Уксусная кислота

Уксусная кислота СН₃СООН известна с глубокой древности в виде уксуса. В концентрированном виде ее получил Шталь (1700), а ее состав установил Берцелиус (1814). Она является самым типичным представителем жирных кислот.

Уксусная кислота может быть получена всевозможными общими способами получения жирных кислот, а также образуется при окислении многих органических веществ. Кроме того, она чрезвычайно часто встречается в выделениях животных (в моче, желчи, испражнениях), а также в растениях (в зеленых листьях) частью в свободном виде, частью в виде солей и сложных эфиров. Очень часто она образуется при гниении и брожении (в кислом молоке, сыре, прогорклом масле и пр.).

Уксусное брожение спиртовых жидкостей известно с давних времен. Если какую-либо спиртовую жидкость (например, слабое вино, пиво) оставить на воздухе, то она «скисает», т. е. (превращается в уксус. Это происходит оттого, что в воздухе всегда имеются зародыши бактерии Micoderma aceti (называемой также «уксусным грибком»), которые, попадая в спиртовую жидкость, размножаются в ней. Под действием этих бактерий происходит окисление винного спирта в уксусную кислоту:

Процесс уксусного брожения вызывается действием особого энзима, называемого алкоголь-оксидазой, и сопровождается выделением тепла.

В настоящее время уксусное брожение используется только для получения пищевой уксусной кислоты (пищевой уксус). Для приготовления уксуса часто используют непосредственные продукты брожения вина, пива, фруктовых соков и т. д. Из перебродившей жидкости дробной перегонкой получают 70— 80%-ную уксусную кислоту, поступающую в продажу под названием уксусной эссенции.

Из промышленных способов получения уксусной кислоты 30—40 лет назад главным являлось извлечение ее из продуктов, сухой перегонки дерева. Водный слой дистиллята, содержащий уксусную кислоту, обрабатывают известью, причем получается так называемый древесный порошок, состоящий главным образом из уксуснокислого кальция. Перегонкой этого порошка с эквивалентным количеством концентрированной серной кислоты получают крепкую уксусную кислоту, или древесный уксус. В настоящее время этот источник уксусной кислоты утратил свое значение в связи с развитием синтетических методов ее получения.

Значительные количества уксусной кислоты приготовляют из уксусного альдегида, окисляя его кислородом воздуха в присутствии марганцового катализатора. Ацетальдегид для этого получают либо из ацетилена по М. Г. Кучерову , либо окислением этилена или этилового спирта. Уксусную кислоту можно производить в промышленном масштабе окислением парафиновых углеводородов. Обычно для этой цели применяют бутан или смесь пентанов и гексанов.

Уксусная кислота может быть получена также действием концентрированной серной кислоты на нитроэтан:

Исторический интерес имеет синтез уксусной кислоты из элементов, осуществленный Кольбе в 1845 г. по схеме

Безводную уксусную кислоту, называемую также ледяной уксусной кислотой (замерзает при +17° С), приготовляют перегонкой сухого уксуснокислого натрия с серной кислотой. Она может быть получена также и азеотропной перегонкой водной уксусной кислоты в присутствии толуола.

Ледяная уксусная кислота является прекрасным растворителем для многих органических веществ.

При смешении ледяной уксусной кислоты с водой плотность раствора сначала возрастает, потом уменьшается: 43%-ная уксусная кислота имеет такую же плотность, как безводная кислота. Максимальная плотность, равная 1,075, отвечает моногидрату СН₃СООН · Н₂О.

Определение плотности паров уксусной кислоты при низких температурах показывает, что до температуры, немного превышающей температуру кипения, в ее парах содержится смесь димерных (СН₃СООН)₂ и мономерных СН₃СООН молекул. С повышением температуры количество димерных молекул уменьшается (диссоциация), но лишь выше 250°С плотность паров уксусной кислоты соответствует составу С₂Н₄О₂.

Определение молекулярного веса криоскопическим методом в некоторых растворителях, например в бензоле, также дает удвоенную молекулярную формулу.

Уксусная кислота чрезвычайно стойка по отношению к окислителям, даже таким сильным, как хромовая кислота и марганцовокислый калий.