ACETATO DI SODIO: STRUTTURA, PROPRIETÀ, SINTESI, USI - CHIMICA - 2024

L' acetato di sodio è un sale di sodio di acido acetico con la formula molecolare C ₂ H ₃ O ₂ Na. È costituito da una polvere bianca deliquescente, essenzialmente presente in due forme: anidra e triidrata. Entrambi sono molto solubili in acqua, il solvente universale; ma non così solubile in alcoli o acetone.

La forma anidra ha una densità, un punto di fusione e un punto di ebollizione con valori superiori a quelli presentati dalla forma triidrata di acetato di sodio. Questo perché le molecole d'acqua interferiscono tra le interazioni degli ioni Na ⁺ e CH ₃ COO ^- .

Aspetto di acetato di sodio

L'acetato di sodio è stabile, soprattutto se conservato tra 2 e 8 ° C; ma è suscettibile all'azione di forti agenti ossidanti e alogeni.

Può essere preparato facendo reagire bicarbonato di sodio con acido acetico. Inoltre, con la reazione dell'acido acetico con l'idrossido di sodio. Entrambe le reazioni sono semplici da produrre e poco costose; il primo può essere fatto anche a casa.

Questo sale è un composto a bassa tossicità. Produce irritazione cutanea, solo dopo contatti frequenti e continui. È leggermente irritante per gli occhi ma può irritare le vie respiratorie. Non ci sono informazioni su un effetto dannoso della sua ingestione.

Ha numerosi usi e applicazioni, evidenziando la sua funzione tampone del pH, insieme all'acido acetico. Il tampone acetato ha un pKa = 4.7; che conferisce un'elevata efficienza nella regolazione del pH in ambiente acido con valori di pH compresi tra 3 e 6.

A causa della sua bassa tossicità e proprietà, è stato ampiamente utilizzato per migliorare il sapore del cibo, nonché un agente che fornisce protezione contro il deterioramento grazie alla sua azione contro i microbi.

Struttura dell'acetato di sodio

Acetato e ioni sodio. Fonte: Shu0309

L'immagine sopra mostra gli ioni che compongono i cristalli di acetato di sodio anidro (senza acqua). La sfera viola corrisponde al catione Na ⁺ e lo ione molecolare alla sua sinistra è l'acetato, CH ₃ COO ^- , con i suoi atomi di ossigeno rappresentati da sfere rosse.

Queste coppie, secondo la formula CH ₃ COONa, sono in rapporto 1: 1; Per ogni CH ₃ COO ^- anione , deve esserci un catione Na ⁺ attratto dalla sua carica negativa e viceversa. Pertanto, le attrazioni tra di loro e le repulsioni tra cariche uguali finiscono per stabilire schemi strutturali che definiscono un cristallo, la cui espressione minima è la cellula unitaria.

Detta cella unitaria, come il cristallo nel suo insieme, varia a seconda della disposizione degli ioni nello spazio; non è sempre lo stesso, anche per lo stesso sistema cristallino. Ad esempio, l'acetato di sodio anidro può formare due polimorfi ortorombici, uno dei quali è rappresentato di seguito:

Cella unitaria di cristalli ortorombici di acetato di sodio. Fonte: Benjah-bmm27

Notare la disposizione degli ioni: quattro ioni CH ₃ COO ^- racchiudono un Na ⁺ in modo tale da "disegnare" una piramide distorta a base quadrata. Ciascuno di questi CH ₃ COO ^- a sua volta interagisce con un altro Na ⁺ adiacente.

Cristalli idratati

L'acetato di sodio ha un'elevata affinità per l'acqua; infatti è deliquescente, cioè trattiene l'umidità finché non si dissolve in essa. Maggiore è l'umidità, prima si "scioglie". Questo perché sia ​​CH ₃ COO ^- che Na ⁺ possono idratarsi, circondarsi di molecole d'acqua che dirigono i loro dipoli verso le loro cariche (Na ⁺ OH ₂ , CH ₃ COO ^- HOH).

Quando questo sale viene preparato in laboratorio o in casa, la sua affinità per l'acqua è tale che anche a temperature normali si ottiene già come idrato; CH ₃ COONa · 3H ₂ O. I loro cristalli smettono di essere ortorombici e diventano monoclinici, poiché ora incorporano tre molecole d'acqua per ogni coppia CH ₃ COO ^- e Na ⁺ .

Proprietà

nomi

-Acetato di sodio.

-Etanato di sodio (IUPAC).

Massa molare

-Anidro: 82,03 g / mol.

-Triidrato: 136,03 g / mol.

Aspetto

Polvere bianca deliquescente.

Odore

All'aceto quando riscaldato fino alla decomposizione.

Densità

-Anidro: 1.528 g / cm ³ a 20 ° C.

-Triidrato: 1,45 g / cm ³ a 20 ° C.

Punto di fusione

-Anidro: 324 ° C (615 ° F, 597 K).

-Triidrato: 58 ° C (136 ° F, 331 K).

Punto di ebollizione

-Anidro: 881,4 ° C (1.618,5 ° F, 1.154,5 K).

-Triidrato: 122 ° C (252 ° F, 395 K). Si decompone.

solubilità

In acqua

-Anidro: 123,3 g / 100 mL a 20ºC.

-Triidrato: 46,4 g / 100 mL a 20 ºC.

In metanolo

16 g / 100 ga 15 ° C.

In etanolo

5,3 g / 100 mL (triidrato).

In acetone

0,5 g / kg a 15 ° C.

Acidità

pKa: 24 (20 ° C).

basicità

pKb: 9,25. Qui si evidenzia che l'acetato di sodio è un sale basico perché ha un pKb inferiore al suo pKa.

Indice di rifrazione (ηD)

1.464

Capacità calorica

-100,83 J / mol · K (anidro).

-229,9 J / mol · K (triidrato).

punto di accensione

Superiore a 250ºC.

Temperatura di autoaccensione

600 ° C.

pH

8,9 (soluzione 0,1 M a 25 ° C).

Stabilità

Stabile. Incompatibile con forti agenti ossidanti e alogeni. Sensibile all'umidità.

reazioni

L'acetato di sodio può formare un estere reagendo con un alogenuro alchilico; ad esempio, il bromoetano:

CH ₃ COONa + BrCH ₂ CH ₃ => CH ₃ COOCH ₂ CH ₃ + NaBr

L'acetato di sodio si decarbossila a metano (pirolisi) in presenza di NaOH:

CH ₃ COONa + NaOH => CH ₄ + Na ₂ CO ₃

La reazione è catalizzata dai sali di cesio.

Sintesi

L'acetato di sodio può essere prodotto a basso costo in laboratorio facendo reagire il bicarbonato di sodio con acido acetico:

NaHCO ₃ + CH ₃ COOH => CH ₃ COONa + H ₂ CO ₃

Questa reazione è accompagnata dalla presenza di un intenso gorgoglio nella soluzione, dovuto alla decomposizione dell'acido carbonico in acqua e anidride carbonica.

H ₂ CO ₃ => H ₂ O + CO ₂

A livello industriale, l'acetato di sodio viene prodotto facendo reagire l'acido acetico con l'idrossido di sodio.

CH ₃ COOH + NaOH => CH ₃ COONa + H ₂ O

applicazioni

Borse termiche

L'acetato di sodio viene utilizzato per produrre borse termiche.

Inizialmente, i cristalli di sale vengono sciolti in un volume d'acqua per preparare una soluzione che diventa sovrasatura.

Quindi la soluzione viene riscaldata a una temperatura superiore a 58 ºC, che è il suo punto di fusione. La soluzione sovrasatura viene lasciata raffreddare a temperatura ambiente e non si osserva formazione di cristalli; la soluzione è super raffreddata.

L'assenza di cristalli è spiegata dal fatto che le molecole del liquido sono troppo disorganizzate e non hanno il giusto orientamento per raggiungere la temperatura di cristallizzazione. Il liquido è in uno stato metastabile, uno stato di squilibrio.

Data l'instabilità del liquido superraffreddato, qualsiasi disturbo è sufficiente per avviare la cristallizzazione. Nel caso di sacche termiche, viene premuto un attacco meccanico per mescolare il liquido e avviare la formazione di cristalli e la solidificazione della soluzione di acetato di sodio triidrato.

Quando si verifica la cristallizzazione, la temperatura aumenta. I cristalli di sodio acetato triidrato assumono l'aspetto di ghiaccio, ma sono caldi, motivo per cui sono chiamati "ghiaccio caldo".

Industriale

-Il sodio acetato è utilizzato nell'industria tessile come mordente nel processo di tintura dei tessuti

-Neutralizza i rifiuti di acido solforico

-Ha impiego nella lavorazione del cotone per la produzione di dischetti di cotone, utilizzabili nella pulizia personale e per scopi medici

-Viene utilizzato nel decapaggio dei metalli, prima della loro cromatura

-Collaborare in modo che la vulcanizzazione del cloroprene non avvenga nel processo di produzione della gomma sintetica

-Partecipa alla purificazione del glucosio

-Utilizzato nella concia delle pelli.

Uso medico

L'acetato di sodio è uno dei composti utilizzati per fornire elettroliti somministrati ai pazienti per via endovenosa.

Viene utilizzato per correggere i livelli di sodio nei pazienti iponatremici, anche nella correzione dell'acidosi metabolica e dell'alcalinizzazione delle urine.

Soluzione tampone PH

È usato come regolatore del pH in molte, molte reazioni enzimatiche che si verificano tra pH 3 e pH 6.

Il diverso pH della soluzione tampone acetato viene raggiunto dalla variazione della concentrazione di acido acetico e acetato di sodio.

Così, ad esempio, per ottenere un pH di 4,5, la soluzione tampone ha una concentrazione di acido acetico di 3,8 g / L e una concentrazione di acetato di sodio anidro di 3,0 g / L.

La concentrazione del tampone acetato può essere aumentata, aumentando nella stessa proporzione i componenti della soluzione necessari per ottenere il pH desiderato.

Il tampone acetato / acetonitrile viene utilizzato nell'elettroforesi capillare nella separazione delle fotoberberine.

Laboratori di ricerca

-Il sodio acetato è un agente nucleofilo debole utilizzato nella polimerizzazione anionica del β-lattone.

-È utilizzato come reagente nella risonanza magnetica nucleare di macromolecole biologiche.

-Utilizzato nell'estrazione del DNA dalle cellule. Il sodio è un catione che interagisce con le cariche negative dei fosfati presenti nel DNA, che aiuta nella loro condensazione. In presenza di etanolo, il DNA forma un precipitato che può quindi separarsi nello strato acquoso.

Conservazione degli alimenti

-Aiuta a prevenire la crescita batterica, oltre a prevenire la generazione di acidità in eccesso che causa il deterioramento degli alimenti, mantenendo così un pH specifico.

-Il sodio presente nell'acetato esalta il sapore del cibo.

-Il sodio acetato viene utilizzato nella preparazione di sottaceti: ​​cetrioli, carote, cipolle, ecc. Inoltre, è utilizzato nella conservazione della carne.

Conservazione del calcestruzzo

Il calcestruzzo viene danneggiato dall'azione dell'acqua, che ne accorcia la durata. L'acetato di sodio agisce come un agente sigillante del calcestruzzo che lo rende impermeabile, prolungandone le caratteristiche iniziali.

Esperimenti giovanili

Esperimento 1

Un semplice esperimento è la sintesi dell'acetato di sodio facendo reagire il bicarbonato di sodio con l'aceto (acido acetico al 5%).

30 mL di aceto vengono posti in un becher e si aggiungono circa 3,5 g di bicarbonato.

Nella reazione si formano acetato di sodio e acido carbonico. L'acido si scompone in anidride carbonica e acqua. La generazione di anidride carbonica produrrà un intenso gorgoglio all'interno della soluzione.

Per raccogliere l'acetato di sodio si fa evaporare l'acqua riscaldando la soluzione.

Esperimento 2

Un altro semplice esperimento è la formazione di cristalli di acetato di sodio triidrato.

Per fare ciò si pesano circa 20 g di sodio acetato triidrato e si mettono in un becher, quindi si aggiungono 10 mL di acqua. La soluzione viene riscaldata a una temperatura superiore a 58 ° C.

L'acetato di sodio è completamente disciolto per garantire che la soluzione sia sovrasatura. In precedenza, una piastra di Pietri viene posizionata su una superficie fredda.

Il contenuto del becher con l'acetato triidrato viene versato lentamente nella capsula di Pietri. La temperatura del liquido nella capsula inizia a scendere, anche al di sotto del punto di fusione, senza osservare la cristallizzazione o la solidificazione del sodio acetato triidrato.

Di solito per produrre la cristallizzazione di acetato di sodio triidrato viene aggiunta una piccola quantità di sale per servire come nucleo di cristallizzazione. Altre volte si verifica un piccolo disturbo della soluzione, per avviare la cristallizzazione dell'acetato di sodio.

I cristalli di sodio acetato triidrato hanno l'aspetto di ghiaccio, ma toccandoli mostrerà che sono relativamente caldi. Per questo motivo, il sale è chiamato "ghiaccio caldo".

Tossicità

L'acetato di sodio è un composto a bassissima tossicità. Inoltre non è classificato come sensibilizzante per la pelle e le vie respiratorie.

Inoltre, l'acetato di sodio non è classificato come agente mutageno sulle cellule germinali, cancerogeno o tossico per la riproduzione.

Insomma, è leggermente irritante per gli occhi. Le vie respiratorie possono essere irritate dopo l'inalazione. Il contatto frequente e costante con la pelle può causare irritazione.

Riferimenti

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