exces și va inhiba drojdia ce apare spontan pe struguri. Ca urmare a faptului că cererea de oțet pentru uz culinar, medical și sanitar creștea, producătorii de vin au deprins rapid să folosească și alte materii organice pentru a fabrica oțet în timpul lunilor calde de vară, chiar înainte de coacerea viilor.

Metoda era lentă și nu întotdeauna încununată de succes, întrucât producătorii încă nu înțeleseseră fenomenul.

Astăzi, oțetul este produs în cea mai mare parte în rezervoare în care sunt scufundate culturile bacteriene. Prin această metodă, alcoolul este fermentat până la oțet într-un rezervor în care se amestecă încontinuu, iar oxigenul este furnizat prin barbotarea aerului în această soluție.

2.4.2.Fermentația anaerobă

Unele specii de bacterii anaerobe, pot transforma zaharidele direct în acid acetic, fără utilizarea etanolului ca produs intermediar. Reacția generală determinată de aceste bacterii se poate scrie:

C6H12O6 → 3 CH3COOH

Mai interesant sub aspectul chimiei industriale este faptul că aceste bacterii acetogene pot sintetiza acid acetic pornind de la compuși monocarbonați (cu un singur atom de carbon), cum ar fi metanolul, monoxidul de carbon sau o mixtură de dioxid de carbon și hidrogen:

2 CO2 + 4 H2 → CH3COOH + 2 H2O

2.5.Distilarea uscată a lemnului

În industrie, acidul acetic se obține și prin distilarea uscată a lemnului. Materialul lemnos se încălzește la 900-1000 °C, în absența aerului, și astfel rezultă mai mulți produși: cărbunele de lemn (mangalul, folosit drept combustibil și reducător), produși gazoși (CH4, CO, CO2) și un produs lichid, numit acid pirolignos. Acesta din urmă este un amestec de substanțe, printre care acidul acetic, metanol, acetonă și alți acizi superiori.

Din acest amestec, acidul acetic este izolat prin extracție cu un solvent selectiv.

CAPITOLUL 3.

PROPRIETĂȚILE ACIDULUI ACETIC

3.1. Propritățile fizice

Acidul acetic este miscibil cu apa și cu majoritatea solvenților organici. Este insolubil în sulfura de carbon.

Acidul acetic are un coeficient de partiție mai mare în solvenți polari nemiscibili care conțin apă decât în apă, din această cauză se poate extrage din soluții apoase în eter sau acetat de etil. La rândul său, acidul acetic este un bun solvent utilizat frecvent la dizolvarea rășinilor și a uleiurilor esențiale.

Densitatea soluțiilor apoase de acid acetic prezintă un maxim de la o concentrație de 77% acid.

3.2. Proprietăți chimice

Aciditate

Atomul de hidrogen (H) din gruparea carboxil (−COOH) ai acizilor carboxilici, cum este și acidul acetic, poate fi eliberat ca ion (proton) H+, dându-le acestora caracterul lor acid. Acidul acetic este un acid slab, în fapt un acid monoprotic în soluții apoase, cu o constantă de aciditate pKa de 4,8. Baza sa conjugată este acetatul (CH3COO−). O soluție de molaritate 1.0 M (aproape concentrația oțetului de uz casnic) are un pH de 2,4 indicând că abia 0,4 % din moleculele de acid acetic sunt disociate.

Dimer ciclic

Structura cristalului de acetic acidarată că moleculele se grupează în perechi, formând dimeri conectați prin punți de hidrogen.

Dimerul ciclic al acidului acetic; liniile punctate reprezintă legături de hidrogen.

Solvent

Acidul acetic lichid este un solvent protic hidrofil (polar), similar etanolului și apei, care poate dizolva nu doar compușii polari cum ar fi sărurile anorganice și zaharurile, dar și compușii nepolari ca uleiurile și elemente ca sulful și iodul. Acestă proprietate de dizolvare și de miscibilitate a acidului acetic determină larga sa utilizare în industria chimică.

Reacții chimice

Acidul acetic este coroziv pentru multe metale, incluzând fierul, magneziul și zincul, formând gaz de hidrogen și săruri metalice numite acetați. Aluminiul, expus la oxigen, formează un strat subțire de oxid de aluminiu la suprafața sa, strat care este relativ rezistent, astfel încât cisternele de aluminiu pot fi utilizate pentru transportul acidului acetic. Acetații metalici se pot obține din acid acetic și baza corespondentă, ca în reacția dintre bicarbonatul alimentar și oțet. Cu excepția acetatului de crom (II), aproape toți acetații sunt solubili în apă.

Mg + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O

Acidul acetic produce reacțiile chimice tipice ale unui acid carboxilic:

obținerea apei și a acetaților (etanoați) metalici, în cazul reacției cu alcali (metale și alcalino-pământoase),

producerea unui acetat metalic, când reacționează cu metale,

producerea de acetat metalic, apă și dioxid de carbonalcaline când reacționează cu carbonați și bicarbonați (carbonați acizi).

Dintre toate reacțiile sale, de remarcat este formarea etanolului prin reducere și formare de derivați de tipul clorurii de acetil prin intermediul substituției nucleofilice a grupării acetil. Alte derivative de substituție includ anhidrida acetică; această anhidridă este produsă prin pierderea apei din două molecule de acid acetic. În mod asemănător, esterii acidului acetic se pot forma prin esterificare (esterificarea Fischer); se pot obține și amide. Încălzit la peste 440 °C, acidul acetic se descompune în dioxid de carbon și metan sau poate da cetonă și apă.

Acidul acetic acid este produs și excretat de către anumite bacterii, mai ales de genul Acetobacter și Clostridium acetobutylicum. Aceste bacterii sunt ominiprezente în produsele alimentare, apă și sol, iar acidul acetic este produs în mod natural prin alterarea fructelor sau a altor alimente.

Acidul acetic este, de asemenea, un component al secreției vaginale la femeie și la alte primate, unde se pare că servește drept agent antiseptic moderat.

CAPITOLUL 4.

CONTROLUL CALITĂȚII ACIDULUI ACETIC

Acidul acetic poate fi detectat datorită mirosului caracteristic. Dă o reacție de culoare pentru sărurile acidului acetic, în soluția de clorură ferică, care este de un roșu închis, ce dispare după acidificare.

Acetații, prin încălzire în prezență de trioxid de arsen formează oxid de cacodil (lichidul lui Cadet) ([(CH3)2As]2O), ce poate fi detectat datorită vaporilor săi urât-mirositori.

Compoziția acidului acetic trebuie să corespundă prevederilor din tabelele nr. 1, nr. 2 și nr. 3.

Tabel nr. 1 Conținutul de acid total

Tabel nr. 2 Conținutul de alcool rezidual

Tabel nr. 3 Substanțe solide

Acidul acetic glacial (99,8%) luat ca bază la fabricarea produsului acid acetic de calitate alimentară trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

masă moleculară relativă: 60,05;

concentrație: cel puțin 99,8%;

proprietăți organoleptice: lichid limpede, incolor, cu miros caracteristic, înțepător;

indice de culoare: cu limita maximă de 5 Hazen (unități de culoare);

punct de fierbere: aproximativ 118º C la presiunea de 760 mm coloană de Hg;

greutate specifică: de la 1,048 pînă la 1,05 l;

identificarea acetatului se face într-o soluție 1/3;

punct de solidificare: minimum 16,3 ºC;

reziduu nevolatil: maximum 50 mg/kg;

acid formic: maximum 500 mg/kg;

substanțe ușor oxidabile: metodă și speicifcație conform Farmacopeii Europene (1);

zinc: maximum 1 mg/kg;

cupru: maximum 1 mg/kg;

arsen: maximum 1 mg/kg;

plumb: maximum 1 mg/kg;

mercur: maximum 1 mg/kg;

metale grele: maximum 5 mg/kg, metodă în conformitate cu Farmacopeea Europeană (2);

pentru soluțiile apoase valorile trebuie să fie în conformitate cu conținutul lor în acid acetic.

Etichetarea, prezentarea și publicitatea acidului acetic se face cu respectarea

Hotărîrii Guvernului nr. 996 din 20 august 2003 despre aprobarea Normelor

privind etichetarea produselor alimentare și Normelor privind etichetarea produselor chimice de menaj,aplicându-se urmatoarele elemente suplimentare:

a) denumirea „acid acetic alimentar concentrat” se va da produselor acid acetic de calitate alimentară cu o concentrație în acid mai mare de 250g/1.000 ml, respectiv 250g/1l; se va menționa modul de utilizare prin înscrierea proporției de diluție;

b) denumirea „acid acetic alimentar” se va da produselor acid acetic de calitate alimentară cu co concentrație în acid cuprinsă între 150g/ll (un litru) și 250g/1l (un litru), se va menționa modul de utilizare prin înscrierea proporției de diluție;

c) denumirea „acid acetic alimentar diluat” se va da produselor acid acetic de calitate alimentară cu o concentrație în acid sub 150 g/1l, se va menționa modul de utilizare prin înscrierea diluției;

d) conținutul total de acid acetic al produselor, exprimat ca aciditatea totală, în g/1.000 ml trebuie indicat pe etichetă cu mențiunea „…grame/litru (g/l)”;

e) produsele care au un conținut de acid acetic mai mare de 11g/1.000 ml trebuie marcate cu indicația următoare „Atenție! A nu se consuma nediluat”;

f) produsele cu un conținut de acid acetic mai mare de 250g/l trebuie marcate printr-un simbol de pericol.

Metode de analiză

4.1.1. LUCRARE DE LABORATOR – Analiza volumetrică a oțetului

Scopul analizei: determinarea concentrației % în acid acetic a oțetului alimentar.

Ustensile și aparatură de laboratorde laborator:

biuretă, pâlnie, pahare Erlenmeyer, cilindrii gadați, baloane cotate;

pisetă cu apă distilată;

balanță analitică, sticlă de ceas.

Reactini necesari:

proba de oțet căreia i se determina concentrația %;

NaOH, acid oxalic, fenolftaleină.

Mod de lucru: lucrarea de laborator se va desfășura în mai multe etape, astfel:

Etapa 1 – prepararea a 100 ml de soluție de H2C2O4·2H2O 0,1 N, necesară pentru determinarea factorului de corecție a soluției de NaOH aprox. 0,1 N.

calcularea cantității de H2C2O4·2H2O solid necerar preparării soluției;

cântărirea la balanța analitică a cantității de H2C2O4·2H2O calculată;

aducerea substanței solide în balonul cotat de 100 ml și completarea cu apă distilată până la semn, etichetarea soluției.

Etapa 2 – prepararea a 200 ml de soluție NaOH de concentrație aprox. 0,1 N, necesară pentru titrarea probei de oțet.

calcularea cantității de NaOH solid necerar preparării soluției;

căntărirea la balanța tehnică a substanței solide (se va cântări un exces de apox. 10% pentru că NaOH se carbonatează);

aducerea substanței solide în balonul cotat de 200 ml și completarea cu apă distilată până la semn, etichetarea soluției.

Etapa 3 – stabilirea factorului de corecție a soluției de NaOH 0,1 N.

se ia o probă de 10 ml soluție de acid oxalic de concentrație 0,1 N (acidul oxalic este substanță etalon și deci se pot prepara soluții de concentrație exactă din el), într-un pahar Erlenmeyer;

se diluează cu 150 ml apă distilată și se adaugă 2-3 picături de fenolftaleină;

se titrează proba cu soluție de NaOH până la virajul culorii indicatorului de la incolor la roz-violet;

se notează volumul de soluție de NaOH utilizat la titrare și se calculează factorul soluției de NaOH cu formula:

=

se vor efectua minimul 3 determinări a factorului și se va face media aritmetică a acestora.

Etapa 4 – determinarea concentrației % în acid acetic a oțetului alimentar prin titrare cu soluție de NaOH 0,1 N cu factor cunoscut.

se ia o probă de 10 ml oțet alimentar într-un flacon Erlenmeyer și se diluează cu 150 ml apă distilată;

se adaugă 2-3 picături de fenolftaleină;

se titrează proba cu soluție de NaOH cu factor cunoscut până la virajul culorii indicatorului de la incolor la roz-violet;

se notează volumul de soluție de NaOH utilizat la titrare;

se calculează cantitatea de acid acetic din probă;

se vor efectua minim 3 determinări.

4.1.2.Determinarea acidității totale

Principiul metodei

Se titrează aciditatea produsului cu o soluție de hidroxid de sodiu cu titrul cunoscut în prezența fenolftaleinei ca indicator.

Reactivi:

Reactivii folosiți trebuie să fie de calitate pentru analiză sau de calitate echivalentă. Apa trebuie să fie distilată sau de puritate echivalentă (a se vedea ISO 3696).

– Hidroxid de sodiu

– Fenolftaleină, soluție alcoolică 1 %.

Mod de lucru:

Într-un vas Erlenmeyer de 250 ÷ 300 ml se introduc 10 ml probă de analizat și se diluează cu 10 ml apă fiartă și răcită înainte de întrebuințare. Se titrează cu soluție de hidroxid de sodiu în prezența a două sau trei picături de fenolftaleină până la apariția culorii roz care persistă minim 1 min.

Se efectuează în paralel două determinări din aceeași probă pentru analiză.

Calcul și exprimare rezultate:

Aciditatea exprimată în grame acid acetic la 1000 ml produs se calculează cu formula:

Aciditate = (grame acid acetic la 1000 ml) unde :

V este volumul probei de oțet, în ml;

V1 este volumul soluției de hidroxid de sodiu, folosit la titrare, în ml;

0,06 este cantitatea de acid acetic corespunzător la 1 ml hidroxid de sodiu soluție n, în grame.

4.1.3. Determinarea extractului

Principiul metodei

Se evaporă proba de analizat la temperatura de fierbere a apei, în condiții date, și se cântărește reziduul obținut.

Aparatură

etuvă, cu pereți dubli între care se află apă la temperatura de fierbere;

capsulă de porțelan cu fund plat, cu diametrul de 85 mm și înălțimea de 20 mm;

balanță analitică;

baie de apă.

Mod de lucru

În capsula de porțelan, în prealabil tarată, se introduc 50 ml probă de analizat și se evaporă pe baie de apă până aproape de uscare.

Se adaugă în capsulă 10 ml apă și se continuă evaporarea până la uscare. Adăugarea de apă și uscarea se repetă de trei ori. După evaporare completă, reziduul se usucă 90 min în etuva de apă încălzită la fierbere, menținând constant nivelul apei în etuvă.

După uscare, capsula se răcește în exsicator 15 min, apoi se cântărește la balanța analitică cu precizie de 0,0002g.

Se efectuează în paralel două determinări din aceeași probă pentru analiză.

Calcul și exprimarea rezultatelor

Conținutul în extract, exprimat în grame la 100 ml produs, se calculează cu formula:

extract = (grame la 100 ml) unde:

m este masa extractului și a capsulei, în grame;

m1 masa capsulei în grame;

V este volumul probei, în ml.

Ca rezultat se ia media aritmetică a celor două determinări efectuate în paralel, de același operator, în cadrul aceluiași laborator, pe aceeași probă, trebuie să nu depășească 0,0002 g la 100 ml produs.

4.1.4.Determinarea alcoolului metilic

Alcoolul metilic se determină prin două metode:

metoda de identificare calitativă;

metoda colorimetrică.

4.1.4.1.Metoda de identificare calitativă

Pregătirea probei pentru analiză

Se iau 20 ml probă de analizat, se neutralizează cu soluție de hidroxid de sodiu și se distilă încet 10 ml.

Principiul metodei

Alcoolul metilic din probă dă o colorație violacee, caracteristică, cu reactivul Schiff-Elvove.

Reactivi:

acid fosforic, soluție 4n;

acid sulfuric, d = 1,84;

acid oxalic, soluție 10%;

permanganat de potasiu, soluție 3%;

reactiv Schiff-Elvove: 1 g fucsină neutră bine mojarată se introduce într-un pahar Berzelius, cu 600 ml apă fierbinte, se așează pe sita de azbest și se încălzește la o flacără mică, agitând cu o baghetă până la dizolvarea completă. Peste soluția răcită se adaugă 10 g sulfit de sodiu anhidru, iar soluția rezultată, care începe să se decoloreze, se trece cantitativ într-un balon cotat de 1000 ml.

Când volumul lichidului din balon a ajuns la circa 500 ml, se adaugă 10 ml acid clorhidric (d = 1,19). Soluția continuă să se decoloreze. Se ferește de lumină și se agită continuu; se adaugă apă până aproape de semn. Se ține la întuneric până a doua zi, când soluția este aproape incoloră și se aduce la semn cu apă.

soluție etalon pentru alcool metilic: 0,1 g alcool metilic se dizolvă în apă și se aduce volumul soluției la 100 ml.

1 ml soluție conține 1 mg alcool metilic.

Mod de lucru

Se ia 1 ml din distilatul pregătit conform 3.3.1.1, se adaugă 4 ml apă, 2 ml acid fosforic și 2 ml soluție de permanganat de potasiu.

Se agită, după care se lasă în repaus 15 min.

Se adaugă apoi 1 ml soluție de acid oxalic, se agită și după 2 min se adaugă 1 ml acid sulfuric. După agitare, se adaugă 3 ml reactiv Schiff-Elvove, se agită bine și se lasă în repaus 20 min. O colorație violacee indică prezența alcoolului metilic.

4.1.4.2.Metoda colorimetrică

Pregătirea probei pentru analiză

Se iau 20 ml probă de analizat, se neutralizează cu soluție de hidroxid de sodiu și se distilă încet 10 ml.

Principiul metodei

Alcoolul metilic în prezența reactivului Schiff-Elvove dă o colorație violacee. Intensitatea culorii probei de analiză se compară cu o scală etalon.

Reactivi:

acid fosforic, soluție 4n;

acid sulfuric, d = 1,84;

acid oxalic, soluție 10%;

permanganat de potasiu, soluție 3%;

reactiv Schiff-Elvove;

soluție etalon pentru alcool metilic.

Mod de lucru . Colorimetrarea

Din distilatul obținut mai sus se iau 5 ml și se introduc într-un tub colorimetric. Se adaugă 2 ml acid fosforic și 2 ml soluție permanganat de potasiu.

Se agită și se lasă în repaus 15 min. Se adaugă apoi 1 ml soluție de acid oxalic, se agită și după 2 min se adaugă 1 ml acid sulfuric.

După agitare se adaugă 3 ml reactiv Schiff-Elvove, se agită bine și se lasă 20 min în repaus.

Se compară intensitatea culorii probei de analizat cu fiecare dintre tuburile scalei colorimetrice, și se notează tubul cu nuanță identică. Compararea se face pe fond alb. Se efectuează în paralel două determinări din aceeași probă pentru analiză.

Pregătirea scalei colorimetrice

În 11 tuburi colorimetrice se introduc reactivi conform tabelului 1.

Tabelul 1

În continuare se compară intensitatea culorii probei de analizat cu fiecare dintre tuburile scalei colorimetrice, și se notează tubul cu nuanță identică. Compararea se face pe fond alb.

Calcul și exprimarea rezultatelor

Conținutul în alcool metilic, exprimat în grame la 100 ml produs, se calculează cu formula:

Alcool metilic = (grame la 100 ml) unde:

V este volumul probei luat în lucru, în ml;

V1 este volumul de distilat obținut, în ml;

V2 este volumul de distilat luat pentru determinare, în ml;

m este masa alcoolului metilic din tubul cu soluție etalon care are nuanță identică cu a probei, în grame.

4.1.5.Identificarea acizilor minerali

Principiul metodei

Metoda se bazează pe proprietatea acizilor minerali de a schimba culoarea violetului de metil 2 B.

Reactivi

soluție de violet de metil 2 B: 0,1 g violet de metil 2 B se dizolvă în 100 ml alcool etilic de circa 95 % vol, la care se adaugă 100 ml apă și se agită.

cărbune animal.

Mod de lucru

10 ml probă de analizat se aduc la aciditatea de circa 3 g acid acetic la 100 ml produs (prin diluare cu apă), se decolorează cu cărbune animal și se tratează cu patru sau cinci picături soluție de violet de metil 2 B.

Colorația violetă nu trebuie să se schimbe.

4.1.6.Identificarea coloranților sintetici

Principiul metodei

Metoda se bazează pe fixarea colorantului sintetic pe fibră textilă.

Reactivi și materiale

sulfat de potasiu, soluție 10 %;

amoniac, soluție 10 %;

lână albă degresată: lâna se spală cu eter etilic și se usucă sau se spală cu soluție de carbonat de sodiu 10 % urmată de o spălare în apă curentă și uscare.

Mod de lucru

Într-o capsulă de porțelan sau pahar Berzelius se introduc 10 ml probă de analizat, se adaugă 10 ml soluție de sulfat de potasiu și se fierbe 10 min cu câteva fire de lână albă. După fierbere se scoate lâna, se spală cu puțină apă și apoi cu soluție de amoniac. În prezența coloranților sintetici, lâna rămâne colorată în roșu sau galben.

4.1.7.Identificarea caramelului

Principiul metodei

Metoda se bazează pe punerea în evidență a produșilor de descompunere a zaharurilor.

Reactivi

acid clorhidric d = 1,19

soluție de fluoroglucină: 0,5 g fluoroglucină se dizolvă în 100 ml acid clorhidric 10 %;

cărbune animal.

Mod de lucru

2 ml probă de analizat decolorată cu cărbune animal, se tratează cu 2 ml acid clorhidric și 1 ml soluție de fluoroglucină proaspăt preparată.

În prezența caramelului, lichidul devine opalescent.

4.1.8.Determinarea sedimentului (reziduului uscat)

Prncipiul metodei

Se filtrează proba de analizat și se cântărește reziduul obținut.

Mod de lucru

Se filtrează prin hârtie de filtru cu porozitate fină, cântărită în prealabil 100 ml probă de analizat. Filtrul cu reziduul se trece într-o capsulă de porțelan tarată în prealabil, se usucă întâi pe o baie de apă, apoi într-o etuvă la 100 °C ± 5 °C până la masă constantă, se răcește și se cântărește cu precizie de 0,0002 g.

Se efectuează în paralel două determinări din aceeași probă.

Calcul și exprimare rezultate

Conținutul în reziduu uscat, exprimat în grame la litru, se calculează cu formula:

sediment (reziduu uscat) = (g/ l) unde:

m1 este masa capsulei și a hârtiei de filtru, în grame;

m2 este masa capsulei cu hârtie de filtru și reziduul după uscare, în grame;

V este volumul de probă luat pentru determinare, în ml.

4.2.Determinări pentru verificarea calității acidului acetic

4.2.1.Reacții de identificare și condiții de puritate.

Pentru a determina calitatea acidului acetic de realizează în laborator următoarele determinări:

reacția de identificare și condiții de puritate;

conținutul în acid acetic;

conținutul în acid formic;

conținutul în acetaldehidă;

identificarea cetonei;

identificarea alcoolului metilic.

Reacția de identificarea și condiții de puritate

MOD DE LUCRU:

Se tratează 0,5 cm3 acid acetic (CH3COOH) cu 1 cm3 alcool metilic, 1cm3 acid sulfuric (H2SO4) reactiv și se încălzește, se formează acetatul de etil (ester) cu miros caracteristic, conform reacției:

CH3COOH + 2H5OH → CH3COOC2H5 + H2O

Din 10 cm3 acid acetic ce se diluează la 50 cm3 se separă o soluție A, de circa 2%.

Soluția de acid acetic 20% este supusă următoarelor analize calitative:

Identificare acid acetic: 2 cm3 soluție se neutralizează cu NaOH 10% (reactiv) și se tratează cu 3 picături FeCl3 (reactiv), apare o colorație roșie-brumă, care dispare la tratare cu HCl.

Identificare cloruri: 5 cm3 soluție A completată cu apă distilată la 10 cm3 se separă cu 2 cm3 soluție etalon (0,02 mg ion Cl-), se completează cu apă la 10cm3.

Identificare sulfați: 5 cm3 soluție A completată cu apă distilată la 10 cm3 se compară cu 10 cm3 soluție etalon (0,1 mg ion SO4)

Identificare fier: 5 cm3 soluție A completată cu apă distilată la 10 cm3, soluția nu trebuie să dea reacția pentru fier cu tiocianatul de amoniu(NH4SCN) soluție5%.

Identificare metale grele: 10 cm3 soluție A se compară cu 10 cm3 soluție etalon (0,01 mg ion Pb2+).

Identificare arsen: 2 cm3 soluție se diluează cu 3 cm3 apă distilată, soluția nu trebuie să dea reacția pentru arsen cu reactivul hipofosforos (20g NaH2PO2 + 40 cm3 H2O + 180 cm3 HCl)

Identificarea substanțelor reducătoare: 5 cm3 soluție se diluează cu 20 cm3 apă distilată și se adaugă 1 cm3 permanganat de potasiu (KMnO4) 0,1 N, colorația roz-violetă trebuie să persiste cel puțin 10 min.

4.2.2. Continuțul in acid acetic,se determină prin titrarea cu hidroxid de sodiu în prezență fenolftaleinei,ca indicator.

CAPITOLUL 5.

DIRECȚII DE VALORIFICARE ALE ACIDULUI ACETIC

Acidul acetic joacă un rol esențial în industria chimică organică. Este utilizat atât ca solvent, deși este puternic coroziv, cât și la prepararea unui număr mare de compuși importanți, printre care acetanimida, anhidrida acetică, cetena, acetat de vinil și acid acetil salicilic, acetat de celuloză, esteri utilizați în parfumerie, coloranți.

Este un reactiv chimic important de largă utilizare în industrie, fiind folosit pentru producerea tereftalatului de polietilenă, compus ce stă la baza obținerii de sticle pentru băuturile răcoritoare; se folosește la prepararea acetatului de celuloză, în special pentru filmul fotografic, la fabricarea de solvenți pentru industria de lacuri și vopsele, pentru obținerea acetatului de polivinil, în industria medicamentelor, ca și în producerea de fibre și țesături sintetice.

În gospodărie, acidul acetic diluat e adesea utilizat ca agent de detartrare. În industria alimentară, este utilizat sub codul E260 ca aditiv alimentar cu scopul ajustării acidității.

Acidul acetic este folosit în alimentație sub formă de oțet și ca materie primă în industria farmaceutică, la prepararea aspirinei (acid acetilsalicilic). Unele săruri ale sale (acetații de Fe, Cr, Al) se folosesc ca mordanți în vopsitorie (mordanții sunt fixatori ai culorii pe fibră).

Acidul acetic se folosește în sinteza diferitor substanțe pe post de catalizator și/sau solvent atunci când reacțiile se petrec în mediu anhidru.

Acidul acetic este un reactant chimic utilizat pentru producerea a numeroși compuși chimici. Cea mai importantă întrebuințare a acidului acetic constă în producerea monomerului de acetat de vinil (vezi mai jos), urmată îndeaproape de obținerea anhidridei acetice și a esterilor.

Prin comparație, volumul de acid acetic folosit pentru producerea oțetului este mic.

Acetat de vinil

Mari cantități de acid acetic acid se folosesc pentru fabricarea acetatului de vinil. Această întrebuințare consumă aproximativ 40 % până la 45 % din producția mondială de acid acetic. Reacția pornește de la etilenă și acid acetic acid în prezența oxigenului, pe un catalizator de paladiu.

2 H3C-COOH + 2 C2H4 + O2 → 2 H3C-CO-O-CH=CH2 + 2 H2O

Acetatul de vinil poate fi folosit ca atare în adezivi comercializați sub numele generic de aracet. De asemenea, poate fi polimerizat în poliacetat de vinil sau diverși copolimeri. Acești polimeri sunt întrebuințați în producerea de vopsele, adezivi sau diverse materiale plastice.

CAPITOLUL 6.

MĂSURI DE S.S.M. PREVENIREA ȘI STINGEREA INCENDIILOR LA PRELUCRAREA ACIDULUI ACETIC

Acidul acetic concentrat este coroziv și de aceea trebuie manipulat cu precauție, deoarece poate provoca arsuri cutanate, leziuni oculare permanente și iritarea mucoaselor. E posibil ca aceste arsuri sau flictene să nu apară decât la câteva ore după expunere.

Mănușile de latex nu oferă protecție; se recomandă purtarea unor mănuși rezistente ca cele făcute din cauciuc nitril. Acidul acetic concentrat se aprinde cu dificultate în condiții de laborator.

Capătă risc de incendiu atunci când temperatura ambientală depășește 39 °C, moment din care poate forma un amestec explozibil cu aerul peste această temperatură (limită explozivă: 5,4 %–16 %).

Riscurile determinate de soluțiile de acid acetic depind de concentrație. Tabelul de mai jos redă clasificarea UE pentru soluțiile de acid acetic:

Simbol de securitate

Soluțiile cu peste 25 % acid acetic sunt mânuite sub hotă datorită vaporilor caustici și corozivi. Acidul acetic diluat sub formă de oțet e inofensiv. Totuși, ingestia unor soluții mai concentrate pune în pericol viața oamenilor sau a animalelor. Acest lucru poate provoca leziuni severe la nivelul sistemului digestiv și modificarea acidității sângelui, potențial letală.

Din cauza incompatibilităților, se recomandă păstrarea acidului acetic departe de acid cromic, etilen-glicol, acid azotic, acid percloric, permanganați, peroxizi și hidroxizi.

CAPITOLUL 7.

PROBLEME DE POLUARE

Dezvoltarea puternică a industriei compușilor macromoleculari impune luarea unor masuri de protectie a mediului inconjurător.

La poluarea mediului,degradarea și modificarea peisajelor,contribuie si agenții poluanți proveniți din diferitele procese tehnologice de fabricare a acidului acetic.Astfel folosirea acizilor organici,necesită respectarea obligatorie a măsurilor.

Poluanții organici migrează dintr-un mediu in altul, transmițând proprietațile toxice si influențând negativ lumea vegetală și cea animală.

Prezența acidului acetic,ca urmare a acțiunii omului si care in lumina cunostințelor noastre actuale provoacă prin natura lor,prin concentrația in care se găsesc si prin timpul cât acționează,efecte nocive asupra sănătății,creează disconfort.

Dacă multe substanțe organice se folosesc in combaterea unor boli(medicamente,vitamine)o parte din substanțele organice au acțiunea toxică și sunt polunte.

Compușii organici sunt considerați poluanți generați în interior care au tendința de a fi cele mai comune si mai distrugătoare cauzând corodarea metalelor și materialelor calcaroase,cateodată atacă si pigmenții,hârtia și textilele.Acestea sunt adesea legate de atacul componenților carbonil deoarece moleculele conțin legatura C=O și au reacții de tip similar cu obiectele.

Acidul acetic duce la:

-corodarea anumitor materiale in special plumb,zinc și aliajele cuprului care au un conținut ridicat de plumb;

-atacarea speciilor mineralogice;

-poate ataca hârtia ,pigmenții și textilele;

-este folosit ca colorant pentru aspect si pentru gust.

CAPITOLUL 8.

CONCLUZII

Acidul acetic joaca un rol esential in industria chimica organica. Este utilizat atat ca atare, ca solvent, desi este puternic coroziv, cat si la prepararea unui numar mare de compusi importanti, printre care acetanimida, anhidrida acetica, cetena, acetat de vinil si acid acetil salicilic, acetat de celuloza, esteri utilizati in parfumerie, coloranti.

Acidul acetic este un bun solvent utilizat frecvent la dizolvarea rasinilor si a uleiurilor esentiale.acidul acetic este un bun solvent utilizat frecvent la dizolvarea rasinilor si a uleiurilor esentiale.

Se obține prin fermentație acetică, din etanol, conform ecuației:

, în prezență de O2

Acidul acetic este folosit drept condiment și consumat în soluție 3-6% (soluția se numește oțet) și ca materie primă în industria farmaceutică, la prepararea aspirinei (acid acetilsalicilic). este un bun solvent utiliza Pentru fabricarea acidului acetic se apl Acidul acetic este produs de Clostridium aceticum și Acetobacter woodii (2,9 kg de acid acetic de 100% de la 1 m3 de mediu de cultură, în decurs de 24 de ore). El servește la fabricarea cauciucului și a materialelor plastice, a fibrelor de acetat, a substanțelor farmaceutice, a insecticidelor, a conservanților alimentari etc.

ica mai multe metode.Fermentatia acetic frecvent la dizolvarea rasinilor si a uleiurilor esentiale.

CAPITOLUL 9.

BIBLIOGRAFIE

,,Tehnologia fabricării și prelucrării produselor chimice’’, Niculescu I., Dulcă A., Rodeanu T., Vidrașcu A. Editura didactică și pedagogică, București, 1993

,,Chimie organică și anorganică’’ Nenițescu C.D,, Editura Didactică si Pedagogică, București 1983.

,,Tehnologie chimică’’ Pincovschi E., Floarea M., Editura Didactică și Pedagogică, București 1978.

www.e-referat.net

,,Manualul laborantului chimist’’ Postolache A., Partenie Silvia

,,Chimie analitică și analize tehnice’’ Croitoru V., Vlădescu L., Cismas R., Teodorescu M.- Editura didactică și pedagogică, București, 1997

,,Tehnologie chimică’’ Aurelia Vidrașcu, A urora Dulcă,

Editura didactică și pedagogică, București, 1990

8. Halmanghi I., Zaharescu A.- Tehnologie chimică organică, Editura didactică și pedagogică, București, 1962

9. Vlădescu, L., Teodorescu, M., Chimie Analitică și Analize Tehnice,

manual pentru clasa a XI-a, Ed. Didactică și Pedagogică, București, 1994

Tomiță,I., Onițiu, V., Instruire practică în laboratorul de chimie

analitică, Editura Didactică și Pedagogică, București,1983

ANEXE

ANEXA 1.

Reacții de identificare a ionului CH3COO– 

    a) Acidul sulfuric substituie acidul acetic din soluțiile acetaților:

H2SO4   +  2CH3COONa    =    Na2SO4  +   2CH3COOH

Acidul acetic se recunoaște după  mirosul specific, dacă soluția se încălzește pe baia de apa.

    b) In mediu de acid  sulfuric ionii  CH3COO-  formează cu alcoolii inferiori esteri, care au miros de fructe:

CH3COO–  +  H2SO4  =  CHCOOH  + 

CH3COOH  +  HO–R    =   CH3–CO–O–R  +  H2O

(R  =  –C2H5,  –C3H7,  –C4H9,  –C5H11)

    Modul de efectuare a reacției: 8 -10 picături de soluție de acetat de sodiu se tratează cu 5-7 picături de acid sulfuric concentrat și se adaugă puțin alcool  izoamolic. Amestecul se încălzește câteva minute pe baia de apă, apoi se trece într-un pahar cu apă rece. Izoamilacetatul  obținut este recunoscut după mirosul specific.

ANEXA 2.

LUCRAREA PRACTICĂ

Tema: SOLUBILITATEA ÎN APĂ A SUBSTANȚELOR ORGANICE

Se dau următoarele substanțe: glicerină, alcool, acid acetic, acetonă, grăsime vegetală, benzen. Având la dispoziție stative cu eprubete și pipete, încercați solubilitatea acestor substanțe în apă.

ANEXA 3.

FIȘA TEHNICĂ A ACIDULUI ACETIC