Essigsäure

Essigsäure
Allgemein
Systematischer Name	Essigsäure Essigsäure
Andere Namen	Methancarbonsäure Acetylhydroxid (AcOH) Wasserstoffacetat (HAc)
Molekularformel	C zwei H 4 Ö zwei oder CH 3 COH
LÄCHELN	CC(=O)O
Molmasse	60,05 gmol −1
Aussehen	Farblose Flüssigkeit oder Kristalle
CAS-Nummer	[64-19-7]
Eigenschaften
Dichte u Phase	1,049 gcm −3 , Flüssigkeit 1,266 gcm −3 , fest
Löslichkeit in Wasser	Vollständig mischbar
Im Äthanol , Aceton Im Toluol , Hexan In Schwefelkohlenstoff	Vollständig mischbar Vollständig mischbar Praktisch unlöslich
Schmelzpunkt	16,7 °C (289,9 K) (62,1 °F)
Siedepunkt	118,1 °C (391,2 4 K) (244,6 °F)
Säure (s K a )	4,76 bei 25°C
Viskosität	1,22 mPa·s bei 25°C
Dipolmoment	1,74 D (Gas)
Gefahren
Sicherheitsdatenblätter	Externe Sicherheitsdatenblätter
EU-Klassifizierung	Ätzend ( C )
NFPA-704	zwei zwei 0
Flammpunkt	43 Grad
R-Sätze	R1 , R35
S-Sätze	S1/2 , S23 , S26 , S45
UNS. Zulässig Expositionsgrenzwert (PEL)	10 ppm
Ergänzende Datenseite
Struktur & Eigenschaften	n , e r , etc.
Thermodynamisch Daten	Phasenverhalten Festes Flüssiggas
Spektraldaten	UV, IR, NMR, MS
Verwandte Verbindungen
Verwandte Carbonsäure Säuren	Ameisensäure Propionsäure Buttersäure
Verwandte Verbindungen	Acetamid Ethylacetat Acetylchlorid Essigsäureanhydrid Acetonitril Acetaldehyd Äthanol

Essigsäure , auch bekannt als Essigsäure , ist eine organische chemische Verbindung, die am besten dafür bekannt ist, Essig seinen sauren Geschmack und stechenden Geruch zu verleihen. Rein Wasser -freie Essigsäure ( Eisessig ) ist eine farblose hygroskopische Flüssigkeit und gefriert unterhalb von 16,7 °C (62 °F) farblos kristallin fest. Essigsäure ist ätzend , und sein Dampf reizt Augen und Nase, obwohl es aufgrund seiner Fähigkeit, sich in wässrigen Lösungen zu dissoziieren, eine schwache Säure ist.

Essigsäure ist eine der einfachsten Carbonsäuren (die zweiteinfachste, neben Ameisensäure ). Es ist ein wichtiges chemisches Reagenz und eine Industriechemikalie, die bei der Herstellung von Polyethylenterephthalat verwendet wird, das hauptsächlich in Flaschen für Erfrischungsgetränke verwendet wird. Celluloseacetat, hauptsächlich für fotografische Filme; und Polyvinylacetat für Holzleim sowie viele synthetische Fasern und Stoffe. In Haushalten wird häufig verdünnte Essigsäure in Entkalkungsmitteln verwendet. In der Lebensmittelindustrie wird Essigsäure unter dem Lebensmittelzusatzcode E260 als Säureregulator verwendet.

Der weltweite Bedarf an Essigsäure liegt bei etwa 6,5 ​​Millionen Tonnen pro Jahr (Mt/a), wovon etwa 1,5 Mt/a durch Recycling gedeckt werden; der Rest wird aus petrochemischen Rohstoffen oder aus biologischen Quellen hergestellt.

Nomenklatur

Der Trivialname Essigsäure ist der am häufigsten verwendete und offiziell bevorzugte Name der IUPAC. Dieser Name leitet sich ab Essig , das Latein Wort für Essig. Das Synonym Essigsäure ist ein systematischer Name, der manchmal in Einführungen in die chemische Nomenklatur verwendet wird.

Eisessig ist ein Trivialname für wasserfreie Essigsäure. Ähnlich wie Deutsch Name Eisessig (wörtlich Eisessig), der Name kommt von den eisähnlichen Kristallen, die sich etwas unterhalb der Raumtemperatur bei 16,7 °C (etwa 62 °F) bilden.

Die gebräuchlichste und offizielle Abkürzung für Essigsäure ist AcOH oder HOA wo Und steht für die Acetylgruppe CH ₃ −C(=O)−;. Im Zusammenhang mit Säure-Base-Reaktionen die Abkürzung Dies wird oft wo verwendet Und steht stattdessen für das Acetatanion (CH ₃ GURREN ⁻ ), obwohl diese Verwendung von vielen als irreführend angesehen wird. In jedem Fall die Und ist nicht zu verwechseln mit der Abkürzung für die Chemisches Element Aktinium .

Essigsäure hat die Summenformel CH _zwei O und der Summenformel C _zwei H ₄ Ö _zwei . Letzteres wird oft als CH geschrieben ₃ -COOH, CH ₃ COOH oder CH ₃ CO _zwei H, um seine Struktur besser widerzuspiegeln. Das aus dem Verlust von resultierende Ion H ⁺ aus Essigsäure ist die Acetat Anion. Der Name Acetat kann sich auch auf a beziehen Salz die dieses Anion oder einen Essigsäureester enthalten.

Geschichte

Gefrorene Essigsäure

Essig ist so alt wie die Zivilisation selbst, vielleicht älter. Essigsäure produzierende Bakterien gibt es auf der ganzen Welt und in jeder Kultur, die das Brauen von Essig praktiziert Bier oder Wein entdeckten unweigerlich Essig als natürliches Ergebnis, wenn diese alkoholischen Getränke der Luft ausgesetzt wurden.

Die Verwendung von Essigsäure in der Chemie reicht bis in die Antike. Im 3. Jahrhundert v. Chr., die griechisch Der Philosoph Theophrastos beschrieb, wie Essig auf Metalle einwirkte, um ihn herzustellen Pigmente nützlich in der Kunst, einschließlich Bleiweiß (Bleicarbonat) und Grünspan , eine grüne Mischung aus Kupfer Salze einschließlich Kupfer(II)acetat. Alt Römer gesäuerter Wein in Bleitöpfen gekocht, um einen hochsüßen Sirup herzustellen wer . Sapa war reich an Bleiacetat, einer süßen Substanz, die auch genannt wird Bleizucker oder Zucker von Saturn , die zur Bleivergiftung unter der römischen Aristokratie beitrug. Der persische Alchemist Jabir Ibn Hayyan (Geber) aus dem 8. Jahrhundert konzentrierte Essigsäure durch Destillation aus Essig.

In dem Renaissance wurde Eisessig durch Trockendestillation von Metallacetaten hergestellt. Das 16. Jahrhundert Deutsch Der Alchemist Andreas Libavius ​​beschrieb ein solches Verfahren und verglich den so hergestellten Eisessig mit Essig. Das Vorhandensein von Wasser in Essig hat einen so tiefgreifenden Einfluss auf die Eigenschaften von Essigsäure, dass viele Chemiker jahrhundertelang glaubten, dass Eisessig und die im Essig enthaltene Säure zwei verschiedene Substanzen seien. Der französische Chemiker Pierre Adet bewies, dass sie identisch sind.

1847 synthetisierte der deutsche Chemiker Hermann Kolbe erstmals Essigsäure aus anorganischen Stoffen. Diese Reaktionsfolge bestand aus Chlorierung von Schwefelkohlenstoff zu Tetrachlorkohlenstoff, gefolgt von Pyrolyse zu Tetrachlorethylen und wässriger Chlorierung zu Trichloressigsäure und endete mit elektrolytischer Reduktion zu Essigsäure.

Detail von Essigsäurekristallen

Bis 1910 wurde der meiste Eisessig aus der 'pyroligneous Liquor' aus der Destillation von Holz gewonnen. Daraus wurde die Essigsäure durch Behandlung mit Kalkmilch isoliert und das entstandene Calciumacetat anschließend mit angesäuert Schwefelsäure Essigsäure zurückzugewinnen. Zu dieser Zeit produzierte Deutschland 10.000 Tonnen Eisessig, wovon rund 30 % für die Herstellung von Indigo-Farbstoff verwendet wurden.

Chemische Eigenschaften

Säure

Das Wasserstoffatom (H) in der Carboxylgruppe (−COOH) in Carbonsäuren wie Essigsäure kann als H abgegeben werden ⁺ Ion ( Proton ), was ihnen ihren sauren Charakter verleiht. Essigsäure ist eine schwache, effektiv einprotonige Säure in wässriger Lösung mit einem pK _a Wert 4,8. Eine 1,0 M Lösung (ungefähr die Konzentration von Haushaltsessig) hat einen pH-Wert von 2,4, was darauf hinweist, dass nur 0,4 % der Essigsäuremoleküle dissoziiert sind.

Cyclisches Dimer

Cyclisches Dimer von Essigsäure; gestrichelte Linien stellen Wasserstoffbindungen dar.

Die Kristallstruktur von Essigsäure zeigt, dass sich die Moleküle zu Dimeren paaren, die durch Wasserstoffbrückenbindungen verbunden sind. Die Dimere sind auch bei 120 °C im Dampf nachweisbar. Sie kommen wahrscheinlich auch in der flüssigen Phase von reiner Essigsäure vor, werden aber schnell zerstört, wenn Wasser vorhanden ist. Dieses Dimerisierungsverhalten wird von anderen niederen Carbonsäuren geteilt.

Lösungsmittel

Flüssige Essigsäure ist ein hydrophiles (polares) protisches Lösungsmittel, ähnlich Äthanol und Wasser . Mit einer moderaten Dielektrizitätskonstante von 6,2 kann es nicht nur polare Verbindungen wie anorganische Salze und lösen Zucker , aber auch unpolare Verbindungen wie Öle u Elemente wie zum Beispiel Schwefel und Jod . Es lässt sich leicht mit vielen anderen polaren und unpolaren Lösungsmitteln wie Wasser, Chloroform und Hexan mischen. Diese Lösungseigenschaft und Mischbarkeit von Essigsäure macht sie zu einer weit verbreiteten Industriechemikalie.

Chemische Reaktionen

Essigsäure ist ätzend zu vielen Metalle einschließlich Eisen , Magnesium , und Zink , bilden Wasserstoff Gas- und Metallsalze, die Acetate genannt werden. Aluminium bildet unter Sauerstoffeinfluss auf seiner Oberfläche eine dünne Aluminiumoxidschicht, die relativ widerstandsfähig ist, so dass Aluminiumtanks für den Transport von Essigsäure verwendet werden können. Metallacetate können auch aus Essigsäure und einer geeigneten Base hergestellt werden, wie bei der beliebten Reaktion 'Backpulver + Essig'. Mit Ausnahme von Chrom(II)acetat sind fast alle Acetate wasserlöslich.

mg (s) + 2 CH ₃ COOH(aq) → (CH ₃ GURREN) _zwei Mg(aq) + H _zwei ( g )

NaHCO ₃ (s) + CH ₃ COOH(wässrig) → CH ₃ COONa(aq) + CO _zwei (g) + H _zwei O(l)

Essigsäure unterliegt den typischen chemischen Reaktionen einer Carbonsäure, insbesondere der Bildung von Äthanol B. durch Reduktion, und Bildung von Derivaten wie Acetylchlorid über nucleophile Acylsubstitution. Andere Substitutionsderivate umfassen Essigsäureanhydrid; dieses Anhydrid entsteht durch Wasserverlust aus zwei Molekülen Essigsäure. Über die Fischer-Veresterung können ebenfalls Ester der Essigsäure und auch Amide gebildet werden. Beim Erhitzen über 440 °C zersetzt sich Essigsäure, um zu produzieren Kohlendioxid und Methan, oder zur Herstellung von Keten und Wasser.

Erkennung

Essigsäure erkennt man an ihrem charakteristischen Geruch. Eine Farbreaktion für Salze der Essigsäure ist Eisen(III)chlorid Lösung, was zu einer tiefroten Farbe führt, die nach dem Ansäuern verschwindet. Acetate bilden beim Erhitzen mit Arsentrioxid Cacodyloxid, das an seinen übelriechenden Dämpfen erkennbar ist.

Biochemie

Die von Essigsäure abgeleitete Acetylgruppe ist grundlegend für die Biochemie praktisch aller Lebensformen. Wenn es an Coenzym A gebunden ist, ist es zentral für den Stoffwechsel von Kohlenhydraten und Fetten. Die Konzentration an freier Essigsäure in den Zellen wird jedoch auf einem niedrigen Niveau gehalten, um eine Störung der Kontrolle des pH-Werts des Zellinhalts zu vermeiden. Im Gegensatz zu einigen längerkettigen Carbonsäuren (den Fettsäuren) kommt Essigsäure in natürlichen Triglyceriden nicht vor. Das künstliche Triglycerid Triacetin (Glycerintriacetat) ist jedoch ein üblicher Lebensmittelzusatzstoff und findet sich in Kosmetika und topischen Arzneimitteln.

Essigsäure wird von bestimmten produziert und ausgeschieden Bakterien , insbesondere die Acetobacter Gattung und Clostridium acetobutylicum . Diese Bakterien kommen überall vor Lebensmittel , Wasser , und Boden , und Essigsäure wird auf natürliche Weise produziert, wenn Früchte und einige andere Lebensmittel verderben. Essigsäure ist auch ein Bestandteil der vaginalen Schmierung von Menschen und anderen Primaten, wo sie als mildes antibakterielles Mittel zu dienen scheint.

Produktion

Reinigungs- und Konzentrationsanlage für Essigsäure im Jahr 1884

Essigsäure wird sowohl synthetisch als auch durch bakterielle Fermentation hergestellt. Heute macht der biologische Weg nur etwa 10 % der Weltproduktion aus, bleibt aber für die Essigproduktion wichtig, da viele der weltweiten Lebensmittelreinheitsgesetze vorschreiben, dass der in Lebensmitteln verwendete Essig biologischen Ursprungs sein muss. Etwa 75 % der Essigsäure, die in der chemischen Industrie verwendet wird, wird durch Methanol-Carbonylierung hergestellt, wie unten erläutert. Den Rest machen alternative Methoden aus.

Die weltweite Gesamtproduktion von frischer Essigsäure wird auf 5 Mt/a (Millionen Tonnen pro Jahr) geschätzt, von denen etwa die Hälfte in den USA produziert wird Vereinigte Staaten . europäisch Die Produktion liegt bei etwa 1 Mt/a und ist rückläufig, und es werden 0,7 Mt/a produziert Japan . Weitere 1,5 Mt werden jedes Jahr recycelt, was den gesamten Weltmarkt auf 6,5 Mt/a bringt. Die beiden größten Produzenten von reiner Essigsäure sind Celanese und BP-Chemikalien . Andere große Hersteller sind Millennium Chemicals, Sterling Chemicals, Samsung, Eastman und Svensk Etanolkemi.

Methanol-Carbonylierung

Die meiste reine Essigsäure wird durch Methanol-Carbonylierung hergestellt. Dabei reagieren Methanol und Kohlenmonoxid zu Essigsäure gemäß der chemischen Gleichung:

CH ₃ OH + CO → CH ₃ COH

Der Prozess beinhaltet Jodmethan als Zwischenprodukt und läuft in drei Schritten ab. Für die Carbonylierung (Schritt 2) wird ein Katalysator, meist ein Metallkomplex, benötigt.

(1)CH ₃ OH + HI → CH ₃ Ich + H _zwei Ö

(2)CH ₃ I + CO → NUR ₃ UHR

(3)CH ₃ COI + UMFRAGE _zwei O → NUR ₃ COOH + HALLO

Durch Veränderung der Prozessbedingungen kann auf der gleichen Anlage auch Essigsäureanhydrid hergestellt werden. Da sowohl Methanol als auch Kohlenmonoxid Rohstoffrohstoffe sind, schien die Methanolcarbonylierung lange Zeit ein attraktives Verfahren zur Herstellung von Essigsäure zu sein. Henry Drefyus von British Celanese entwickelte bereits 1925 eine Pilotanlage zur Methanol-Carbonylierung. Der Mangel an praktischen Materialien, die das korrosive Reaktionsgemisch bei den erforderlichen hohen Drücken (200 atm oder mehr) zurückhalten konnten, hielt jedoch einige Zeit von der Kommerzialisierung dieser Wege ab. Das erste kommerzielle Methanol-Carbonylierungsverfahren, bei dem a Kobalt Katalysator, wurde 1963 vom deutschen Chemieunternehmen BASF entwickelt. 1968 wurde a Rhodium -basierter Katalysator ( cis - [RH (CO) _zwei ich _zwei ] ⁻ ) wurde entdeckt, das bei niedrigerem Druck mit fast keinen Nebenprodukten effizient arbeiten konnte. Die erste Anlage mit diesem Katalysator wurde 1970 vom US-Chemieunternehmen Monsanto gebaut, und die Rhodium-katalysierte Methanol-Carbonylierung wurde zur vorherrschenden Methode zur Herstellung von Essigsäure (siehe Monsanto-Verfahren). In den späten 1990er Jahren wurde der Chemiekonzern BP-Chemikalien kommerzialisierte den Cativa-Katalysator ([Ir(CO) _zwei ich _zwei ] ⁻ ), die gefördert wird von Ruthenium . Dies Iridium -katalysierter Prozess ist umweltfreundlicher und effizienter und hat den Monsanto-Prozess weitgehend verdrängt, oft in denselben Produktionsanlagen.

Acetaldehyd-Oxidation

Vor der Kommerzialisierung des Monsanto-Verfahrens wurde die meiste Essigsäure durch Oxidation von Acetaldehyd hergestellt. Dies bleibt das zweitwichtigste Herstellungsverfahren, obwohl es mit der Methanolcarbonylierung nicht konkurrenzfähig ist. Der Acetaldehyd kann durch Oxidation von Butan oder leichtem Naphtha oder durch Hydratation von Ethylen hergestellt werden.

Wenn Butan oder leichtes Naphtha mit Luft in Gegenwart verschiedener Metallionen erhitzt wird, einschließlich denen von Mangan , Kobalt und Chrom , bilden sich Peroxide und zersetzen sich dann gemäß der chemischen Gleichung zu Essigsäure

2 C ₄ H ₁₀ + 5 Ö _zwei → 4 CH ₃ COO + 2 H _zwei Ö

Typischerweise wird die Reaktion bei einer Kombination aus Temperatur und Druck durchgeführt, die so ausgelegt ist, dass sie so heiß wie möglich ist, während das Butan immer noch flüssig bleibt. Typische Reaktionsbedingungen sind 150 °C und 55 atm. Es können sich auch mehrere Nebenprodukte bilden, darunter Butanon, Ethylacetat, Ameisensäure , und Propionsäure. Diese Nebenprodukte sind auch kommerziell wertvoll, und die Reaktionsbedingungen können geändert werden, um mehr davon zu produzieren, wenn dies wirtschaftlich nützlich ist. Die Abtrennung von Essigsäure von diesen Nebenprodukten trägt jedoch zu den Kosten des Verfahrens bei.

Unter ähnlichen Bedingungen und unter Verwendung ähnlicher Katalysatoren, wie sie für die Butanoxidation verwendet werden, kann Acetaldehyd durch die oxidiert werden Sauerstoff in Luft Essigsäure herzustellen

2 CH ₃ FÜR + Ö _zwei → 2 CH ₃ COH

Unter Verwendung moderner Katalysatoren kann diese Reaktion eine Essigsäureausbeute von mehr als 95 % aufweisen. Die wichtigsten Nebenprodukte sind Ethylacetat, Ameisensäure und Formaldehyd, die alle niedrigere Siedepunkte als Essigsäure haben und leicht durch Destillation abgetrennt werden können.

Ethylenoxidation

Fermentation

Oxidative Gärung

Während des größten Teils der Menschheitsgeschichte wurde Essigsäure in Form von Essig von Bakterien der Gattung hergestellt Acetobacter . Bei ausreichend Sauerstoff können diese Bakterien aus verschiedenen alkoholischen Lebensmitteln Essig herstellen. Zu den häufig verwendeten Feeds gehören Apfelwein , Wein , und fermentiert Getreide , Malz, Reis , oder Kartoffel püriert. Die gesamte chemische Reaktion, die durch diese Bakterien erleichtert wird, ist

C _zwei H ₅ OH + Ö _zwei → CH ₃ COO + H _zwei Ö

Eine verdünnte Alkohollösung, mit der geimpft wird Acetobacter und an einem warmen, luftigen Ort aufbewahrt, wird er im Laufe einiger Monate zu Essig. Industrielle Essigherstellungsverfahren beschleunigen diesen Prozess, indem sie die Versorgung mit Essig verbessern Sauerstoff zu den Bakterien.

Die ersten Chargen von durch Fermentation hergestelltem Essig folgten wahrscheinlich auf Fehler im Weinherstellungsprozess. Wenn der Most bei zu hoher Temperatur vergoren wird, überwältigt Acetobacter Hefe kommt natürlich in den Trauben vor. Als die Nachfrage nach Essig für kulinarische, medizinische und hygienische Zwecke zunahm, lernten Winzer schnell, andere organische Materialien zu verwenden, um in den heißen Sommermonaten Essig herzustellen, bevor die Trauben reif und bereit für die Verarbeitung zu Wein waren. Diese Methode war jedoch langsam und nicht immer erfolgreich, da die Winzer den Prozess nicht verstanden.

Eines der ersten modernen kommerziellen Verfahren war die „schnelle Methode“ oder „deutsche Methode“, die erstmals 1823 in Deutschland praktiziert wurde. Bei diesem Verfahren findet die Gärung in einem mit Holzspänen oder Holzkohle gefüllten Turm statt. Die alkoholhaltige Beschickung wird oben in den Turm geträufelt und ist frisch Luft von unten durch natürliche oder erzwungene Konvektion zugeführt. Die verbesserte Luftzufuhr in diesem Prozess verkürzt die Zeit für die Essigzubereitung von Monaten auf Wochen.

Der meiste Essig wird heute in Tauchkultur hergestellt, die erstmals 1949 von Otto Hromatka und Heinrich Ebner beschrieben wurde. Bei diesem Verfahren wird Alkohol in einem kontinuierlich gerührten Tank zu Essig vergoren und Sauerstoff zugeführt, indem Luft durch die Lösung geblasen wird. Mit dieser Methode kann Essig mit 15 % Essigsäure in nur 2–3 Tagen hergestellt werden.

Anaerobe Gärung

Einige Arten anaerober Bakterien, darunter mehrere Mitglieder der Gattung Clostridium , können Zucker direkt in Essigsäure umwandeln, ohne Ethanol als Zwischenprodukt zu verwenden. Die von diesen Bakterien durchgeführte chemische Gesamtreaktion kann wie folgt dargestellt werden:

C ₆ H ₁₂ Ö ₆ → 3 CH ₃ COH

Aus Sicht eines Industriechemikers interessanter ist, dass viele dieser acetogenen Bakterien Essigsäure aus Ein-Kohlenstoff-Verbindungen produzieren können, einschließlich Methanol, Kohlenmonoxid oder einer Mischung davon Kohlendioxid und Wasserstoff :

zwei CO _zwei + 4 H _zwei → CH ₃ COO + 2 H _zwei Ö

Diese Fähigkeit von Clostridium Zucker direkt zu verwenden oder Essigsäure aus weniger kostspieligen Inputs zu produzieren, bedeutet, dass diese Bakterien Essigsäure möglicherweise effizienter produzieren könnten als Ethanol-Oxidationsmittel wie Acetobacter . Jedoch, Clostridium Bakterien sind weniger säuretolerant als Acetobacter . Auch die säuretolerantesten Clostridium Stämme können im Vergleich zu einigen Essigsorten nur wenige Prozent Essigsäure produzieren Acetobacter Stämme, die Essig mit bis zu 20 % Essigsäure produzieren können. Derzeit ist es noch kostengünstiger, Essig herzustellen Acetobacter als es mit zu produzieren Clostridium und dann konzentriert. Obwohl acetogene Bakterien seit 1940 bekannt sind, bleibt ihr industrieller Einsatz daher auf wenige Nischenanwendungen beschränkt.

Anwendungen

2,5-Liter-Flasche Essigsäure in einem Labor.

Essigsäure ist ein chemisches Reagenz zur Herstellung vieler chemischer Verbindungen. Die größte Einzelverwendung von Essigsäure ist die Herstellung von Vinylacetat-Monomer, dicht gefolgt von der Essigsäureanhydrid- und Esterherstellung. Die Menge an Essigsäure, die in Essig verwendet wird, ist vergleichsweise gering.

Vinylacetat-Monomer

Essigsäure wird hauptsächlich zur Herstellung von Vinylacetatmonomer (VAM) verwendet. Diese Anwendung verbraucht etwa 40 % bis 45 % der weltweiten Essigsäureproduktion. Die Reaktion wird von Ethylen und Essigsäure mit Sauerstoff über ein Palladium Katalysator.

2 Std ₃ C-COOH + 2 C _zwei H ₄ + Ö _zwei → 2 Std ₃ C-CO-O-CH=NUR _zwei + 2 Std _zwei Ö

Vinylacetat kann zu Polyvinylacetat oder anderen Polymeren polymerisiert werden, die in Farben und Klebstoffen verwendet werden.

Essigsäureanhydrid

Das Kondensationsprodukt zweier Moleküle Essigsäure ist Essigsäureanhydrid. Die weltweite Produktion von Essigsäureanhydrid ist eine Hauptanwendung und verbraucht etwa 25 % bis 30 % der weltweiten Produktion von Essigsäure. Essigsäureanhydrid kann direkt hergestellt werden durch Methanol-Carbonylierung unter Umgehung der Säure, und Cativa-Anlagen können für die Anhydridproduktion angepasst werden.

Essigsäureanhydrid ist ein starkes Acetylierungsmittel. Als solches ist seine Hauptanwendung Zelluloseacetat, ein Kunststoff Textil- auch für Fotofilme verwendet. Essigsäureanhydrid ist auch ein Reagens für die Herstellung von Aspirin, Heroin und anderen Verbindungen.

Essig

In Form von Essig werden Essigsäurelösungen (typischerweise 5 % bis 18 % Essigsäure, wobei der Prozentsatz normalerweise nach Masse berechnet wird) direkt als Gewürz verwendet, aber auch beim Einlegen von Gemüse und anderen Lebensmitteln. Tafelessig ist in der Regel verdünnter (5 % bis 8 % Essigsäure), während beim kommerziellen Einlegen von Lebensmitteln im Allgemeinen konzentriertere Lösungen verwendet werden. Die Menge an Essigsäure, die weltweit als Essig verwendet wird, ist nicht groß, aber historisch gesehen ist dies die mit Abstand älteste und bekannteste Anwendung.

Als Lösungsmittel verwenden

Eisessig ist, wie oben erwähnt, ein ausgezeichnetes polares protisches Lösungsmittel. Es wird häufig als Lösungsmittel für die Umkristallisation zur Reinigung organischer Verbindungen verwendet. Reine geschmolzene Essigsäure wird als Lösungsmittel bei der Herstellung von Terephthalsäure (TPA), dem Rohstoff für Polyethylenterephthalat (PET), verwendet. Obwohl derzeit 5–10 % des Essigsäureverbrauchs weltweit ausmacht, wird erwartet, dass diese spezifische Anwendung in den nächsten zehn Jahren mit zunehmender PET-Produktion erheblich zunehmen wird.

Essigsäure wird häufig als Lösungsmittel für Reaktionen verwendet, an denen Carbokationen beteiligt sind, wie z. B. die Friedel-Crafts-Alkylierung. Beispielsweise beinhaltet eine Stufe in der kommerziellen Herstellung von synthetischem Campher eine Wagner-Meerwein-Umlagerung von Camphen zu Isobornylacetat; hier wirkt Essigsäure sowohl als Lösungsmittel als auch als Nucleophil, um das umgelagerte Carbokation abzufangen. Essigsäure ist das Lösungsmittel der Wahl, wenn eine Arylnitrogruppe unter Verwendung von Palladium auf Kohlenstoff zu einem Anilin reduziert wird.

Eisessig wird in der analytischen Chemie zur Bestimmung von schwach alkalischen Substanzen wie organischen Amiden verwendet. Eisessig ist eine viel schwächere Base als Wasser, daher verhält sich das Amid in diesem Medium wie eine starke Base. Es kann dann mit einer Lösung einer sehr starken Säure, wie Perchlorsäure, in Eisessig titriert werden.

Andere Anwendungen

Verdünnte Lösungen von Essigsäuren werden auch wegen ihrer milden Säure verwendet. Beispiele im Haushalt sind die Verwendung in einem Stoppbad bei der Entwicklung von Fotofilmen und in Entkalkungsmitteln zur Entfernung von Kalkablagerungen aus Wasserhähnen und Wasserkochern. Die Säure wird auch zur Behandlung des Stachels verwendet Würfelqualle B. indem es die Nesselzellen der Qualle deaktiviert, schwere Verletzungen oder den Tod verhindert, wenn es sofort angewendet wird, und zur Behandlung von Außenohrinfektionen bei Menschen in Präparaten wie Vosol. Ebenso wird Essigsäure als Sprühkonservierungsmittel für Viehsilage verwendet, um Bakterien und Bakterien abzuwehren Pilz- Wachstum.

Aus Essigsäure werden mehrere organische oder anorganische Salze hergestellt, darunter:

• Natriumacetat – verwendet in der Textil- Industrie und als Lebensmittelkonservierungsmittel (E262).
• Kupfer(II)acetat – verwendet als Pigment und ein Fungizid.
• Aluminiumacetat und Eisen(II)acetat – werden als Beizmittel für Farbstoffe verwendet.
• Palladium(II)acetat – wird als Katalysator für organische Kupplungsreaktionen wie die Heck-Reaktion verwendet.

Zu den hergestellten substituierten Essigsäuren gehören:

• Monochloressigsäure (MCA), Dichloressigsäure (gilt als Nebenprodukt) und Trichloressigsäure. MCA wird bei der Herstellung von Indigo-Farbstoff verwendet.
• Bromessigsäure, die verestert wird, um das Reagens Ethylbromacetat herzustellen.
• Trifluoressigsäure, ein gängiges Reagenz in der organischen Synthese.

Die in diesen anderen Anwendungen verwendeten Essigsäuremengen zusammen (abgesehen von TPA) machen weitere 5 % bis 10 % des weltweiten Essigsäureverbrauchs aus. Diese Anwendungen werden jedoch voraussichtlich nicht so stark wachsen wie die TPA-Produktion.

Sicherheit

Konzentrierte Essigsäure ist ätzend und muss daher mit entsprechender Vorsicht gehandhabt werden, da es zu Hautverbrennungen, bleibenden Augenschäden und Reizungen der Schleimhäute kommen kann. Diese Verbrennungen oder Blasen treten möglicherweise erst einige Stunden nach der Exposition auf. Latexhandschuhe bieten keinen Schutz, daher sollten beim Umgang mit der Verbindung besonders widerstandsfähige Handschuhe, z. B. aus Nitrilkautschuk, getragen werden. Konzentrierte Essigsäure lässt sich im Labor nur schwer entzünden. Es wird zu einem entzündlichen Risiko, wenn die Umgebungstemperatur 39 °C (102 °F) übersteigt, und kann oberhalb dieser Temperatur mit Luft explosive Gemische bilden (Explosionsgrenzen: 5,4 %–16 %).

Die Gefahren von Essigsäurelösungen hängen von der Konzentration ab. Die folgende Tabelle listet die EU-Klassifizierung von Essigsäurelösungen auf:

Sicherheitssymbol

Konzentration nach Gewicht	Molarität	Einstufung	R-Sätze
10 %–25 %	1,67–4,16 mol/l	Reizend ( Xi )	R36/38
25 %–90 %	4,16–14,99 mol/l	Ätzend ( C )	R34
>90%	>14,99 mol/l	Ätzend ( C )	R1 , R35

Lösungen mit mehr als 25 % Essigsäure werden wegen der stechenden, ätzenden Dämpfe in einem Abzug gehandhabt. Verdünnte Essigsäure in Form von Essig ist unbedenklich. Die Einnahme stärkerer Lösungen ist jedoch für Mensch und Tier gefährlich. Es kann das Verdauungssystem schwer schädigen und den Säuregehalt des Blutes potenziell tödlich verändern.