PERACETIC ACID: ISTRAKTURA, PAG-AARI, PAGGAWA, GINAGAMIT - CHEMISTRY - 2025

Ang peracetic acid ay isang likidong organikong compound na ang kemikal na formula ay C ₂ H ₄ O ₃ . Ito ang peroxide ng acetic acid, kaya kilala rin ito bilang peroxyacetic acid. Ang molekula nito ay katulad ng sa acetic acid CH ₃ COOH ngunit may karagdagang oxygen sa carboxyl.

Ito ay kabilang sa klase ng mga organikong peroxide, na mga gawa ng tao na molekula. Ang germicidal at isterilisasyon ng mga katangian ng may tubig na solusyon ay kilala mula pa noong 1902. Ang pagkilos na ito ay maaaring sa ilang mga kaso ay maipalabas sa mga konsentrasyon na mas mababa sa 0.001%.

Peracetic acid. May-akda: Marilú Stea.

Ginagawa nitong ari-arian na malawakang ginagamit ito sa mga klinika at ospital upang i-sterilize ang mga kagamitang medikal, na may karagdagang kalamangan na ang mga produktong nabubulok nito ay hindi nakakalason sa mga tao.

Ang mga solusyon sa PAA ay malakas na nag-oxidizing, isang katangian na ginamit upang pagpapaputi ng papel na pulp o sa mga laundry. Inilapat din ito upang isagawa ang mga reaksyon ng kemikal kung saan kinakailangan ang pag-aari na ito, tulad ng epoxidation at hydroxylation.

Ang pagkilos ng oxidizing at disinfectant na ito ay ginagamit sa paglilinis ng kagamitan kung saan naproseso ang pagkain at inumin. Bilang karagdagan, ito ay nakakonekta sa ilang mga metal at kapag naimbak dapat itong itago mula sa mga organikong o madaling oxidizable compound.

Tandaan na ang mga puro na solusyon ay maaaring sumabog, na kung bakit ito ay mas mabuti na maging handa na diluted at nakaimbak sa mga malamig na lugar. Ang kinakaing unti-unting puwersa nito ay inilalapat din sa balat ng tao, mauhog lamad, at mga tisyu, kaya dapat itong hawakan nang may pag-iingat at may proteksyon na kagamitan.

Istraktura

Ang peroxyacetic acid ay may isang molekula na halos kapareho ng acetic acid ngunit may isang karagdagang oxygen sa istraktura ng pangkat na -COOH, dahil mayroon itong 3 atom na oxygen sa halip na dalawa.

Istraktura ng peracetic acid. May-akda: Su-no-G. Pinagmulan: Selfmade. Pinagmulan: Wikipedia Commons.

Pangngalan

- Peracetic acid

- Peroxyacetic acid

- Ethanoperoxoic acid

- PAA (PeroxiAcetic Acid).

Ari-arian

Pisikal na estado

I-clear ang walang kulay na likido na may isang amoy na suka ng suka.

Ang bigat ng molekular

76.05 g / mol

Punto ng pag-kulo

110 ºC (na may pagsabog)

Flashpoint

40.5 ºC (bukas na paraan ng tasa)

Temperatura ng auto-ignition

200 ºC (ang temperatura kung saan sinusunog ito ng kusang-loob)

Density

1,226 g / cm ³ sa 15 ºC

Kalapitan

3,280 cP sa 25.6 ° C

Refractive index

1.3974 sa 20 ºC

Solubility

Ito ay hindi nagagawa ng tubig sa anumang proporsyon. Natutunaw ito sa mga polar na organikong solvent, tulad ng ethanol. Bahagyang natutunaw sa mabangong mga solvent. Napakadunaw sa eter at sa asupre acid.

pH

Mas mababa sa 2.

Patuloy ang pagkakaiba-iba

pK _a = 8.20 sa 25 ° C (ito ay mas mahina kaysa sa acetic acid na mayroong pK _a = 4.8)

Mga katangian ng kemikal

Bilang isang acid, ang PAA ay mas mahina kaysa sa acid na nagmula, acetic acid.

Ito ay may mataas na potensyal bilang isang oxidant. Ito ay lubos na reaktibo na ginagawang mahirap iimbak at ito ay limitado ang paggamit nito.

Ang mga produkto ng nakapanghihina ay ang acetic acid CH ₃ COOH, oxygen O ₂ , hydrogen peroxide H ₂ O ₂ at tubig H ₂ O. H ₂ O _{2 na} magbabalot sa tubig at oxygen. Ang lahat ng mga compound na ito ay ligtas sa kapaligiran.

Ito ay isang ahente ng epoxidizing at hydroxylating para sa mga bono ng olefinic (C = C dobleng bono). Nangangahulugan ito na aktibong nakikilahok ito sa pagbuo ng mga epoxide sa dobleng mga bono ng mga organikong molekula at sa pagdaragdag ng mga pangkat -OH sa mga ito.

Ang PAA ay nakakonekta sa ilang mga metal tulad ng makinis na bakal, galvanized iron, tanso, tanso, at tanso. Ang iba pang mga metal ay lumalaban tulad ng hindi kinakalawang na asero, purong aluminyo at de lata na bakal.

Sinasalakay ang sintetiko at natural na mga basura at kinukuha ang plasticizer mula sa ilang mga polinyer ng vinyl.

Ito ay may isang nakakahumaling at maanghang na amoy na nakapagpapaalaala sa acetic acid (acetic acid ang pangunahing sangkap ng suka).

Pagkuha

Sa pamamagitan ng pag-reaksyon ng glacial acetic acid (anhydrous, iyon ay, walang tubig) na may hydrogen peroxide H ₂ O ₂ sa pagkakaroon ng isang mineral acid (tulad ng sulfuric acid H ₂ SO ₄ ), ang bahagi ng acetic acid ay na-oxidized at may tubig na solusyon ay nakuha ng peracetic acid, acetic acid at H ₂ O ₂ .

Pagkuha ng may tubig na solusyon ng peracetic acid. May-akda: Marilú Stea

Ang H ₂ SO _{4 ay} kumikilos bilang isang katalista o pagpapabilis ng reaksyon. Ang mga nagpapatatag na ahente tulad ng pyridine-2,6-dicarboxylic acid ay ginagamit.

Kung ang mga solusyon na ito ay distilled, isang mas mataas na konsentrasyon ng peracetic acid ay maaaring makuha.

Maaari rin itong makuha sa pamamagitan ng oksihenasyon ng acetaldehyde CH ₃ CHO na may osono O ₃ , o sa pamamagitan ng reaksyon ng acetic anhydride (CH ₃ CO) ₂ O sa H ₂ O ₂ .

Ang isa pang paraan upang makuha ito ng tama kung saan kinakailangan ito ay sa pamamagitan ng pagdaragdag ng tetra-acetyl-ethylenediamine (TAED) sa isang alkalina na solusyon ng H ₂ O ₂ .

Aplikasyon

Sa gamot bilang isang sterilant para sa kagamitan

Ang PAA ay kumikilos bilang isang disimpektante para sa mga medikal na kagamitan sa mga klinika, ospital, mga tanggapan ng medikal at ngipin.

Sterilized dental na kagamitan. May-akda: Daniel Frank. Pinagmulan: Mga pexels.

Ang ilang mga mapagkukunan ay nag-uulat na ang pagkilos nito laban sa mga microorganism ay maaaring maiuri sa isang pangkalahatang paraan tulad ng sumusunod: bakterya> mga virus> bakterya spores> protozoan cysts. Nangangahulugan ito na mas epektibo laban sa bakterya at hindi gaanong epektibo laban sa mga protozoan cysts.

Sa mga pag-aaral na isinagawa sa pagkilos ng bactericidal ng PAA at iba pang mga high-level disinfectants laban sa Staphylococcus aureus at Pseudomonas aeruginosa sa mga kagamitan sa endoscopy, napatunayan ng PAA na pinakamabilis sa microbicidal effect nito.

Ang Staphylococcus aureus ay maaaring maging sanhi ng mga impeksyong malambot na tisyu, impeksyon sa balat, pneumonia, at impeksyon sa tisyu ng puso. Ang pseudomonas aeruginosa ay maaaring maging sanhi ng pneumonia.

Ang mga bakterya ay bumubuo ng mga biofilms na pinoprotektahan ang mga ito mula sa panlabas na stimuli o stress, sa pamamagitan ng isang makapal na layer ng extracellular protein, polysaccharides, at mga nucleic acid.

Ang mga biofilms na ito ay lubos na lumalaban sa mga karaniwang antibiotics at disinfectants. Sa mga kagamitan tulad ng mga endoscope, may posibilidad silang mabuo sa makitid na mga channel nito, dahil sa hindi naaangkop o hindi epektibo na mga gawain sa paglilinis at pagdidisimpekta.

Inaatake ng PAA ang mga biofilms na ito marahil sa pamamagitan ng oksihenasyon ng mas sensitibong molekular na mga bono ng protina, enzymes at iba pang mga metabolite. Ito ay humahantong sa pagkasira ng mga cell pader ng mga mikrobyo, ang kanilang mga spores at cysts.

Bukod dito, kapag ang PAA ay tumagos sa cell maaari itong mag-oxidize ng mga mahahalagang enzyme, pinipinsala ang transportasyon ng mga molekula at mahahalagang proseso ng biochemical.

Ang mga oras ng pagdidisimpekta ay itinatag sa loob ng ilang taon, ngunit sa panahon ng ilang mga pag-aaral napansin na ang paggamot sa PAA ay nagdulot ng mga pagbabago sa hugis ng mga cell pagkatapos ng 5 minuto lamang, kasama ang pagbuo ng mga bulsa o bulge sa mga cell ng mga cell. bakterya, at pagbagsak ng mga cellular na istruktura ng mga microorganism pagkatapos ng 30 minuto.

Bagaman ang PAA ay nakatayo para sa bilis nito, inirerekomenda ng mga mananaliksik na muling suriin ang mga oras na itinatag sa mga protocol ng paglilinis at pagdidisimpekta, pagdaragdag ng mga ito para sa karamihan ng mga high-level antiseptics, upang matiyak ang kanilang kabuuang pagiging epektibo.

Ang isa sa mga negatibong aspeto ng PAA ay mayroong ilang mga pathogens na kung saan hindi ito epektibo, tulad ng mga cyst ng Giardia lamblia at Cryptosporidium parvum (mga parasito na maaaring maging sanhi ng pagtatae o iba pang mga kondisyon ng bituka).

Sa paggamot ng wastewater

Ang disimpektibong epekto ng PAA sa mga munisipalidad o pang-industriya na wastewater ay naiimbestigahan nang higit sa 30 taon.

Ang nabubuhay na halaman sa paggamot ng tubig. May-akda: Michal Jarmoluk. Pinagmulan: Pixabay.

Kabilang sa mga pakinabang nito ay ang malawak na spectrum ng aktibidad ng germicidal nito kahit na sa pagkakaroon ng organikong bagay, pati na rin ang katotohanan na hindi ito bumubuo ng pangalawang produkto na nakakasama sa kapaligiran.

Ang pagiging epektibo ng pagkilos nito ay tila nakasalalay, bukod sa iba pang mga kadahilanan, sa dami ng organikong bagay na naroroon sa effluent, ang uri at dami ng mga microorganism na aalisin, ang konsentrasyon ng PAA sa tubig na dapat gamutin, ang pH at ang tagal ng paggamot.

Sa ilang mga kaso, ang PAA ay ipinakita na mas mahusay kaysa sa sodium hypochlorite para sa pagdidisimpekta ng wastewater sa mga tropical climates at naging epektibo laban sa virus ng cholera, bukod sa maraming iba pang mga pathogens.

Gayunpaman, ang isa sa mga negatibong puntos ay dahil sa natitirang acetic acid pagkatapos ng pagdidisimpekta, ang effluent ng tubig ay puno ng organikong bagay, na pinatataas ang panganib ng bagong paglaki ng mga microorganism.

Sa kabilang banda, ito ay isang mamahaling produkto, kaya hindi pa ito masyadong mapagkumpitensya halimbawa sa sodium hypochlorite dahil sa aspektong ito.

Sa industriya ng pagkain

Dahil ito ay isang malakas na ahente ng oxidizing, ito ay napaka-epektibo laban sa mga microorganism sa mababang temperatura at ito ay humantong sa malawak na paggamit nito bilang isang bakterya at fungicide sa pagproseso ng pagkain at inumin.

Kasama dito ang mga halaman sa pagproseso ng karne at manok, pagawaan ng gatas, mga serbesa, alak ng bino o mga winika, at mga halaman ng malambot na inumin. Sa lahat ng mga lugar na ito ang PAA ay inilalapat dahil ito ay mainam para sa paglilinis sa lugar (sa site).

Ang mga enzim na natagpuan sa ilang mga pagkain tulad ng peroxidase at catalase, na nag-deactivate hydrogen peroxide H ₂ O ₂ , ay walang nakakapinsalang epekto sa peracetic acid. Ang nalalabi ng protina ay hindi nasasaktan din.

Dahil sa ang katunayan na ang PAA sa pagkain ay nahuhulog sa acetic acid at hydrogen peroxide, itinuturing itong ligtas para magamit sa mga aplikasyon kung saan ang pagkain ay hindi hugasan.

Nagsisilbi itong disimpektante at isterant para sa hindi kinakalawang na asero at tank tank, mga tubo at mga tanke ng trak, na nagsisilbi para sa transportasyon at pag-iimbak ng mga inuming.

Hindi kinakalawang na tangke ng asero upang mag-imbak ng beer. May-akda: Roberta Keiko Kitahara Santana. Pinagmulan: Unsplash.

Ang katangian nito sa pagbuo ng mga produktong hindi nakakalason at na sa mataas na pagbabanto ay hindi gumagawa ng mga lasa o amoy, nagse-save sila ng oras at pera para sa mga industriya na ito.

Sa industriya ng sapal at papel

Ang peracetic acid ay isang mahalagang ahente ng libreng chlorine sa teknolohiya ng pagpapaputi sa industriya ng papel ng pulp.

Ang ilang mga may-akda ay isinasaalang-alang ang peracetic acid bilang isang aktibong derivative ng H ₂ O ₂ , kung saan ang isa sa mga hydrogens nito ay pinalitan ng isang grupo ng acyl na CH ₃ C (= O) -.

Bilang resulta nito, ang peracetic acid ay tumugon sa mga organikong substrate sa isang mas mataas na antas kaysa sa H ₂ O ₂ at maaari itong magamit sa mga reaksyon ng oksihenasyon sa ilalim ng mas banayad na mga kondisyon kaysa sa H ₂ O ₂ .

Sa ilalim ng mga kondisyon ng neutral o moderately alkaline, ang peracetate ion CH ₃ C (= O) OO-pagiging isang matibay na nucleophile (ito ay naaakit ng mga atom na kulang sa elektron), selectively na inaalis nito ang mga chromophores o mga kulay na compound na naroroon sa papel na pulp.

Pinapayagan nito ang mga industriya na magkaroon ng isang napaka-epektibong pagpapaputi at na ang mga nalalabi ay hindi nahawahan ang kanilang may tubig na mga effluents.

Sa paggawa ng iba pang mga compound ng kemikal

Ang peracetic acid ay nagsisilbing isang oxidant upang maghanda ng mga epoxy compound, bilang isang katalista upang gumawa ng mga polyester resins at makakuha ng caprolactam at gliserol.

Sa pagbawi ng mga polimer para sa pag-recycle

Ang ilang mga mananaliksik ay may kakayahang mabawi ang mga kapaki-pakinabang na materyales sa pamamagitan ng pagpapagamot ng ilang mga polymeric na basura na may mga solusyon sa PAA.

Ang proseso ay isinasagawa sa pamamagitan ng oksihenasyon ng ilang mga carbon fiber reinforced polimer basura mula sa mga aktibidad ng aerospace, na may mga solusyon ng glacial acetic acid at hydrogen peroxide.

Sa ganitong paraan, ang peracetic acid ay nabuo sa situ, na kung saan nabulok ang epoxy dagta ng 97%, naiwan ang buo ng carbon fiber.

Pagkatapos, sa pamamagitan ng distillation, higit sa 90% ng acetic acid ay nakuhang muli, na nagreresulta sa karagdagang pagkabulok ng polimer na bumubuo ng mababawi na aliphatic at phenolic compound.

Ang carbon fiber ay nakuha malinis, at pinapanatili ang haba at makulit na lakas na maihahambing sa mga hibla ng mga birhen.

Carbon fiber. Cjp24. Pinagmulan: Wikipedia Commons.

Ang proseso ay isinasagawa sa ilalim ng banayad na mga kondisyon, nang walang mga paglabas ng gas, na ginagawang palakaibigan.

Sa mga labahan

Dahil sa lakas ng oxidizing nito ng mga kulay na compound, ang peracetic acid ay ginagamit sa pagpapaputi ng paglalaba. Sa mga kasong ito, ang halo ng tetra-acetyl-ethylenediamine na may H ₂ O ₂ sa isang medium na alkalina ay ginagamit upang makuha ito sa site.

Ang saklaw ng aplikasyon nito ay malawak, dahil maaari itong magamit sa matigas na tubig o sa mga naglalaman ng isang mataas na proporsyon ng mga asing-gamot ng calcium at magnesium, sa isang pH sa pagitan ng 3.0 at 7.5 at temperatura mula 0 hanggang 40 ºC.

Mga panganib

Ang peracetic acid o PAA ay maaaring maging lubos na kinakain. Malalakas itong inis sa balat at mata.

Kung ang mga solusyon nito ay naiinis, ito ay nagdudulot ng kaagnasan ng mauhog lamad ng bibig, lalamunan, esophagus at gastrointestinal tract, na nagiging sanhi ng sakit at kahirapan sa paglunok.

Kung ang mga singaw nito ay nalalanghap, ang pangangati ng respiratory tract ay nangyayari at kung ang paglanghap ay matagal, ang edema sa baga ay nangyayari.

Ang mga solusyon na naglalaman ng higit sa 15% PAA ay nagsisimulang magpakita ng ilang antas ng kawalang-tatag at pagsabog at mga pagyanig o pag-iling ay dapat iwasan. Maaari silang mabulok nang paputok. Kung ang konsentrasyon ng PAA sa solusyon ay lumampas sa 56% maaari itong sumabog dahil sa marahas na pagsingaw ng acetic acid.

Ang pag-init ay dapat iwasan. Ito ay itinuturing na isang nasusunog na likido. Ang pagkabulok nito ay marahas na may pagsabog sa 110ºC. Dapat itong maiimbak sa mga cool na lugar, mas mabuti sa ilalim ng pagpapalamig, o sa napakahusay na mga lugar na maaliwalas.

Malalakas itong nag-oxidizing, samakatuwid mapanganib sa pakikipag-ugnay sa mga organikong materyales. Kapag naka-imbak, dapat itong ihiwalay mula sa iba pang mga compound, lalo na organic, sunugin, nasusunog o oxidizable compound. Dapat itong paghiwalayin sa mga acid, alkalis at mabibigat na metal.

Kapag pinainit sa agnas, naglalabas ito ng acrid at nakakainis na fume, na nakakainis sa mga mata, ilong, at lalamunan.

Kung bubo, hindi ito dapat payagan na dumaloy sa mga kanal habang lumikha sila ng apoy o peligro ng pagsabog.

Bilang mga hakbang sa pag-iwas sa paghawak, inirerekumenda namin ang guwantes na goma at proteksiyon na damit, isang kalasag sa mukha o proteksyon sa mata (salaming de kolor o kaligtasan ng baso), proteksyon sa paghinga at hindi kumain, uminom, o usok habang nagtatrabaho sa kanilang mga solusyon.

Mga Sanggunian

1. US National Library of Medicine. (2019). Peracetic acid. Nabawi mula sa: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Das, M. et al. (2018). Isang Mahusay na Pamamaraan ng Pag-recycle ng CFRP na Basura Gamit ang Peracetic Acid. ACS Sustainable Chemistry at Engineering. Nabawi mula sa pubs.acs.org.
3. Chino, T. et al. (2017). Mabilis na kumikilos na epekto ng peracetic acid, na isang mataas na antas ng disimpektante ng Morolohiko na bactericidal, laban sa Staphylococcus aureus at Pseudomona aeruginosa biofilms sa patubig. Kontrolin ang impeksyon sa Antimicrob Resist. 2017: 6: 122. Nabawi mula sa ncbi.nlm.nih.gov.
4. Pan, GX et al. (1999). Reactivity ng Ferulic Acid at Mga Derivatives nito patungo sa Hydrogen Peroxide at Peracetic Acid. J. Agric. Pagkain Chem. 1999, 47, 3325-3331. Nabawi mula sa pubs.acs.org.
5. Kitis, Mehmet. (2004). Pagdidisimpekta ng wastewater na may peracetic acid: isang pagsusuri. Kapaligiran International 30 (2004) 47-55. Nabawi mula sa sciencedirect.com.