Struttura dell'acido perracetico, proprietà, ottenimento, usi

Lui acido paracetico È un composto organico liquido la cui formula chimica è C₂H₄O₃. È perossido di acido acetico, quindi è anche noto come acido perxiacetico. La sua molecola è simile a quella dell'acido acetico CH₃COOH ma con un ulteriore ossigeno in carbossil.

Appartiene alla classe di perossidi organici, che sono molecole fatte dall'uomo. Le proprietà germicide e sterilizzanti delle loro soluzioni acquose sono conosciute dal 1902. Questa azione può in alcuni casi di esercitare a concentrazioni fino allo 0,001%.

Acido paracetico. Autore: Marilú Stea.

Questa proprietà lo rende ampiamente utilizzato in cliniche e ospedali per sterilizzare le attrezzature mediche, con il vantaggio aggiuntivo che i loro prodotti di decomposizione non sono tossici per l'essere umano.

Le soluzioni PAA sono fortemente ossidanti, una caratteristica che è stata utilizzata per candeggiare la polpa di carta o la lavanderie. Si applica anche all'esecuzione di reazioni chimiche in cui è richiesta questa proprietà, come la epossidazione e l'idrossilazione.

La sua azione ossidante e disinfettante è utilizzata nella pulizia delle attrezzature in cui vengono elaborati alimenti e bevande. Inoltre, è corrosivo per alcuni metalli e quando conservato deve essere tenuto lontano da composti organici o facilmente ossidabili.

Fare riferimento che le soluzioni concentrate possono essere esplosive, motivo per cui deve preferibilmente prepararsi e conservare in luoghi freddi. La sua forza corrosiva si applica anche alla pelle, alle mucose e ai tessuti dell'essere umano, quindi deve essere manipolata con cautela e con attrezzature protettive.

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Struttura

L'acido perxiacetico ha una molecola molto simile a quella dell'acido acetico ma con un ulteriore ossigeno nella struttura del gruppo -cooh, poiché ha 3 atomi di ossigeno anziché due.

Struttura dell'acido teracetico. Autore: Su-No-g. Fonte: autoprodotto. Fonte: Wikipedia Commons.

Nomenclatura

- Acido paracetico

- Acido perxiacetico

- Acido etanooperoxoico

- PAA (acronimo inglese Acido perossacetico).

Proprietà

Stato fisico

Liquido chiaro incolore con un forte odore di aceto.

Peso molecolare

76,05 g/mol

Punto di ebollizione

110 ºC (con esplosione)

Punto d'infiammabilità

40,5 ºC (metodo di coppa aperta)

Temperatura di auto-direzione

200 ºC (è la temperatura a spontaneamente)

Densità

1.226 g/cm³ a 15 ºC

Sostanza vischiosa

3.280 cp a 25,6 ºC

Indice di rifrazione

1.3974 a 20 ºC

Solubilità

È miscibile con l'acqua in qualsiasi proporzione. È solubile in solventi organici polari, come l'etanolo. Leggermente solubile in solventi aromatici. Molto solubile in etere e acido solforico.

ph

Meno di 2.

Costante di dissociazione

Pk_A = Da 8,20 a 25 ºC (è più debole dell'acido acetico di PK_A = 4.8)

Proprietà chimiche

Come acido, il PAA è molto più debole dell'acido da cui proviene l'acido acetico.

Presenta un alto potenziale come ossidante. È altamente reattivo, quindi è difficile da archiviare e questo ha limitato il suo uso.

I suoi prodotti di degradazione sono acido acetico CH₃Cooh, ossigeno o₂, Perossido di idrogeno H₂O₂ e acqua h₂O. Il h₂O₂ a sua volta si degrada in acqua e ossigeno. Tutti questi composti sono al sicuro ecologico.

È un agente epossidante e idroassilato per legami olefinici (doppi collegamenti C = C). Ciò significa che partecipa attivamente alla formazione di epossidi in doppi legami di molecole organiche e all'aggiunta di gruppi -OH in questi.

Il PAA è corrosivo verso alcuni metalli come acciaio liscio, ferro zincato, rame, ottone e bronzo. Altri metalli sono resistenti come acciaio inossidabile, alluminio puro e ferro tessuto.

Può servirti: composto chimico

Attaccare gengive sintetiche e naturali ed estrarre il plastificante di alcuni polimeri in vinile.

Ha un odore acuto e acro che ricorda quello dell'acido acetico (l'acido acetico è il componente principale dell'aceto).

Ottenimento

Reagendo l'acido acetico glaciale (anidro, cioè senza acqua) con perossido di idrogeno H₂O₂ In presenza di un acido minerale (come l'acido solforico H₂SW₄), parte delle soluzioni ossidate e acquose di acido acetico di acido pertura, acido acetico e h si ottengono₂O₂.

Ottenere soluzioni acquose di acido perture. Autore: Marilú Stea

Il h₂SW₄ Agisce come un catalizzatore o un acceleratore di reazione. Vengono utilizzati agenti stabilizzanti, come l'acido piridina-2,6-dicarbossilico.

Se queste soluzioni vengono distillate, è possibile ottenere una maggiore concentrazione di perture.

Può anche essere ottenuto mediante ossidazione di acetaldeide ch₃CHO con ozono o₃, o per reazione dell'anidride acetica (CH₃CO)₂O con h₂O₂.

Un altro modo per ottenerlo direttamente nel sito dove è richiesto è aggiungendo tetra-acetil-etilendiamina (TAED) a una soluzione alcalina di H₂O₂.

Applicazioni

In medicina come sterilizzatore dell'attrezzatura

Il PAA funge da disinfettante di attrezzature mediche in cliniche, ospedali, uffici medici e dentali.

Attrezzatura dentale sterilizzata. Autore: Daniel Frank. Fonte: Pexels.

Alcune fonti riportano che la loro azione contro i microrganismi può essere classificata e: batteri> virus> spore di batteri> cisti protozoi. Ciò significa che è più efficace contro i batteri e meno efficace contro le cisti protozoi.

Negli studi condotti sull'azione battericida del PAA e altri disinfettanti di alto livello contro Staphylococcus aureus E Pseudomonas aeruginosa Nell'attrezzatura per l'endoscopia, il PAA si è rivelato il più veloce nel suo effetto microbicida.

Lui Staphylococcus aureus Può produrre infezioni nei tessuti molli, nella pelle, nella polmonite e nell'infezione dei tessuti cardiaci. IL Pseudomonas aeruginosa Può produrre polmonite.

I batteri formano biofilm che li proteggono da stimoli o stress esterni, attraverso uno spesso strato di proteine ​​extracellulari, polisaccaridi e acidi nucleici.

Questi biofilm sono altamente resistenti agli antibiotici e ai disinfettanti comuni. In team come gli endoscopi si formano solitamente nei loro canali stretti, a causa di routine di pulizia e disinfezione non adeguate o non efficaci.

PAA attacca questi biofilm probabilmente per ossidazione dei più sensibili legami molecolari di proteine, enzimi e altri metaboliti. Questo porta alla rottura delle pareti cellulari dei germi, delle loro spore e cisti.

Inoltre, quando penetra nella cellula, il PAA può ossidare gli enzimi essenziali, danneggiando il trasporto di molecole e processi biochimici vitali.

I tempi di disinfezione sono stati stabiliti per alcuni anni, ma durante alcuni studi è stato osservato che il trattamento PAA ha causato cambiamenti nella forma delle cellule dopo soli 5 minuti, con formazione di sacchetti o rigonfiamenti nella parete cellulare dei batteri e crollo del cellulare Strutture di microrganismi dopo 30 minuti.

Sebbene il PAA si sia distinto per la loro velocità, i ricercatori hanno raccomandato di rivalutare i tempi stabiliti nei protocolli di pulizia e disinfezione, aumentandoli per la maggior parte degli antisettici di alto livello, per garantire l'efficacia totale di questi.

Uno degli aspetti negativi del PAA è che ci sono alcuni agenti patogeni verso i quali non è molto efficace, come le cisti del Giardia lamblia "non e 'Inglese e di Cryptosporidium parvum (parassiti che possono produrre diarrea o altre condizioni intestinali).

Nel trattamento delle acque reflue

L'effetto disinfettante del PAA sulle acque reflue o le industrie municipali è stato studiato da più di 30 anni.

Può servirti: idruro di potassio: struttura, formazione, proprietàImpianto di trattamento delle acque residuo. Autore: Michal Jarmoluk. Fonte: Pixabay.

Tra i suoi vantaggi c'è l'ampio spettro della sua attività germicida anche in presenza di materia organica, nonché il fatto che non vengono generati prodotti secondari dannosi per l'ambiente.

L'efficacia della sua azione sembra dipendere tra gli altri fattori della quantità di materia organica presente nell'effluente, dal tipo e dalla quantità di microrganismi da eliminare, dalla concentrazione del PAA nell'acqua da trattare, il pH e il pH durata del trattamento.

In alcuni casi, la PAA si è dimostrata migliore dell'ipoclorito di sodio per disinfettare le acque reflue nei climi tropicali ed è stato efficace contro il virus del colera, tra molti altri agenti patogeni.

Tuttavia, uno dei punti negativi è quello a causa del restante acido acetico dopo la disinfezione, l'effluente idrico è caricato di materia organica, il che aumenta il rischio di una nuova crescita dei microrganismi.

D'altra parte, è un prodotto costoso, quindi non è ancora molto competitivo, ad esempio con ipoclorito di sodio a causa di questo aspetto.

Nell'industria alimentare

Essere un forte agente ossidante è molto efficace contro i microrganismi a basse temperature e questo ha dato origine al suo ampio uso come battericida e fungicida nella lavorazione degli alimenti e delle bevande.

Ciò include piante di lavorazione di carne e pollo, latticini, birrerie, viticoltori o cantine di vino e bevande analcoliche. In tutti questi luoghi il PAA richiede l'ideale per la pulizia Sul posto (nel posto).

Gli enzimi trovati in alcuni alimenti come la perossidasi e la catalasi, che disattivano il perossido di idrogeno H₂O₂, Non esercitano un effetto dannoso sull'acido pertura. Anche i rifiuti proteici non lo danneggiano.

A causa del fatto che nel cibo il PAA si decompone nell'acido acetico e nell'idrogeno, il suo uso è considerato sicuro nelle applicazioni in cui il cibo non viene sciacquato.

Funge da disinfettante e sterilizzante per serbatoi in acciaio inossidabile e vetro, tubi e camion di carro armato, che servono per il trasporto e lo stoccaggio di bevande.

Serbatoi in acciaio inossidabile per conservare la birra. Autore: Roberta Keiko Kitahara Santana. Fonte: Unspash.

La sua caratteristica di generare prodotti non totossici e che in alta diluizione non producono sapori o odori, costituiscono risparmi di tempo e denaro per questi settori.

Nell'industria della polpa e della carta

L'acido perracetico è un importante agente senza cloro nella tecnologia dello sbiancamento nel settore della produzione di polpette di carta.

Alcuni autori considerano l'acido peracetico come un derivato attivato di H₂O₂, Dove uno degli idrogeni di questo è stato sostituito da un gruppo CH Acilo₃C (= o)-.

Come risultato di ciò, l'acido perture reagisce con substrati organici in misura maggiore di H₂O₂ e questo può essere usato nelle reazioni di ossidazione in condizioni più moderate rispetto a H₂O₂.

In condizioni neutre o moderatamente alcaline lo ione percetato CH₃C (= o) oo- per essere un forte nucleofilo (è attratto da atomi carenti di elettroni), mescolare selettivamente cromofori o composti colorati presenti nella polpa di carta.

Ciò consente a queste industrie di avere una candeggina molto efficace e i cui rifiuti non inquinano i loro effluenti acquosi.

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Nella produzione di altri composti chimici

L'acido perracetico funge da ossidante per preparare composti epossidici, come catalizzatore per produrre resine in poliestere e ottenere caprolattam e glicerolo.

Nel recupero di polimeri da riciclare

Alcuni ricercatori sono riusciti a recuperare materiali utili durante il trattamento di determinati rifiuti polimerici con soluzioni PAA.

Il processo viene effettuato mediante ossidazione di alcuni rifiuti di polimeri rinforzati con fibra di carbonio da attività aerospaziali, con soluzioni di acido acetico glaciale e perossido di idrogeno.

In questo modo, viene generato l'acido perture Sul posto, che rompe la resina epossidica del 97% lasciando intatta la fibra di carbonio.

Quindi, per distillazione viene recuperato oltre il 90% dell'acido acetico, con conseguente ulteriore decomposizione del polimero che genera composti alifatici e fenolici recuperabili.

La fibra di carbonio è ottenuta pulita e mantiene la sua resistenza di lunghezza e trazione paragonabile a quelle delle fibre vergini.

Fibra di carbonio. CJP24 [dominio pubblico]. Fonte: Wikipedia Commons.

Il processo viene eseguito in condizioni morbide, senza emissioni gassose, il che lo rende ecologico.

In lavanderia

A causa della sua potenza ossidante di composti colorati, l'acido percetico viene utilizzato nella sbiancamento del bucato. In questi casi, viene utilizzata la miscela tetra-atl-etilendiamina con H₂O₂ In mezzo alcalino per ottenerlo sul sito.

Il suo intervallo di applicazione è molto ampio, in quanto può essere utilizzato in acque dure o che contengono elevata percentuale di sali di calcio e magnesio, a pH tra 3,0 e 7,5 e temperature da 0 a 40 ° C.

Rischi

L'acido perracetico o il PAA può essere altamente corrosivo. È fortemente irritante per la pelle e gli occhi.

Se le loro soluzioni vengono ingerite causano la corrosione delle mucose di bocca, gola, esofago e tratto gastrointestinale, causando dolore e difficoltà a deglutire.

Se i loro vapori vengono inalati.

Le soluzioni contengono. Possono decomporsi in modo esplosivo. Se la concentrazione di PAA in soluzione supera il 56% può innescare a causa dell'evaporazione violenta dell'acido acetico.

Il calore dovrebbe essere evitato. È considerato un liquido infiammabile. La sua decomposizione è violenta con esplosione a 110 ºC. Deve essere conservato in luoghi freschi, preferibilmente sotto il raffreddamento o in luoghi molto ben ventilati.

È fortemente ossidante, quindi, pericoloso in contatto con materiali organici. Se conservato, deve essere isolato da altri composti, in particolare composti organici, combustibili, infiammabili o ossidabili. Deve essere separato da acidi, alcali e metalli pesanti.

Se riscaldato alla decomposizione emette acri e vapori irritanti, che irritano gli occhi, il naso e la gola.

Se viene versato, non dovrebbe essere permesso di fluire verso gli scarichi perché in questi viene creato un pericolo di fuoco o esplosione.

Come misure preventive per la manipolazione, guanti di gomma e indumenti protettivi, scudo del viso o protezione degli occhi (occhiali o occhiali di sicurezza), protezione respiratoria e non mangiare, bere o fumare durante il lavoro con le loro soluzioni.

Riferimenti

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