Perättiksyra struktur, egenskaper, produktion, användningsområden

1759
Charles McCarthy

De perättiksyra är en flytande organisk förening vars kemiska formel är CtvåH4ELLER3. Det är peroxiden av ättiksyra, så det är också känt som peroxiättiksyra. Dess molekyl liknar den för ättiksyra CH3COOH men med ytterligare syre på karboxylen.

Det tillhör klassen organiska peroxider, som är konstgjorda molekyler. De bakteriedödande och steriliserande egenskaperna hos dess vattenlösningar har varit kända sedan 1902. Denna verkan kan i vissa fall utövas vid koncentrationer så låga som 0,001%..

Perättiksyra. Författare: Marilú Stea.

Denna egenskap gör att den används i stor utsträckning på kliniker och sjukhus för att sterilisera medicinsk utrustning, med den ytterligare fördelen att dess sönderdelningsprodukter inte är giftiga för människor..

PAA-lösningar oxiderar starkt, en egenskap som har använts för blekning av pappersmassa eller i tvättstugor. Det används också för utförande av kemiska reaktioner där denna egenskap krävs, såsom epoxidering och hydroxylering..

Dess oxidations- och desinfektionsmedel används i rengöringsutrustning där mat och dryck bearbetas. Dessutom är det frätande för vissa metaller och vid förvaring bör det hållas borta från organiska eller lätt oxiderbara föreningar..

Observera att dess koncentrerade lösningar kan vara explosiva, varför det helst bör beredas utspätt och lagras på kalla platser. Dess frätande kraft gäller också mänsklig hud, slemhinnor och vävnader, så den måste hanteras med försiktighet och med skyddsutrustning.

Artikelindex

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 fastigheter
    • 3.1 Fysiskt tillstånd
    • 3.2 Molekylvikt
    • 3.3 Kokpunkt
    • 3.4 Flampunkt
    • 3.5 Självantändningstemperatur
    • 3.6 Densitet
    • 3.7 Viskositet
    • 3.8 Brytningsindex
    • 3.9 Löslighet
    • 3,10 pH
    • 3.11 Dissociationskonstant
    • 3.12 Kemiska egenskaper
  • 4 Skaffa
  • 5 användningsområden
    • 5.1 I medicin som ett steriliseringsmedel för utrustning
    • 5.2 Vid avloppsrening
    • 5.3 I livsmedelsindustrin
    • 5.4 Inom massa- och pappersindustrin
    • 5.5 Vid produktion av andra kemiska föreningar
    • 5.6 Vid återvinning av polymerer för återvinning
    • 5.7 I tvättstugor
  • 6 risker
  • 7 Referenser

Strukturera

Peroxiättiksyra har en molekyl som mycket liknar ättiksyra men med ytterligare syre i strukturen av -COOH-gruppen, eftersom den har 3 syreatomer istället för två.

Struktur av perättiksyra. Författare: Su-no-G. Källa: Selfmade. Källa: Wikipedia Commons.

Nomenklatur

- Perättiksyra

- Peroxiättiksyra

- Etanoperoxosyra

- PAA Peroxiättiksyra).

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Klar färglös vätska med en skarp ättika lukt.

Molekylvikt

76,05 g / mol

Kokpunkt

110 ºC (med explosion)

Flampunkt

40,5 ºC (öppen koppmetod)

Självantändningstemperatur

200 ºC (det är temperaturen vid vilken det brinner spontant)

Densitet

1 226 g / cm3 vid 15 ºC

Viskositet

3,280 cP vid 25,6 ° C

Brytningsindex

1,3974 vid 20 ºC

Löslighet

Det är blandbart med vatten i någon proportion. Det är lösligt i polära organiska lösningsmedel, såsom etanol. Något lösligt i aromatiska lösningsmedel. Mycket löslig i eter och svavelsyra.

pH

Mindre än 2.

Dissociationskonstant

pKtill = 8,20 vid 25 ° C (det är svagare än ättiksyra som har pKtill = 4,8)

Kemiska egenskaper

Som en syra är PAA mycket svagare än den syra den kommer från, ättiksyra..

Det har en hög potential som oxidant. Det är mycket reaktivt vilket gör det svårt att lagra och detta har begränsat dess användning..

Dess nedbrytningsprodukter är ättiksyra CH3COOH, syre Otvå, väteperoxid HtvåELLERtvå och vatten HtvåO. HtvåELLERtvå i sin tur bryts det ner till vatten och syre. Alla dessa föreningar är miljösäkra.

Det är ett epoxiderande och hydroxylerande medel för olefinbindningar (C = C dubbelbindningar). Detta innebär att det deltar aktivt i bildandet av epoxider i dubbelbindningar av organiska molekyler och i tillsatsen av -OH-grupper i dessa..

PAA är frätande för vissa metaller som slät stål, galvaniserat järn, koppar, mässing och brons. Andra metaller är beständiga såsom rostfritt stål, ren aluminium och konserverad järn.

Angriper syntetiska och naturliga gummi och extraherar mjukgöraren från vissa vinylpolymerer.

Den har en skarp och skarp lukt som påminner om ättiksyra (ättiksyra är huvudkomponenten i ättika).

Erhållande

Genom att reagera isättika (vattenfri, dvs. utan vatten) med väteperoxid HtvåELLERtvå i närvaro av en mineralsyra (såsom svavelsyra HtvåSW4en del av ättiksyra oxideras och vattenlösningar av perättiksyra, ättiksyra och H erhållstvåELLERtvå.

Erhållande av vattenlösningar av perättiksyra. Författare: Marilú Stea

HtvåSW4 fungerar som en katalysator eller reaktionsaccelerator. Stabiliseringsmedel används, såsom pyridin-2,6-dikarboxylsyra.

Om dessa lösningar destilleras kan en högre koncentration av perättiksyra erhållas..

Det kan också erhållas genom oxidation av acetaldehyd CH3CHO med ozon O3, eller genom reaktion av ättiksyraanhydrid (CH3CO)tvåEller med HtvåELLERtvå.

Ett annat sätt att få det rätt där det behövs är att tillsätta tetraacetyl-etylendiamin (TAED) till en alkalisk lösning av HtvåELLERtvå.

Applikationer

I medicin som ett steriliseringsmedel för utrustning

PAA fungerar som ett desinfektionsmedel för medicinsk utrustning på kliniker, sjukhus, medicinska och tandvårdskontor.

Steriliserad tandutrustning. Författare: Daniel Frank. Källa: Pexels.

Vissa källor rapporterar att dess verkan mot mikroorganismer kan klassificeras på ett allmänt sätt enligt följande: bakterier> virus> bakteriesporer> protozoancyster. Detta innebär att det är mer effektivt mot bakterier och mindre effektivt mot protozoancyster..

I studier utförda på den bakteriedödande verkan av PAA och andra högnivå desinfektionsmedel mot Staphylococcus aureus Y Pseudomonas aeruginosa inom endoskopiutrustning visade sig PAA vara den snabbaste i sin mikrobicidiska effekt.

De Staphylococcus aureus Det kan orsaka mjukvävnadsinfektioner, hudinfektioner, lunginflammation och hjärtvävnadsinfektion. De Pseudomonas aeruginosa kan leda till lunginflammation.

Bakterier bildar biofilmer som skyddar dem från yttre stimuli eller stress genom ett tjockt skikt av extracellulära proteiner, polysackarider och nukleinsyror..

Dessa biofilmer är mycket resistenta mot vanliga antibiotika och desinfektionsmedel. I utrustning som endoskop tenderar de att bildas i dessa smala kanaler på grund av otillräckliga eller ineffektiva rengörings- och desinfektionsrutiner..

PAA angriper dessa biofilmer troligen genom oxidation av de mer känsliga molekylära bindningarna av proteiner, enzymer och andra metaboliter. Detta leder till nedbrytning av cellväggar hos bakterier, deras sporer och cystor..

Dessutom kan PAA genom att tränga in i cellen oxidera essentiella enzymer, vilket försämrar transporten av molekyler och vitala biokemiska processer.

Desinfektionstider har fastställts i några år, men under vissa studier observerades att behandling med PAA orsakade förändringar i formen av celler efter endast 5 minuter, med bildande av fickor eller utbuktningar i cellväggen i cellerna. kollaps av mikroorganismernas cellulära strukturer efter 30 minuter.

Även om PAA stod ut för sin hastighet, har forskarna rekommenderat att utvärdera de tider som fastställts i rengörings- och desinfektionsprotokollen, och öka dem för de flesta antiseptika på hög nivå för att säkerställa deras totala effektivitet..

En av de negativa aspekterna av PAA är att det finns några patogener mot vilka det inte är särskilt effektivt, såsom cystor i Giardia lamblia och av Cryptosporidium parvum (parasiter som kan orsaka diarré eller andra tarmsjukdomar).

Vid avloppsrening

Desinfektionseffekten av PAA i kommunala eller industriella avloppsvatten har undersökts i mer än 30 år.

Restvattenreningsanläggning. Författare: Michal Jarmoluk. Källa: Pixabay.

Bland dess fördelar är det breda spektrumet av dess bakteriedödande aktivitet även i närvaro av organiskt material, liksom det faktum att det inte genererar sekundära produkter som är skadliga för miljön..

Effektiviteten av dess verkan tycks bero bland annat på mängden organiskt material som finns i utflödet, typen och mängden mikroorganismer som ska elimineras, PAA-koncentrationen i vattnet som ska behandlas, pH och varaktigheten av behandlingen..

I vissa fall har PAA visat sig vara bättre än natriumhypoklorit för desinficering av avloppsvatten i tropiska klimat och har varit effektivt mot koleraviruset, bland många andra patogener..

En av de negativa punkterna är emellertid att på grund av att ättiksyra kvarstår efter desinfektion, fylls vattenavloppet med organiskt material, vilket ökar risken för ny tillväxt av mikroorganismer..

Å andra sidan är det en dyr produkt, så den är ännu inte särskilt konkurrenskraftig, till exempel med natriumhypoklorit på grund av denna aspekt..

I livsmedelsindustrin

Eftersom det är ett starkt oxidationsmedel, är det mycket effektivt mot mikroorganismer vid låga temperaturer och detta har lett till att det används i stor utsträckning som baktericid och fungicid vid bearbetning av livsmedel och drycker..

Detta inkluderar kött- och fjäderfäbearbetningsanläggningar, mejeriprodukter, bryggerier, vingårdar eller vingårdar och fabriker för tillverkning av läskedrycker. På alla dessa platser appliceras PAA eftersom det är perfekt för rengöring in situ (på platsen).

Enzymer som finns i vissa livsmedel som peroxidas och katalas, som inaktiverar väteperoxid HtvåELLERtvå, de har ingen skadlig effekt på perättiksyra. Proteinrester skadar dig inte heller.

På grund av det faktum att PAA i livsmedel bryts ner i ättiksyra och väteperoxid anses det vara säkert för användning i applikationer där maten inte sköljs..

Det fungerar som desinfektionsmedel och steriliseringsmedel för rostfria stål- och glastankar, rör och tankbilar, som fungerar för transport och lagring av drycker.

Tankar av rostfritt stål för att lagra öl. Författare: Roberta Keiko Kitahara Santana. Källa: Unsplash.

Dess kännetecken för att generera giftfria produkter och att det i hög utspädning inte ger smaker eller lukt, utgör tids- och pengarbesparingar för dessa industrier.

Inom massa- och pappersindustrin

Perättiksyra är ett viktigt klorfritt medel inom blekningsteknik inom pappersmassaindustrin..

Vissa författare betraktar perättiksyra som ett aktiverat derivat av HtvåELLERtvå, där ett av vätena i detta har ersatts med en acylgrupp CH3C (= O)-.

Som ett resultat av detta reagerar perättiksyra med organiska substrat i större grad än HtvåELLERtvå och att den kan användas i oxidationsreaktioner under mer måttliga förhållanden än med HtvåELLERtvå.

Under neutrala eller måttligt alkaliska förhållanden kan peracetatjonen CH3C (= O) OO- är en stark nukleofil (attraherad av elektronbristatomer), avlägsnar den selektivt kromoforer eller färgade föreningar som finns i pappersmassa.

Detta gör det möjligt för dessa industrier att ha en mycket effektiv blekmedel och vars rester inte förorenar deras vattenhaltiga avlopp..

Vid produktion av andra kemiska föreningar

Perättiksyra fungerar som en oxidant för att framställa epoxiföreningar, som en katalysator för att framställa polyesterhartser och för att erhålla kaprolaktam och glycerol.

Vid återvinning av polymerer för återvinning

Vissa forskare har lyckats återvinna användbara material genom att behandla vissa polymeravfall med PAA-lösningar..

Processen utförs genom oxidation av vissa kolfiberförstärkta polymeravfall från flygindustrin med lösningar av isättika och väteperoxid.

På detta sätt genereras perättiksyra in situ, vilket bryter ner epoxihartset med 97% och lämnar kolfibern intakt.

Därefter utvinns mer än 90% av ättiksyra genom destillation, vilket resulterar i ytterligare sönderdelning av polymeren som genererar återvinningsbara alifatiska och fenolföreningar..

Kolfiber erhålls ren och bibehåller sin längd och draghållfasthet jämförbar med jungfrufibrer.

Kolfiber. Cjp24 [Allmän domän]. Källa: Wikipedia Commons.

Processen utförs under milda förhållanden utan gasutsläpp, vilket gör den miljövänlig.

I tvättstugor

På grund av dess oxiderande kraft av färgade föreningar används perättiksyra vid blekning av tvätt. I dessa fall blandas tetraacetyl-etylendiamin med HtvåELLERtvå i alkaliskt medium för att få det på plats.

Dess användningsområde är mycket brett, eftersom det kan användas i hårda vatten eller sådana som innehåller en hög andel kalcium- och magnesiumsalter, vid pH mellan 3,0 och 7,5 och temperaturer mellan 0 och 40 ºC..

Risker

Perättiksyra eller PAA kan vara mycket frätande. Det är starkt irriterande för hud och ögon.

Om dess lösningar intas orsakar det korrosion i slemhinnorna i munnen, halsen, matstrupen och mag-tarmkanalen, vilket orsakar smärta och sväljsvårigheter..

Om ångorna inandas uppträder irritation i luftvägarna och vid långvarig inandning uppstår ödem i lungorna..

Lösningar som innehåller mer än 15% PAA börjar uppvisa viss grad av instabilitet och explosivitet och stötar eller skakningar bör undvikas. De kan sönderdelas explosivt. Om koncentrationen av PAA i lösningen överstiger 56% kan den detoneras på grund av våldsam avdunstning av ättiksyra.

Värme bör undvikas. Det anses vara en brandfarlig vätska. Dess nedbrytning är våldsam med en explosion vid 110 ºC. Den ska förvaras på svala platser, helst under kylning eller på mycket väl ventilerade platser..

Det är starkt oxiderande och därför farligt vid kontakt med organiska material. Vid förvaring måste den isoleras från andra föreningar, särskilt organiska, brännbara, brandfarliga eller oxiderbara föreningar. Den måste separeras från syror, alkalier och tungmetaller.

Vid uppvärmning till nedbrytning avger den fräscha och irriterande ångor som irriterar ögon, näsa och hals..

Vid utsläpp bör det inte tillåtas att rinna ut i avloppet eftersom de skapar brand- eller explosionsrisk..

Som förebyggande åtgärder vid hantering rekommenderar vi gummihandskar och skyddskläder, ansiktsskydd eller ögonskydd (glasögon eller skyddsglasögon), andningsskydd och inte äta, dricka eller röka medan du arbetar med lösningarna..

Referenser

  1. USA National Library of Medicine. (2019). Perättiksyra. Återställd från: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Das, M. et al. (2018). En effektiv metod för återvinning av CFRP-avfall med perättiksyra. ACS hållbar kemi och teknik. Återställd från pubs.acs.org.
  3. Chino, T. et al. (2017). Morfologiska bakteriedödande snabbverkande effekter av perättiksyra, ett högt desinfektionsmedel, mot Staphylococcus aureus och Pseudomonas aeruginosa biofilmer i slangar. Antimikrobiell resistent mot smittkontroll. 2017: 6: 122. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Pan, G.X. et al. (1999). Reaktivitet av ferulinsyra och dess derivat mot väteperoxid och perättiksyra. J. Agric. Food Chem.1999, 47, 3325-3331. Återställd från pubs.acs.org.
  5. Kitis, Mehmet. (2004). Desinfektion av avloppsvatten med perättiksyra: en översyn. Environment International 30 (2004) 47-55. Återställd från sciencedirect.com.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.