Axit axetic (hay etanoic) là một axit hữu cơ, tồn tại ở trạng thái lỏng không màu hoặc dạng tinh thể rắn, vị chua. Công dụng của Axit axetic được biết đến khi cho bia và rượu vang tiếp xúc với không khí, dùng vi khuẩn để sản xuất.
1. Axit axetic là gì?
Axit axetic là một hợp chất hữu cơ có tính axit mạnh, chúng có công thức hóa học CH3CO2H (cũng viết là CH3COOH). Đây là loại hóa chất đã được sản xuất từ rất lâu đời và được ứng dụng rất nhiều trong sản xuất công nghiệp, sản xuất thực phẩm hay y học…
Chúng còn có nhiều tên gọi khác nhau như: etanoic, Hydro axetat (HAc), Ethylic acid, Axit metanecarboxylic, dấm, acetic acid, Acid ethanoic…
2. Tính chất vật lý axit axetic CH3COOH
Axit axetic CH3COOH là chất lỏng không màu, có vị chua và tan hoàn toàn trong nước.
Khối lượng riêng: 1.049 g/cm3 (l), 1.266 g/cm3 (s).
Nhiệt độ nóng chảy: 16.5oC.
Nhiệt độ sôi: 118.2oC.
Nhiệt độ sôi của axit axetic CH3COOH lớn hơn rượu dùng chúng cùng phân tử khối do sự liên kết bền vững của các phân tử hydro.
Khi đun nóng, axit axetic có thể hòa tan một lượng nhỏ photpho và lưu huỳnh.
Tan tốt trong xenlulozo và nitroxenlulozo.
3. Tính chất hóa học của axit axetic
Nguyên tử hydro trong nhóm cacboxyl có thể cung cấp một proton H+, làm chúng có tính chất axit, tuy nhiên, axit axetic là một axit yếu thuộc nhóm axit monoprotic. Dung dịch có nồng độ mol 1 M (giấm ăn trong gia đình) có độ pH là 2.4, tức chỉ có 0.44 % phân tử axit axetic bị phân ly.
Axit axetic lỏng là dung môi phân cực với hằng số điện ly khoảng 6.2.
Nó có khả năng hòa tan các hợp chất không phân cực như dầu, các nguyên tố lưu huỳnh, iot và các dung môi phân cực như nước, chloroform, hexan.
Axit axetic CH3COOH (etanoic) là một axit hữu cơ, mạnh hơn axit cacbonic. Nó được tào thành bằng việc liên kết nhóm methyl CH3 với cacboxyl COOH.
Axit axetic tác dụng với bazo, cacbonat và bicacbonat để tạo ra axetat kim loại tương ứng, nước và cacbonic (phổ biến nhất là natri bicacbonat với giấm ăn):
NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + CO2 + H2O
Trừ crom (II) axetat, tất cả các axetat khác đều tan được trong nước.
Tác dụng với kiềm tạo ra nước và ethanoat kim loại:
NaOH + CH3COOH → CH3COONa + H2O
Axit axetic phân hủy ở nhiệt độ lớn hơn 440oC tạo thành cacbonic, metan hoặc ethenon và nước.
Tác dụng với rượu tạo thành este:
ROH + CH3COOH → CH3COOR + H2O
Axit axetic làm ăn mòn các kim loại và tạo ra khí hydro và các muối axetat:
Mg + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2
Nhôm thụ động với axit axetic do khi phản ứng, nó tạo ra lớp màng mỏng nhôm oxit trên bề mặt, ngăn chặn sự ăn mòn. Vì vậy, các nhà sản xuất vẫn thường dùng bình chứa bằng nhôm để đựng dung dịch này.
Phản ứng thế halogen vào gốc hydrocacbon ( 90 - 100oC):
Cl2 + CH3COOH → ClCH2COOH + HCl
Tác dụng với axetylen (xúc tác thủy ngân, nhiệt độ 70 - 80oC) thành etyl diaxetat:
C2H2 + 2CH3COOH → CH3CH(OCOCH3)2
Tác dụng với amoniac tạo thành amid:
NH3 + CH3COOH → NH3CH3COOHNH4
Phản ứng decacboxyl hóa thành axeton (Xúc tác mangan oxit, nhiệt độ):
C2H2+ CH3COOH → CH2CHOCOCH3
4. Điều chế axit axetic CH3COOH
4.1. Cacbonyl hóa methanol
Methanol tác dụng với cacbon monoxit tạo thành axit axetic:
CH3OH + CO → CH3COOH
Quá trình liên quan đến chất trung gian iodometan, xúc tác là phức chất kim loại với 3 bước sau:
CH3OH + HI → CH3I + H2O
CH3I + CO → CH3COI
CH3COI + H2O → CH3COOH + HI
4.2. Oxy hóa axetaldehyt
Trong công nghiệp, Axit axetic CH3COOH được sản xuất từ butan C4H10 có xúc tác và nhiệt độ
2C4H10 + 3O2 → 4CH3COOH+ 2H2O
4.3. Phương pháp lên men trong điều kiện hiếu khí
4.3.1. Phương pháp lên men chậm
Cho axit axetic CH3COOH vào thùng gỗ sồi thể tích 250- 300l, trống 1/5 thể tích lượng axit axetic rồi đổ thêm nước ép nho vào đến khi được ½ thùng.
Tiến hành lên men ở nhiệt độ thường. Quá trình kéo dài vài tuần. Kiểm tra rượu còn 0.3- 0.5% thì lấy giấm ra, bổ sung thêm dinh dưỡng mới vì nếu để lâu, chất lượng giấm sẽ giảm.
4.3.2. Phương pháp lên men nhanh
Cho axit axetic nồng độ 3- 5% chảy qua lớp phoi bào (lõi bắp) để thanh trùng và axit hóa vật liệu chất mang để vi sinh giống dễ thích nghi.
Sử dụng nước vô trùng rửa qua và nạp giống vi khuẩn axetic.
Cho dòng môi trường từ trên xuống qua hệ thống phân phôi đồng thời thổi khí từ dưới lên.
Vi khuẩn sẽ oxy hóa rượu thành axit axetic CH3COOH, thẩm thấu qua màng tế bào ra ngoài, theo dung dịch xuống đáy thiết bị lên men.
Quá trình kéo dài từ 8- 10 ngày ở 24- 37oC.
4.3.3. Phương pháp lên men chìm
Cho dung dịch lên men vào thiết bị và thổi khí mạnh vào.
Thể huyền phù và dung dịch lên men được tạo ra.
4.3.4. Phương pháp kết hợp
Hệ thống lên men gồm:
- Lớp trên cùng là lớp đệm chứa vi sinh vật
- Lớp giữa là một thùng chứa dung dịch sau khi lên men chảy xuống
- Tầng dưới đáy là hệ thống thổi khí
Hàm lượng axit axetic có trong dịch lên men thường không cao, trong khoảng 5-10 % và thường lẫn với các chất khác, do đó, dịch sau lên men chỉ có thể sử dụng để chế biến thực phẩm.
Để nâng hàm lượng axit axetic CH3COOH cũng như làm sạch các tạp chất, người ta sử dụng phương pháp chưng cất.
5. Ứng dụng của axit axetic
Axit axetic được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như tạo ra polyme ứng dụng trong sơn, chất kết dính, là dung môi hòa tan các chất hóa học, sản xuất và bảo quản thực phẩm, đặc biệt dùng để sản xuất giấm. Lượng axit axetic dùng làm giấm tuy không phải là một tỉ lệ lớn trong tổng sản lượng axit axetic, nhưng giấm lại là một sản phẩm khá phổ biến trong đời sống hằng ngày.
Axit axetic có tính ứng dụng cao trên thực tế, một trong những sản phẩm làm từ axit axetic được sử dụng nhiều nhất là giấm. Không chỉ là một loại gia vị dùng để chế biến thức ăn tạo độ chua dịu, giấm còn có khả năng mang lại rất nhiều lợi ích khác tốt cho sức khỏe như:
5.1. Điều trị tiểu đường
Tiểu đường là khi hoocmon insulin trong tuyến tụy bị thiếu hụt, không thể điều chỉnh lượng đường trong cơ thể khiến mức đường trong máu luôn cao, bệnh này thường xuất hiện ở người già, người lớn tuổi. Trong trường hợp này giấm được xem tương tự như các dược chất giúp chống lại bệnh tiểu đường bởi nó có khả năng điều tiết lượng đường trong cơ thể. Ngoài ra giấm còn có thể giúp giảm chứng tăng huyết áp sau khi ăn, giúp cải thiện độ nhạy cảm insulin và giảm chỉ số đường huyết.
5.2. Giảm cân
Trong giấm có chất pectin giúp đào thải cholesterol trong cơ thể, ngăn chặn sự tích tụ mỡ trong cơ thể và gan đồng thời giảm lượng calo nhằm hạn chế hình thành mỡ trong cơ thể, hạn chế việc thèm ăn,… những điều này giúp giảm cân nặng cho cơ thể một cách lành mạnh. Ngày nay, người ta thường dùng giấm táo để giảm cân một cách tự nhiên và an toàn.
5.3. Công dụng của axit axeti giúp chống lão hóa
Trong công thức cấu tạo của axit axetic có ion H+ nên nó có khả năng chống oxy hóa. Tính chất hóa học này giúp nó có thể kiểm soát các gốc tự do trong cơ thể giúp ngăn ngừa sự lão hóa. Loại giấm tốt nhất giúp chống lão hoá cũng là giấm táo, ta có thể thêm giấm táo vào bữa ăn hằng ngày hoặc dùng cho da mặt.
5.4. Điều trị bệnh về thận và bàng quang
Axit axetic là một axit hữu cơ mang tính chất của một axit đặc trưng là phản ứng với kim loại tạo ra loại muối trung hòa. Điều này giúp làm tan sỏi trong thận. Tuy nhiên, cần phải sử dụng giấm sao cho thật hợp lý, tránh lạm dụng, chỉ nên dùng một lượng nhỏ để pha loãng với nước khi dùng.
6. Tác hại của axit axetic với con người
- Hơi axit axetic sẽ gây kích ứng mũi, cổ họng và phổi và làm tổn thương nghiêm trọng tới các lớp lót của cơ quan mũi, thậm chí khiến nạn nhân bị khó thở.
- Nuốt phải axit axetic có thể gây ăn mòn vùng miệng và đường tiêu hóa, khiến nạn nhân nôn mửa, tiêu chảy, trụy tuần hoàn, suy thận và nguy hiểm hơn là tử vong.
- Tiếp xúc với da sẽ gây ra kích ứng như đau, tấy đỏ, mụn nước. Nếu nặng hơn sẽ gây bỏng sau một vài phút tiếp xúc.
Các sản phẩm được Vũ Hoàng nhập khẩu đều có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng, được kiểm tra nghiêm ngặt từ khâu đầu vào. Ngoài ra, chúng tôi cũng cung cấp rất nhiều loại hóa chất xử lý nước, hóa chất cơ bản khác với nhà máy sản xuất tại Bắc Ninh.
