ASID PERACETIC: STRUKTUR, SIFAT, PENGELUARAN, KEGUNAAN - KIMIA - 2026

The asid peracetic adalah sebatian organik cecair yang mempunyai formula kimia C ₂ H ₄ O ₃ . Ini adalah peroksida asid asetik, jadi ia juga dikenali sebagai asid peroksidetik. Molekulnya serupa dengan asid asetik CH ₃ COOH tetapi dengan oksigen tambahan dalam karboksil.

Ia tergolong dalam kelas peroksida organik, yang merupakan molekul buatan manusia. Sifat kuman dan pensterilan larutan berairnya telah diketahui sejak tahun 1902. Tindakan ini dalam beberapa kes boleh dilakukan pada kepekatan serendah 0,001%.

Asid perasetik. Pengarang: Marilú Stea.

Properti ini menjadikannya digunakan secara meluas di klinik dan hospital untuk mensterilkan peralatan perubatan, dengan kelebihan tambahan bahawa produk penguraiannya tidak beracun bagi manusia.

Penyelesaian PAA sangat mengoksidakan, ciri yang telah digunakan untuk memutihkan pulpa kertas atau pencucian. Ia juga digunakan untuk melakukan reaksi kimia yang memerlukan sifat ini, seperti epoksidasi dan hidroksilasi.

Tindakan pengoksidaan dan pembasmi kumannya digunakan dalam membersihkan peralatan tempat makanan dan minuman diproses. Selain itu, ia menghakis beberapa logam dan apabila disimpan mesti dijauhkan dari sebatian organik atau mudah teroksidasi.

Perhatikan bahawa larutan pekatnya boleh meletup, sebab itulah sebaiknya disediakan dicairkan dan disimpan di tempat sejuk. Kekuatan menghakisnya juga digunakan pada kulit manusia, selaput lendir, dan tisu, jadi ia mesti ditangani dengan berhati-hati dan dengan alat pelindung.

Struktur

Asid peroksidetik mempunyai molekul yang sangat mirip dengan asid asetik tetapi dengan oksigen tambahan dalam struktur kumpulan –COOH, kerana ia mempunyai 3 atom oksigen dan bukannya dua.

Struktur asid perasetik. Pengarang: Su-no-G. Sumber: Buatan Sendiri. Sumber: Wikipedia Commons.

Tatanama

- Asid perasetik

- Asid peroksidetik

- Asid Ethanoperoxoic

- PAA (PeroxiAcetic Acid).

Hartanah

Keadaan fizikal

Cecair tanpa warna yang jelas dengan bau cuka yang pedas.

Berat molekul

76.05 g / mol

Takat didih

110 ºC (dengan letupan)

Titik Kilat

40.5 ºC (kaedah cawan terbuka)

Suhu pencucuhan automatik

200 ºC (adalah suhu di mana ia terbakar secara spontan)

Ketumpatan

1,226 g / cm ³ pada suhu 15 ºC

Kelikatan

3,280 cP pada 25.6 ° C

Indeks biasan

1.3974 pada suhu 20 ºC

Keterlarutan

Ia boleh dicampur dengan air dalam apa jua bahagian. Ia larut dalam pelarut organik polar, seperti etanol. Sedikit larut dalam pelarut aromatik. Sangat larut dalam eter dan asid sulfurik.

pH

Kurang dari 2.

Pemalar pemisah

pK _a = 8.20 pada 25 ° C (lebih lemah daripada asid asetik yang mempunyai pK _a = 4.8)

Sifat kimia

Sebagai asid, PAA jauh lebih lemah daripada asid dari mana asalnya, asid asetik.

Ia mempunyai potensi tinggi sebagai oksidan. Ia sangat reaktif sehingga sukar untuk disimpan dan ini telah mengehadkan penggunaannya.

Produk degradasinya adalah asid asetik CH ₃ COOH, oksigen O ₂ , hidrogen peroksida H ₂ O ₂ dan air H ₂ O. H ₂ O ₂ seterusnya merosot menjadi air dan oksigen. Semua sebatian ini selamat dari persekitaran.

Ia adalah ejen pengoksidasi dan hidroksilasi untuk ikatan olefinik (ikatan berganda C = C). Ini bermaksud bahawa ia secara aktif mengambil bahagian dalam pembentukan epoksida dalam ikatan berganda molekul organik dan penambahan kumpulan -OH di dalamnya.

PAA menghakis beberapa logam seperti keluli halus, besi tergalvani, tembaga, tembaga, dan gangsa. Logam lain tahan seperti keluli tahan karat, aluminium tulen dan besi timah.

Menyerang getah sintetik dan semula jadi dan mengeluarkan plasticizer dari beberapa polimer vinil.

Ia mempunyai bau busuk dan pedas yang mengingatkan pada asid asetik (asid asetik adalah komponen utama cuka).

Mendapatkan

Dengan bertindak balas asid asetik glasial (anhidrat, iaitu tanpa air) dengan hidrogen peroksida H ₂ O ₂ di hadapan asid mineral (seperti asid sulfurik H ₂ SO ₄ ), sebahagian asid asetik dioksidakan dan larutan berair diperolehi asid perasetik, asid asetik dan H ₂ O ₂ .

Memperolehi larutan berair asid perasetik. Pengarang: Marilú Stea

H ₂ SO ₄ bertindak sebagai pemangkin atau pemecut tindak balas. Ejen penstabil seperti asid piridin-2,6-dikarboksilik digunakan.

Sekiranya larutan ini disuling, kepekatan asid perasetik yang lebih tinggi dapat diperoleh.

Ia juga dapat diperoleh dengan pengoksidaan asetaldehid CH ₃ CHO dengan ozon O ₃ , atau dengan reaksi anhidrida asetik (CH ₃ CO) ₂ O dengan H ₂ O ₂ .

Cara lain untuk mendapatkannya tepat di mana ia diperlukan adalah dengan menambahkan tetra-asetil-etilenediamin (TAED) ke larutan alkali H ₂ O ₂ .

Permohonan

Dalam perubatan sebagai steril untuk peralatan

PAA bertindak sebagai pembasmi kuman untuk peralatan perubatan di klinik, hospital, pejabat perubatan dan pergigian.

Peralatan pergigian disterilkan. Pengarang: Daniel Frank. Sumber: Pexels.

Beberapa sumber melaporkan bahawa tindakannya terhadap mikroorganisma dapat diklasifikasikan secara umum seperti berikut: bakteria> virus> spora bakteria> sista protozoa. Ini bermakna ia lebih berkesan melawan bakteria dan kurang berkesan terhadap kista protozoa.

Dalam kajian yang dilakukan mengenai tindakan bakteria PAA dan disinfektan tahap tinggi lain terhadap Staphylococcus aureus dan Pseudomonas aeruginosa pada peralatan endoskopi, PAA terbukti paling cepat dalam kesan mikrobisida.

Staphylococcus aureus boleh menyebabkan jangkitan tisu lembut, jangkitan kulit, radang paru-paru, dan jangkitan tisu jantung. Pseudomonas aeruginosa boleh menyebabkan radang paru-paru.

Bakteria membentuk biofilm yang melindungi mereka dari rangsangan atau tekanan luaran, melalui lapisan tebal protein ekstraselular, polisakarida, dan asid nukleik.

Biofilm ini sangat tahan terhadap antibiotik dan desinfektan biasa. Dalam peralatan seperti endoskopi, mereka cenderung terbentuk di saluran sempit, kerana rutin pembersihan dan pembasmian kuman yang tidak sesuai atau tidak berkesan.

PAA menyerang biofilm ini mungkin dengan pengoksidaan ikatan molekul protein, enzim dan metabolit lain yang lebih sensitif. Ini membawa kepada kerosakan dinding sel kuman, spora dan sista mereka.

Selanjutnya, apabila PAA menembusi ke dalam sel, ia dapat mengoksidakan enzim penting, mengganggu pengangkutan molekul dan proses biokimia penting.

Masa pembasmian kuman telah ditetapkan selama beberapa tahun, tetapi selama kajian tertentu diperhatikan bahawa rawatan dengan PAA menyebabkan perubahan bentuk sel setelah hanya 5 menit, dengan pembentukan poket atau tonjolan di dinding sel sel. bakteria, dan keruntuhan struktur sel mikroorganisma selepas 30 minit.

Walaupun PAA menonjolkan kepantasannya, para penyelidik telah mengesyorkan untuk menilai semula masa yang ditetapkan dalam protokol pembersihan dan pembasmian kuman, meningkatkannya untuk kebanyakan antiseptik tahap tinggi, untuk memastikan keberkesanannya sepenuhnya.

Salah satu aspek negatif PAA adalah bahawa terdapat beberapa patogen yang tidak begitu berkesan, seperti kista Giardia lamblia dan Cryptosporidium parvum (parasit yang boleh menyebabkan cirit-birit atau keadaan usus lain).

Dalam rawatan air sisa

Kesan pembasmian kuman PAA pada efluen air sisa perbandaran atau industri telah disiasat selama lebih dari 30 tahun.

Loji rawatan air sisa. Pengarang: Michal Jarmoluk. Sumber: Pixabay.

Antara kelebihannya ialah spektrum luas aktiviti kumannya walaupun terdapat bahan organik, dan juga fakta bahawa ia tidak menghasilkan produk sekunder yang berbahaya bagi alam sekitar.

Keberkesanan tindakannya nampaknya bergantung, antara faktor lain, pada jumlah bahan organik yang terdapat dalam efluen, jenis dan jumlah mikroorganisma yang akan dihapuskan, kepekatan PAA di dalam air yang akan dirawat, pH dan jangka masa rawatan.

Dalam beberapa kes, PAA terbukti lebih baik daripada natrium hipoklorit untuk membasmi kumbahan air buangan di iklim tropika dan berkesan melawan virus kolera, di antara banyak patogen lain.

Walau bagaimanapun, salah satu titik negatifnya adalah kerana asid asetik yang tersisa setelah pembasmian kuman, efluen air dipenuhi dengan bahan organik, yang meningkatkan risiko pertumbuhan mikroorganisma baru.

Sebaliknya, ia adalah produk yang mahal, jadi belum begitu kompetitif misalnya dengan natrium hipoklorit kerana aspek ini.

Dalam industri makanan

Oleh kerana ia adalah agen pengoksidaan yang kuat, ia sangat berkesan terhadap mikroorganisma pada suhu rendah dan ini menyebabkan penggunaannya secara meluas sebagai bakterisida dan racun kulat dalam pemprosesan makanan dan minuman.

Ini termasuk kilang memproses daging dan unggas, tenusu, kilang bir, kilang wain atau kilang wain, dan kilang pembuatan minuman ringan. Di semua tempat ini PAA digunakan kerana sangat sesuai untuk membersihkan di tempat (di lokasi).

Enzim yang terdapat dalam beberapa makanan seperti peroksidase dan katalase, yang menyahaktifkan hidrogen peroksida H ₂ O ₂ , tidak memberi kesan berbahaya kepada asid perasetik. Sisa protein juga tidak menyakitkannya.

Oleh kerana PAA dalam makanan dipecah menjadi asid asetik dan hidrogen peroksida, ia dianggap selamat untuk digunakan dalam aplikasi di mana makanan tidak dibilas.

Ia berfungsi sebagai pembasmi kuman dan steril untuk tangki keluli tahan karat dan kaca, paip dan trak tangki, yang berfungsi untuk pengangkutan dan penyimpanan minuman.

Tangki keluli tahan karat untuk menyimpan bir. Pengarang: Roberta Keiko Kitahara Santana. Sumber: Unsplash.

Ciri khasnya menghasilkan produk yang tidak beracun dan bahawa dalam pencairan yang tinggi tidak menghasilkan rasa atau bau, ia menjimatkan masa dan wang untuk industri ini.

Dalam industri pulpa dan kertas

Asid peracetic adalah agen bebas klorin yang penting dalam teknologi pemutihan dalam industri pulpa kertas.

Sebilangan penulis menganggap asid perasetik sebagai turunan aktif H ₂ O ₂ , di mana salah satu hidrogennya telah digantikan oleh kumpulan asil CH ₃ C (= O) -.

Akibatnya, asid perasetik bertindak balas dengan substrat organik ke tahap yang lebih besar daripada H ₂ O ₂ dan ia boleh digunakan dalam tindak balas pengoksidaan dalam keadaan yang lebih ringan daripada dengan H ₂ O ₂ .

Dalam keadaan neutral atau sederhana alkali, ion peracetate CH ₃ C (= O) OO - menjadi nukleofil yang kuat (ia tertarik oleh atom kekurangan elektron), ia secara selektif menghilangkan kromofor atau sebatian berwarna yang terdapat dalam pulpa kertas.

Ini membolehkan industri ini mempunyai peluntur yang sangat berkesan dan sisa-sisanya tidak mencemarkan efluen berair mereka.

Dalam penghasilan sebatian kimia lain

Asid perasetik berfungsi sebagai pengoksidaan untuk menyiapkan sebatian epoksi, sebagai pemangkin untuk membuat resin poliester dan untuk mendapatkan caprolactam dan gliserol.

Dalam pemulihan polimer untuk dikitar semula

Sebilangan penyelidik berjaya mendapatkan semula bahan berguna dengan merawat sisa polimer tertentu dengan larutan PAA.

Proses ini dilakukan dengan pengoksidaan sisa polimer bertetulang serat karbon dari aktiviti aeroangkasa, dengan larutan asid asetik glasial dan hidrogen peroksida.

Dengan cara ini, asid perasetik dihasilkan secara in situ, yang menguraikan resin epoksi sebanyak 97%, menjadikan serat karbon tidak utuh.

Kemudian, dengan penyulingan, lebih daripada 90% asid asetik dipulihkan, mengakibatkan penguraian lebih lanjut polimer yang menghasilkan sebatian alifatik dan fenolik yang dapat dipulihkan.

Serat karbon diperoleh dengan bersih, dan mengekalkan panjang dan kekuatan tegangannya yang setanding dengan gentian dara.

Serat karbon. Cjp24. Sumber: Wikipedia Commons.

Proses ini dilakukan dalam keadaan ringan, tanpa pelepasan gas, yang menjadikannya ramah lingkungan.

Dalam cucian

Oleh kerana kekuatan pengoksidaan sebatian berwarna, asid perasetik digunakan dalam pemutihan cucian. Dalam kes ini, campuran tetra-asetil-etilenediamin dengan H ₂ O ₂ dalam medium alkali digunakan untuk mendapatkannya di lokasi.

Jangkauan aplikasinya sangat luas, kerana dapat digunakan di perairan keras atau yang mengandung garam kalsium dan magnesium yang tinggi, pada pH antara 3.0 dan 7.5 dan suhu 0 hingga 40 ºC.

Risiko

Asid peracetic atau PAA boleh sangat menghakis. Ia sangat merengsakan kulit dan mata.

Sekiranya larutannya tertelan, ia menyebabkan kakisan pada selaput lendir mulut, tekak, esofagus dan saluran gastrousus, menyebabkan kesakitan dan kesukaran menelan.

Sekiranya wapnya dihirup, kerengsaan saluran pernafasan berlaku dan jika penyedutan berpanjangan, edema pada paru-paru berlaku.

Penyelesaian yang mengandungi lebih daripada 15% PAA mula menunjukkan tahap ketidakstabilan dan letupan dan kejutan atau gegaran harus dielakkan. Mereka boleh mengurai secara meletup. Sekiranya kepekatan PAA dalam larutan melebihi 56%, ia boleh meletup kerana penyejatan asid asetik yang ganas.

Panas harus dielakkan. Ia dianggap cecair mudah terbakar. Penguraiannya ganas dengan letupan pada suhu 110ºC. Ia mesti disimpan di tempat yang sejuk, lebih baik di bawah penyejukan, atau di tempat yang berventilasi dengan baik.

Ia sangat mengoksidakan, oleh itu berbahaya jika bersentuhan dengan bahan organik. Apabila disimpan, ia mesti diasingkan dari sebatian lain, terutamanya sebatian organik, mudah terbakar, mudah terbakar atau teroksidasi. Ia mesti dipisahkan dari asid, alkali dan logam berat.

Apabila dipanaskan hingga terurai, ia mengeluarkan asap yang menyakitkan dan menjengkelkan, yang merengsakan mata, hidung, dan tekak.

Sekiranya tertumpah, tidak boleh dibiarkan mengalir ke saluran air kerana ia menimbulkan bahaya kebakaran atau letupan.

Sebagai langkah pencegahan untuk menangani, kami mengesyorkan sarung tangan getah dan pakaian pelindung, pelindung muka atau pelindung mata (kacamata atau cermin mata keselamatan), perlindungan pernafasan, dan jangan makan, minum, atau merokok semasa bekerja dengan penyelesaiannya.

Rujukan

1. Perpustakaan Perubatan Nasional AS. (2019). Asid perasetik. Dipulihkan dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Das, M. et al. (2018). Kaedah Mengitar Semula Sisa CFRP yang Efisien Menggunakan Asid Perasetik. Kimia & Kejuruteraan Lestari ACS. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
3. Chino, T. et al. (2017). Kesan morfologi bakterisida asid perasetik, pembasmi kuman tahap tinggi, terhadap biofilm Staphylococcus aureus dan Pseudomona aeruginosa dalam tiub. Antimikrob Tahan Kawalan Jangkitan. 2017: 6: 122. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
4. Pan, GX et al. (1999). Kereaktifan Asid Ferulat dan Turunannya Terhadap Hidrogen Peroksida dan Asid Perasetik. J. Agric. Food Chem.1999, 47, 3325-3331. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
5. Kitis, Mehmet. (2004). Pembasmian kumbahan air sisa dengan asid perasetik: tinjauan. Environment International 30 (2004) 47-55. Dipulihkan dari sciencedirect.com.