Pereddiksyrestruktur, egenskaper, produksjon, bruksområder

2458
Jonah Lester

De pereddiksyre er en flytende organisk forbindelse hvis kjemiske formel er CtoH4ELLER3. Det er peroksidet av eddiksyre, så det er også kjent som peroksyeddiksyre. Molekylet er lik det for eddiksyre CH3COOH men med et ekstra oksygen på karboksylen.

Det tilhører klassen organiske peroksider, som er menneskeskapte molekyler. De bakteriedrepende og steriliserende egenskapene til de vandige oppløsninger har vært kjent siden 1902. Denne virkningen kan i noen tilfeller utøves i konsentrasjoner så lave som 0,001%..

Pereddiksyre. Forfatter: Marilú Stea.

Denne egenskapen gjør det mye brukt på klinikker og sykehus for å sterilisere medisinsk utstyr, med den ekstra fordelen at nedbrytningsproduktene ikke er giftige for mennesker..

PAA-løsninger oksiderer sterkt, en egenskap som har blitt brukt til å bleke papirmasse eller i vaskerier. Det brukes også til utførelse av kjemiske reaksjoner der denne egenskapen er nødvendig, for eksempel epoksidering og hydroksylering..

Dens oksiderende og desinfiserende virkning brukes i rengjøringsutstyr der mat og drikke behandles. I tillegg er den etsende for noen metaller, og når den lagres, bør den holdes borte fra organiske eller lett oksiderbare forbindelser..

Vær oppmerksom på at de konsentrerte løsningene kan være eksplosive, og det bør derfor tilberedes fortynnet og lagres på kalde steder. Den etsende kraften gjelder også på hud, slimhinner og vev hos mennesker, så den må håndteres med forsiktighet og med verneutstyr.

Artikkelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 eiendommer
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Molekylvekt
    • 3.3 Kokepunkt
    • 3.4 Flammepunkt
    • 3.5 Selvantennelsestemperatur
    • 3.6 Tetthet
    • 3.7 Viskositet
    • 3.8 Brytningsindeks
    • 3.9 Løselighet
    • 3,10 pH
    • 3.11 Dissosiasjonskonstant
    • 3.12 Kjemiske egenskaper
  • 4 Motta
  • 5 bruksområder
    • 5.1 I medisin som steriliseringsmiddel for utstyr
    • 5.2 I avløpsrensing
    • 5.3 I næringsmiddelindustrien
    • 5.4 I masse- og papirindustrien
    • 5.5 Ved produksjon av andre kjemiske forbindelser
    • 5.6 I gjenvinning av polymerer for resirkulering
    • 5.7 I vaskerier
  • 6 Risiko
  • 7 Referanser

Struktur

Peroksyeddiksyre har et molekyl som er veldig likt eddiksyre, men med et ekstra oksygen i strukturen til -COOH-gruppen, siden den har 3 oksygenatomer i stedet for to.

Struktur av pereddiksyre. Forfatter: Su-no-G. Kilde: Selfmade. Kilde: Wikipedia Commons.

Nomenklatur

- Pereddiksyre

- Peroksyeddiksyre

- Etanoperoksosyre

- PAA Peroksieddiksyre).

Eiendommer

Fysisk tilstand

Klar fargeløs væske med en skarp eddik lukt.

Molekylær vekt

76,05 g / mol

Kokepunkt

110 ºC (med eksplosjon)

Flashpoint

40,5 ºC (åpen koppmetode)

Selvantennelsestemperatur

200 ºC (det er temperaturen der den brenner spontant)

Tetthet

1.226 g / cm3 ved 15 ºC

Viskositet

3,280 cP ved 25,6 ° C

Brytningsindeks

1.3974 ved 20 ºC

Løselighet

Det er blandbart med vann i alle forhold. Det er løselig i polære organiske løsningsmidler, som etanol. Litt løselig i aromatiske løsningsmidler. Svært løselig i eter og svovelsyre.

pH

Mindre enn 2.

Dissosiasjonskonstant

pKtil = 8,20 ved 25 ºC (den er svakere enn eddiksyre som har pKtil = 4.8)

Kjemiske egenskaper

Som syre er PAA mye svakere enn syren den kommer fra, eddiksyre..

Den har et høyt potensial som en oksidant. Det er veldig reaktivt, noe som gjør det vanskelig å lagre, og dette har begrenset bruken..

Nedbrytningsproduktene er eddiksyre CH3COOH, oksygen Oto, hydrogenperoksid HtoELLERto og vann HtoO. HtoELLERto i sin tur brytes det ned til vann og oksygen. Alle disse forbindelsene er miljøsikre.

Det er et epoksiderende og hydroksylerende middel for olefiniske bindinger (C = C dobbeltbindinger). Dette betyr at den deltar aktivt i dannelsen av epoksider i dobbeltbindinger av organiske molekyler og i tillegg av -OH-grupper i disse..

PAA er etsende for noen metaller som glatt stål, galvanisert jern, kobber, messing og bronse. Andre metaller er motstandsdyktige som rustfritt stål, rent aluminium og fortinnet jern.

Angriper syntetiske og naturlige gummier og trekker ut mykneren fra noen vinylpolymerer.

Den har en skarp og skarp lukt som minner om eddiksyre (eddiksyre er hovedkomponenten i eddik).

Å skaffe

Ved å omsette iseddik (vannfri, dvs. uten vann) med hydrogenperoksid HtoELLERto i nærvær av en mineralsyre (slik som svovelsyre HtoSW4), blir en del av eddiksyren oksidert og vandige oppløsninger av pereddiksyre, eddiksyre og H oppnåstoELLERto.

Oppnåelse av vandige oppløsninger av pereddiksyre. Forfatter: Marilú Stea

HtoSW4 fungerer som en katalysator eller akselerator for reaksjonen. Stabiliserende midler brukes, slik som pyridin-2,6-dikarboksylsyre.

Hvis disse løsningene destilleres, kan en høyere konsentrasjon av pereddiksyre oppnås..

Det kan også oppnås ved oksidasjon av acetaldehyd CH3CHO med ozon O3, eller ved reaksjon av eddiksyreanhydrid (CH3CO)toEller med HtoELLERto.

En annen måte å få det riktig der det er behov for, er å tilsette tetraacetyl-etylendiamin (TAED) til en alkalisk løsning av HtoELLERto.

applikasjoner

I medisin som et steriliseringsmiddel for utstyr

PAA fungerer som et desinfeksjonsmiddel for medisinsk utstyr i klinikker, sykehus, medisinske og tannlegekontorer.

Sterilisert tannutstyr. Forfatter: Daniel Frank. Kilde: Pexels.

Noen kilder rapporterer at dens virkning mot mikroorganismer kan klassifiseres på en generell måte som følger: bakterier> virus> bakteriesporer> protozoancyster. Dette betyr at det er mer effektivt mot bakterier og mindre effektivt mot protozoan cyster..

I studier utført på den bakteriedrepende virkningen av PAA og andre desinfeksjonsmidler på høyt nivå mot Staphylococcus aureus Y Pseudomonas aeruginosa i endoskopiutstyr viste PAA seg å være den raskeste i sin mikrobicidale effekt.

De Staphylococcus aureus Det kan forårsake bløtvevsinfeksjoner, hudinfeksjoner, lungebetennelse og hjertevevinfeksjon. De Pseudomonas aeruginosa kan føre til lungebetennelse.

Bakterier danner biofilm som beskytter dem mot ytre stimuli eller stress, gjennom et tykt lag med ekstracellulære proteiner, polysakkarider og nukleinsyrer..

Disse biofilmene er svært motstandsdyktige mot vanlige antibiotika og desinfeksjonsmidler. I utstyr som endoskoper har de en tendens til å danne seg i de smale kanalene av disse på grunn av utilstrekkelige eller ineffektive rengjørings- og desinfiseringsrutiner.

PAA angriper disse biofilmene sannsynligvis ved oksidasjon av de mer følsomme molekylære bindinger av proteiner, enzymer og andre metabolitter. Dette fører til nedbrytning av celleveggene til bakterier, deres sporer og cyster..

I tillegg kan PAA ved å trenge inn i cellen oksidere essensielle enzymer, noe som svekker transporten av molekyler og vitale biokjemiske prosesser..

Desinfeksjonstider har blitt etablert i noen år, men i løpet av visse studier ble det observert at behandling med PAA forårsaket endringer i formen på celler etter bare 5 minutter, med dannelse av lommer eller buler i celleveggen til cellene. Bakterier, og kollaps av mikroorganismenes mobilstrukturer etter 30 minutter.

Selv om PAA skilte seg ut for hastigheten, har forskerne anbefalt å evaluere tidene som er fastsatt i rengjørings- og desinfeksjonsprotokollene, og øke dem for de fleste antiseptiske midler på høyt nivå, for å sikre deres totale effektivitet..

En av de negative sidene ved PAA er at det er noen patogener som det ikke er veldig effektivt mot, for eksempel cyster i Giardia lamblia og av Cryptosporidium parvum (parasitter som kan forårsake diaré eller andre tarmtilstander).

I rensing av avløpsvann

Desinfiserende effekt av PAA i kommunalt eller industrielt avløpsvann er undersøkt i mer enn 30 år.

Restvannbehandlingsanlegg. Forfatter: Michal Jarmoluk. Kilde: Pixabay.

Blant fordelene er det brede spekteret av dets bakteriedrepende aktivitet, selv i nærvær av organisk materiale, samt det faktum at det ikke genererer sekundære produkter som er skadelige for miljøet..

Effektiviteten av dens virkning ser ut til å avhenge blant andre faktorer av mengden organisk materiale som er tilstede i avløpet, typen og mengden av mikroorganismer som skal elimineres, PAA-konsentrasjonen i vannet som skal behandles, pH og varigheten av behandlingen..

I noen tilfeller har PAA vist seg å være bedre enn natriumhypokloritt for desinfisering av avløpsvann i tropiske klimaer, og har vært effektivt mot koleravirus blant mange andre patogener..

Et av de negative punktene er imidlertid at på grunn av at eddiksyre som er igjen etter desinfisering, er vannutløpet fylt med organisk materiale, noe som øker risikoen for ny vekst av mikroorganismer..

På den annen side er det et dyrt produkt, så det er ennå ikke veldig konkurransedyktig, for eksempel med natriumhypokloritt på grunn av dette aspektet..

I næringsmiddelindustrien

Fordi det er et sterkt oksidasjonsmiddel, er det veldig effektivt mot mikroorganismer ved lave temperaturer, og dette har ført til at det er bredt brukt som bakteriedrepende middel og soppdrepende middel i mat- og drikkevarer..

Dette inkluderer prosessanlegg for kjøtt og fjærfe, meieriprodukter, bryggerier, vinprodusenter eller vinprodusenter og fabrikker for brus. På alle disse stedene påføres PAA fordi den er ideell for rengjøring in situ (på stedet).

Enzymer som finnes i noen matvarer som peroksidase og katalase, som deaktiverer hydrogenperoksid HtoELLERto, de har ingen skadelig effekt på pereddiksyre. Proteinrester skader deg heller ikke.

På grunn av det faktum at PAA i mat brytes ned til eddiksyre og hydrogenperoksid, anses det som trygt for bruk i applikasjoner der maten ikke skylles..

Den fungerer som et desinfeksjonsmiddel og steriliseringsmiddel for rustfrie stål- og glasstanker, rør og tankbiler, som tjener til transport og lagring av drikkevarer.

Tanker i rustfritt stål for å lagre øl. Forfatter: Roberta Keiko Kitahara Santana. Kilde: Unsplash.

Det er karakteristisk for å generere giftfrie produkter og at det i høy fortynning ikke gir smaker eller lukt, noe som utgjør tid og penger for disse næringene.

I masse- og papirindustrien

Pereddiksyre er et viktig klorfritt middel innen bleketeknologi i papirmasseindustrien..

Noen forfattere anser pereddiksyre som et aktivert derivat av HtoELLERto, hvor ett av hydrogenene i dette er erstattet av en acylgruppe CH3C (= O)-.

Som et resultat av dette reagerer pereddiksyre med organiske substrater i større grad enn HtoELLERto og at den kan brukes i oksidasjonsreaksjoner under mer moderate forhold enn med HtoELLERto.

Under nøytrale eller moderat alkaliske forhold peracetation CH3C (= O) OO- som en sterk nukleofil (tiltrukket av elektronmangelatomer), fjerner den selektivt kromoforer eller fargede forbindelser som er tilstede i papirmasse.

Dette gjør at disse næringene kan ha en veldig effektiv blekemiddel og hvis rester ikke forurenser deres vandige avløp..

Ved produksjon av andre kjemiske forbindelser

Pereddiksyre fungerer som et oksidant for å fremstille epoksyforbindelser, som en katalysator for å lage polyesterharpikser og for å oppnå kaprolaktam og glyserol.

I gjenvinning av polymerer for resirkulering

Noen forskere har klart å gjenvinne nyttige materialer ved å behandle visse polymere avfall med PAA-løsninger..

Prosessen utføres ved oksidasjon av visse karbonfiberforsterkede polymeravfall fra luftfartsaktiviteter, med løsninger av iseddik og hydrogenperoksid.

På denne måten genereres pereddiksyre in situ, som bryter ned epoksyharpiksen med 97% og lar karbonfiberen være intakt.

Deretter utvinnes mer enn 90% av eddiksyren ved destillasjon, noe som resulterer i ytterligere spaltning av polymeren som genererer utvinnbare alifatiske og fenolforbindelser..

Karbonfiber oppnås rent og opprettholder lengden og strekkfastheten sammenlignbar med jomfrufibre.

Karbonfiber. Cjp24 [Offentlig domene]. Kilde: Wikipedia Commons.

Prosessen utføres under milde forhold, uten gassutslipp, noe som gjør den miljøvennlig.

I vaskerier

På grunn av sin oksiderende kraft av fargede forbindelser, brukes pereddiksyre i bleking av tøy. I disse tilfellene er blandingen av tetraacetyl-etylendiamin med HtoELLERto i alkalisk medium for å få det på stedet.

Dens bruksområde er veldig bredt, siden den kan brukes i hardt vann eller de som inneholder en høy andel kalsium- og magnesiumsalter, ved pH mellom 3,0 og 7,5 og temperaturer fra 0 til 40 ºC..

Risiko

Pereddiksyre eller PAA kan være svært etsende. Det er sterkt irriterende for hud og øyne.

Hvis løsningen blir inntatt, forårsaker det korrosjon av slimhinnene i munnen, halsen, spiserøret og mage-tarmkanalen, forårsaker smerte og svelgeproblemer..

Hvis dampene inhaleres, oppstår irritasjon i luftveiene, og hvis innånding er langvarig, oppstår ødem i lungene..

Løsninger som inneholder mer enn 15% PAA begynner å utvise en viss grad av ustabilitet og eksplosivitet, og støt eller risting bør unngås. De kan spres eksplosivt. Hvis konsentrasjonen av PAA i løsningen overstiger 56%, kan den detonere på grunn av voldsom fordampning av eddiksyre.

Varme bør unngås. Det regnes som en brennbar væske. Nedbrytningen er voldsom med en eksplosjon ved 110 ºC. Den skal oppbevares på kjølige steder, helst under kjøling, eller på svært godt ventilerte steder..

Det oksiderer sterkt, derfor farlig i kontakt med organiske materialer. Når det lagres, må det isoleres fra andre forbindelser, spesielt organiske, brennbare, brennbare eller oksiderbare forbindelser. Den må skilles fra syrer, baser og tungmetaller.

Ved oppvarming til nedbrytning avgir den skarpe og irriterende røyk som irriterer øyne, nese og hals..

Hvis det søles, skal det ikke tillates å strømme i avløp da det forårsaker brann- eller eksplosjonsfare..

Som forebyggende tiltak for håndtering, anbefaler vi gummihansker og verneklær, ansiktsskjerm eller øyevern (briller eller vernebriller), åndedrettsvern og ikke spis, drikk eller røyk mens du arbeider med løsningene..

Referanser

  1. OSS. National Library of Medicine. (2019). Pereddiksyre. Gjenopprettet fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
  2. Das, M. et al. (2018). En effektiv metode for resirkulering av CFRP-avfall ved bruk av pereddiksyre. ACS Sustainable Chemistry & Engineering. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.
  3. Chino, T. et al. (2017). Morfologiske bakteriedrepende hurtigvirkende effekter av pereddiksyre, et høyt desinfeksjonsmiddel, mot Staphylococcus aureus og Pseudomonas aeruginosa biofilm i rør. Antimikrobiell resistens mot infeksjonskontroll. 2017: 6: 122. Gjenopprettet fra ncbi.nlm.nih.gov.
  4. Pan, G.X. et al. (1999). Reaktivitet av ferulinsyre og dens derivater mot hydrogenperoksid og pereddiksyre. J. Agric. Food Chem. 1999, 47, 3325-3331. Gjenopprettet fra pubs.acs.org.
  5. Kitis, Mehmet. (2004). Desinfisering av avløpsvann med pereddiksyre: en gjennomgang. Environment International 30 (2004) 47-55. Gjenopprettet fra sciencedirect.com.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.