Αιθανικό οξύ

Αιθανικό οξύ
Γενικά
Όνομα IUPAC	Αιθανικό οξύ
Άλλες ονομασίες	Οξικό οξύ
Χημικά αναγνωριστικά
Χημικός τύπος	C2H4O2
Μοριακή μάζα	60,05 amu
Σύντομος συντακτικός τύπος	CH3COOH
Συντομογραφίες	MeCOOH AcOH
Αριθμός CAS	64-19-7
SMILES	CC(=O)O
Αριθμός EINECS	200-580-7
Κωδικός προσθέτου τροφίμων	Ε260
Δομή
Διπολική ροπή	1,74 D
Ισομέρεια
Ισομερή θέσης	8 Μεθανικός μεθυλεστέρας Υδροξυαιθανάλη Αιθενοδιόλη-1,1 Αιθενοδιόλη-1,2 Υδροξυοξιράνιο 1,2-διοξετάνιο 1,3-διοξετάνιο Μεθυλοδιοξιράνιο
Φυσικές ιδιότητες
Σημείο τήξης	16,5 °C
Σημείο βρασμού	118,1 °C
Πυκνότητα	1.049 kg/m3 (20 °C)
Διαλυτότητα στο νερό	Πλήρως αναμείξιμο
Ιξώδες	1,22 mPa·s
Εμφάνιση	άχρωμο καυστικό υγρό
Χημικες ιδιότητες
pKa	4,8
Ελάχιστη θερμοκρασία ανάφλεξης	43 °C
Επικινδυνότητα
Διαβρωτικό (C) Εύφλεκτο (F)
Φράσεις κινδύνου	R10, R35
Φράσεις ασφαλείας	(S1/2) S23 S26 S45
MSDS	Εξωτ. Σύνδεσμος MSDS
Κίνδυνοι κατά NFPA 704	2 2 0
Ιδιότητες εκρηκτικού
Η κατάσταση αναφοράς είναι η πρότυπη κατάσταση (25°C, 1 Atm) εκτός αν σημειώνεται διαφορετικά

Το αιθανικό οξύ ή αιθανοϊκό οξύ ή οξικό οξύ (CH₃COOH) είναι ένα καρβοξυλικό οξύ που δίνει στο ξύδι τη γνωστή (ξινή) γεύση και οσμή. Είναι ένα μετρίως ασθενές οξύ (pKa > 4), δηλαδή διίσταται σε μικρό ποσοστό σε υδατικό περιβάλλον. Το καθαρό (άνυδρο) αιθανικό οξύ (ονομάζεται «παγόμορφο») είναι ένα άχρωμο υδροσκοπικό υγρό, που πήζει στους 16,5 °C σε ένα άχρωμο κρυσταλλικό στερεό. Καθαρό ή σε πυκνά διαλύματα είναι επικίνδυνα διαβρωτικό. Είναι το δεύτερο μέλος της ομόλογης σειράς των αλκανικών οξέων. Αποτελεί ένα σημαντικό χημικό αντιδραστήριο για τη χημική βιομηχανία, για την παραγωγή σημαντικών οργανικών ενώσεων όπως ο οξικός βινυλεστέρας και ο οξικός ανυδρίτης. Επίσης, με βάση το χημικό του τύπο, C₂H₄O₂, είναι ένας από τους «τυπικούς» υδατάνθράκες (δηλαδή τις ενώσεις που έχουν την αναλογία ατόμων υδρογόνου - οξυγόνου 2:1, που έχει και το νερό, αλλά χωρίς να είναι πραγματικά σάκχαρα). Η παγκόσμια ζήτηση αιθανικού οξέος είναι της τάξης των 6,5 εκατομμύρια τόννων το χρόνο, από την οποία περίπου 1,5 εκατομμύρια τόννοι το χρόνο καλύπτεται με ανακύκλωση. Το υπόλοιπο παράγεται πετροχημικά ή και από βιολογικής προέλευσης πηγές. Χρησιμοποιείται ως πρόσθετο τροφίμων με τον κωδικό Ε260.

Ιστορία

Το ξύδι ήταν γνωστό από νωρίς στον πολιτισμένο κόσμο, ως φυσικό προϊόν της έκθεσης στον ατμοσφαιρικό αέρα μπύρας ή κρασιού, εφόσον τα βακτήρια που μεταβολίζουν αιθανόλη σε αιθανικό οξύ βρίσκονται σ' όλον τον κόσμο.

Η χρήση του αιθανικού οξέος στην αλχημεία επεκτάθηκε κατά τον 3ο π.Χ. αιώνας, όταν ο Έλληνας φιλόσοφος Θεόφραστος περιέγραψε πώς το ξύδι επιδρά πάνω στα μέταλλα δημιουργώντας έτσι χρήσιμες (ιδιαίτερα στην τέχνη) χρωστικές, που περιλάμβαναν το «λευκό μόλυβδο» και τον «πράσινο χαλκό».

Οι Ρωμαίοι έβραζαν ξινισμένο κρασί σε μολύβδινα (Pb) δοχεία για να παρασκευάσουν ένα πολύ γλυκό σιρόπι που ονομάζονταν «sapa». Η «sapa» ήταν πλούσια σε οξικό μόλυβδο, μια πολύ γλυκιά στη γεύση ουσία, που την απομόνωναν, την αποκαλούσαν «ζάχαρη του Κρόνου» και τη χρησιμοποιούσαν ως γλυκαντικό και ως φάρμακο, αλλά οδηγούσε σε μολυβδίαση τη ρωμαϊκή αριστοκρατία (κυρίως) που την κατανάλωνε.

Δομή

Φιάλη 2,5 lt αιθανικού οξέος σε χημικό εργαστήριο

Στερεό αιθανικό οξύ

Κρύσταλλοι στερεού αιθανικού οξέος

Είναι το δεύτερο απλούστερο καρβονικό οξύ, μετά το μεθανικό οξύ.

Δεσμοί
Δεσμός	τύπος δεσμού	ηλεκτρονική δομή	Μήκος δεσμού	Ιονισμός
C#2-H	σ	2sp3-1s	109 pm	3% C- H+
C#2-C1	σ	2sp3-2sp2	151 pm
C=O	σ	2sp2-2sp2	132 pm	19% C+ O-
	π	2p-2p
C-O	σ	2sp2-2sp3	147 pm	19% C+ O-
O-H	σ	2sp3-1s	96 pm	32% O- H+
Γωνίες
HCH	109°28'
HCC	109°28'
CCO	120°
COO	120°
OCO	120°
COH	104,45°
Στατιστικό ηλεκτρικό φορτίο
O (OH)	-0,51
O (=O)	-0,38
C#2	-0,09
H (HC)	+0,03
H (OH)	+0,32
C#1	+0,57

Ισομέρεια

1. Μεθανικός μεθυλεστέρας: Ένας καρβονικός εστέρας με τύπο: HCOOCH₃.
2. Υδροξυαιθανάλη: Μια υδροξυαλδεΰδη με τύπο: HOCH₂CHO.
3. Αιθενοδιόλη-1,1: Μια ασταθής αλκενοδιόλη, ελάσσων ταυτομερές του αιθανικού οξέος, με τύπο: CH₂=C(OH)₂.
4. Αιθενοδιόλη-1,2: Μια ασταθής αλκενοδιόλη, ελάσσων ταυτομερές της υδροξυαιθανάλης, με τύπο: HOCH=CHOH. Έχει δύο (2) γεωμετρικά ισομερή.
5. Υδροξυοξιράνιο: Μια ετεροκυκλική αλκοόλη με τύπο:
6. 1,2-διοξετάνιο: Ένα ετεροκυκυκλικό υπεροξείδιο με τύπο:
7. 1,3-διοξετάνιο: Ένας ετεροκυκλικός διαιθέρας με τύπο:
8. Μεθυλοδιοξιράνιο: Ένα ετεροκυκυκλικό υπεροξείδιο με τύπο:

• Έχει δηλαδή οκτώ (8) ισομερή θέσης. Αν υπολογιστούν και τα γεωμετρικά, έχει συνολικά εννέα (9) ισομερή.

Παραγωγή

Το οξικό οξύ παράγεται τόσο συνθετικά όσο και με βιοχημικά, δηλαδή με τη βοήθεια κάποιου ενζύμου. Ο δεύτερος τρόπος χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά για την παραγωγή ξυδιού, γιατί η νομοθεσία, σε πολλές χώρες του κόσμου, απαιτεί τόσο το επιτραπέζιο ξύδι, όσο και αυτό που χρησιμοποιείται με άλλους τρόπους στα τρόφιμα, να είναι βιολογικής προέλευσης.

Βιοχημικές μέθοδοι

Κύριο άρθρο: οξική ζύμωση

Αερόβια ζύμωση

Με την οξική ζύμωση, δηλαδή την οξείδωση της αιθυλικής αλκοόλης που περιέχεται σε αλκοολούχα ποτά, παράγεται αιθανικό οξύ. Η οξείδωση αυτή γίνεται με τη βοήθεια ορισμένων βακτηρίων ή μυκήτων τα οποία μεταφέρουν το ένζυμο αιθανολοξειδάση που καταλύει την απευθείας αντίδραση της αιθανόλης με διοξυγόνο, που προέρχρεται από τον ατμοσφαιρικό αέρα. Η συνολική στοχειομετρική εξίσωση της αντίδρασης που γίνεται είναι η εξής:

$\mathrm{CH_3CH_2OH + O_2 \xrightarrow{\epsilon \theta \alpha \nu oo \lambda o \xi \epsilon \iota \delta \acute{\alpha} \sigma \eta} CH_3COOH + H_2O}$

Η καθαρή αλκοόλη δεν οξειδώνεται έτσι σε οξικό οξύ. Αυτό συμβαίνει γιατί δεν περιέχει τους μύκητες που παράγουν την αιθανολοξειδάση. Οι μύκητες για να ζήσουν χρειάζονται κατάλληλες αζωτούχες θρεπτικές ουσίες, τις οποίες δεν έχει η καθαρή αλκοόλη. Επομένως για να γίνει η οξοποίηση, πρέπει να υπάρχει κρασί ή γενικότερα αλκοολούχο μίγμα που να περιέχει τις κατάλληλες θρεπτικές ουσίες, μύκητες και θερμοκρασία (συνήθως 18-35 °C). Επίσης η συγκέντρωση της αιθανόλης δεν πρέπει να είναι μικρότερη του 2% ούτε ανώτερη του 12%, γιατί τότε οι μύκητες αδρανοποιούνται.

Έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι ζύμωσης, με απώτερο σκοπό την επιτάχυνση της διαδικασίας:

1. Μέθοδος της Ορλεάνης: Το αλκοολούχο μίγμα μπαίνει σε μεγάλα δοχεία με τρύπες μαζί με έτοιμο ξύδι και αφήνεται για μεγάλο διάστημα. Ύστερα αφαιρείται μια ποσότητα ξυδιού και προστίθεται μια ίση ποσότητα ποτού. Αυτό συνεχίζεται όσο χρειάζεται.
2. Γερμανική μέθοδος ή μέθοδος γρήγορης οξοποίησης: Εφαρμόστηκε για πρώτη φορά στη Γερμανία το 1823 και θεωρείται η πρώτη μοντέρνα εμπορική διαδικασία. Αποβλέπει στην γρήγορη μετατροπή του αλκοολούχου μίγματος σε ξύδι, με την αύξηση της επιφάνειας του διαλύματος που έρχεται σε επαφή με τον αέρα, ώστε να επιταχυνθεί η οξείδωση. Αυτό επιτυγχάνεται με τη διαβίβαση του διαλύματος, αναμειγμένου με ξύδι, από την κορυφή μέσα σε δρύινα βαρέλια που περιέχουν ροκανίδια εμποτισμένα με ξύδι. Από τον πυθμένα διαβιβάζεται ο αέρας είτε φυσικά είτε με κάποια μηχανική μέθοδο. Το μίγμα διαχωρίζεται σε σταγόνες, άρα αποκτά μεγάλη επιφάνεια επαφής με τον αέρα και η μετατροπή γίνεται πολύ γρήγορα, σε εβδομάδες αντί για μήνες της προηγούμενης μεθόδου.
3. Σήμερα, η μεγαλύτερη ποσότητα ξυδιού παράγεται με μια μέθοδο που περιέγραψαν πρώτοι το 1949 οι Otto Hromatka και Heinrich Ebner. Το αλκοολούχο διάλυμα υφίσταται ζύμωση προς ξύδι σε μια δεξαμενή που αναδεύεται συνεχώς, ενώ το οξυγόνο τροφοδοτείται με μορφή φυσαλίδων μέσα στο διάλυμα. Με αυτό τον τρόπο, ξύδι με 15% οξικό οξύ μπορεί να παρασκευαστεί μέσα σε 2 – 3 ημέρες.

Αναερόβια ζύμωση

Ορισμένα είδη αναερόβιων βακτηρίων, όπως πολλά μέλη του γένους Clostridium, μπορούν να μετατρέψουν τη γλυκόζη που περιέχεται σε σάκχαρα, όπως η ζάχαρη ή το άμυλο, κατευθείαν σε οξικό οξύ, χωρίς την παρουσία ενδιάμεσης αιθανόλης. Η συνολική στοχειομετρική εξίσωση της αντίδρασης που γίνεται είναι η εξής:

$\mathrm{C_6H_{12}O_6 \xrightarrow{Clostridium} 3CH_3COOH}$

Τα βακτήρια όμως αυτά είναι λιγότερο ανθεκτικά στα οξέα με αποτέλεσμα να μπορούν να παράγουν ξίδι πολύ χαμηλής περιεκτικότητας σε οξικό οξύ, σε αντίθεση με τα αερόβια που μπορούν να φτάσουν μέχρι και 20%. Έτσι, παρόλο που αυτά τα βακτήρια ήταν γνωστά από το 1940, η βιομηχανική χρήση τους παραμένει περιορισμένη.

Συνθετικές βιομηχανικές μέθοδοι

Συνθετικά το οξικό οξύ παρασκευάζεται με τέσσερεις (4) διαφορετικές μεθόδους: με οξείδωση του αιθενίου, οξείδωση του βουτανίου και καρβοξυλίωση της μεθανόλης:

Οξείδωση αιθενίου

Πρώτη ύλη της μεθόδου αυτής, είναι το αιθένιο (CH₂=CH₂), από το οποίο παρασκευάζεται η αιθανάλη (CH₃CHO). Η ενός σταδίου διαδικασία Wacker, περιλαμβάνει τη χρήση χλωριούχου χαλκού (CuCl₂), σε υδατικό διάλυμα, και μια μικρής ποσότητας χλωριούχου παλλαδίου (PdCl₂), ως καταλύτη:

$\mathrm{CH_2=CH_2 + H_2O + CuCl_2 \xrightarrow{PdCl_2} CH_3CHO + HCl + Cu}$

• Η απόδοση φτάνει το 95%, ενώ με περαιτέρω οξείδωση παράγεται οξικό οξύ:

$\mathrm{2CH_3CHO + O_2 \xrightarrow[55-80^oC, \; 1-5 \; bar]{Mn \;\acute{\eta}\; Co} 2CH_3COOH}$

• Ως καταλύτες χρησιμοποιούνται οξικό μαγγάνιο [(CH₃COO)₂Mn] ή κοβάλτιο [(CH₃COO)₂Co], σε θερμοκρασία 55 – 80 °C και πίεση 1 – 5 bar. Η απόδοση φτάνει στο 95%.

Οξείδωση βουτανίου

Η δεύτερη αυτή συνθετική μέθοδος χρησιμοποιεί ως πρώτη ύλη το βουτάνιο το οποίο παραλαμβάνεται ως κλάσμα του πετρελαίου, ενώ η οξείδωση γίνεται με ατμοσφαιρικό αέρα. Η διαδικασία κάνει χρήση οξικού κοβαλτίου, μαγγανίου ή χρωμίου [(CH₃COO)₃Cr], ως καταλύτη και πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 50 – 250 °C και πίεση ~55 bar:

$\mathrm{C_4H_{10} + 5O_2 \xrightarrow[50-250^oC, \; \sim 55 \; bar]{(CH_3COO)_2Mn \;\acute{\eta}\; (CH_3COO)_2Co \;\acute{\eta}\; (CH_3COO)_3Cr} 4CH_3COOH + 2H_2O}$

Καρβοξυλίωση μεθανόλης

Η τρίτη και πιο σημαντική μέθοδος περιλαμβάνει την αντίδραση της μεθανόλης (CH₃OH) με μονοξείδιο του άνθρακα (CO), με χρήση ρόδιου (Rh) ή υδροϊωδίου (HI), ως καταλύτη, σε θερμοκρασία 175 °C και πίεση 1 bar:

$\mathrm{CH_3OH + CO \xrightarrow[175^oC, \; 1 \; bar]{Rh \;\acute{\eta}\; HI} CH_3COOH}$

Η απόδοση της μεθόδου φτάνει το 99% με βάση τη μεθανόλη και το 90% με βάση το μονοξείδιο του άνθρακα. Η διαδικασία περιλαμβάνει τρία (3) στάδια, όπως φαίνεται παρακάτω για την περίπτωση που χρησιμοποιείται ως «καταλύτης» το υδροϊώδιο:

$\mathrm{CH_3OH + HI \xrightarrow{} CH_3I + H_2O}$
$\mathrm{CH_3I + CO \xrightarrow{} CH_3COI}$
$\mathrm{CH_3COI + H_2O \xrightarrow{} CH_3COOH + HI}$

Άλλες συνθετικές μέθοδοι

Με καρβοξυλίωση μεθυλαλογονιδίων

Με καρβοξυλίωση με διοξείδιο του άνθρακα μεθυλαλογονιδίων, μέσω οργανομαγνησιακών ενώσεων (αντιδραστήρια Grignard) παράγεται αιθανικό οξύ::

$\mathrm{CH_3X + Mg \xrightarrow{|Et_2O|} CH_3MgX \xrightarrow{+CO_2} CH_3COOMgX \xrightarrow{+H_2O} CH_3COOH + Mg(OH)X \downarrow}$

Με υδρόλυση αιθανονιτριλίου

Με υδρόλυση αιθανονιτριλίου (CH₃CN) σε όξινο περιβάλλον παράγεται αιθανικό οξύ:

$\mathrm{CH_3CN + 2H_2O \xrightarrow{H^+} CH_3COONH_4 \xrightarrow{HCl} CH_3COOH + NH_4Cl}$

Με οξείδωση αιθανίου, βουτενίου-2, αιθανόλης ή αιθανάλης

1. Καταλυτική οξείδωση αιθανίου παράγεται αιθανάλη, με παραπέρα οξείδωση της οποίας (παραπάνω και παρακάτω αναγράφονται αρκετές μέθοδοι) παράγεται αιθανικό οξύ:

$\mathrm{ C_2H_6 + O_2 \xrightarrow[\triangle]{Cu} CH_3CHO + H_2O}$

2. Με οξείδωση βουτενίου-2 (CH₃CH=CHCH₃) παράγεται αιθανικό οξύ:

$\mathrm{ 3CH_3CH=CHCH_3 + 8KMnO_4 + 4H_2SO_4 \xrightarrow{} 6CH_3COOH + 8MnO_2 + 4K_2SO_4 + 4H_2O}$

4. Με οξείδωση αιθανόλης (CH₃CH₂OH) παράγεται αιθανικό οξύ:

$\mathrm{ CH_3CH_2OH + 4KMnO_4 + 2H_2SO_4 \xrightarrow{} 3CH_3COOH + 4MnO_2 + 2K_2SO_4 + 5H_2O }$

4. Με οξείδωση αιθανάλης (CΗ₃CHO) παράγεται αιθανικό οξύ:

$\mathrm{ 3CH_3CHO + 2KMnO_4 + H_2SO_4 \xrightarrow{} 3CH_3COOH + 2MnO_2 + K_2SO_4 + H_2O }$

Από μηλονικό οξύ

Από μηλονικό οξύ παράγεται αιθανικό οξύ:

$\mathrm{ HOOCCH_2COOH \xrightarrow{\triangle} CH_3COOH + CO_2 \uparrow}$

Φυσικές και φυσικοχημικές ιδιότητες

Κυκλικό διμερές του οξικού οξέος

Σε κανονικές συνθήκες είναι άχρωμο, διαβρωτικό και εύφλεκτο υγρό, με έντονη οσμή. Έχει σημείο τήξης στους 16,5 °C και κάτω από τη θερμοκρασία αυτή το καθαρό οξικό οξύ στερεοποιείται σχηματίζοντας κρυστάλλους, οπότε ονομάζεται παγόμορφο (glacial). Είναι πλήρως διαλυτό στο νερό και την αιθυλική αλκοόλη αλλά αδιάλυτο στον διθειάνθρακα.

Σε ορισμένους διαλύτες αλλά και στην κρυσταλλική μορφή του, το οξικό οξύ όπως και άλλα μονοκαρβονικά οξέα, παρουσιάζει το φαινόμενο της συζεύξεως, δηλαδή την εμφάνιση κυκλικών διμερών ενώσεων μέσω της δημιουργίας δεσμών υδρογόνου μεταξύ δύο μορίων του. Παρουσία όμως νερού, οι δεσμοί αυτοί καταστρέφονται.

Το υγρό οξικό οξύ είναι ένα πολικός διαλύτης παρόμοιος με το νερό και την αιθανόλη. Μπορεί να διαλύσει τόσο πολικές ενώσεις, όπως ανόργανα άλατα, όσο και άπολες ενώσεις όπως έλαια και χημικά στοιχεία όπως το θείο και το ιώδιο. Αναμιγνύεται εύκολα με πολλούς πολικούς και μη-πολικούς διαλύτες όπως το νερό, το χλωροφόρμιο και το εξάνιο.

Χημικές ιδιότητες και παράγωγα

΄Οξινος χαρακτήρας και καρβονικά άλατα

Σε υδατικό διάλυμα διίαταται μερικώς δίνοντας ανιόν καρβοξυλίου το οποίο σταθεροποιείται εξ αιτίας του φαινομένου του συντονισμού και επομένως το σημείο ισορροπίας είναι μετατοπισμένο προς τα δεξιά, σε σύγκριση με το νερό ή τις αλκοόλες.

Το οξικό οξύ είναι ένα ασθενές μονοβασικό οξύ (pKa = 4,8), ασθενέστερο από τα περισσότερα ανόργανα οξέα. Τα τρία (3) υδρογόνα του μεθυλίου δεν αντικαθιστώνται από μέταλλα αλλά παρόλα αυτά το οξικό οξύ αντιδρά με ορισμένα μέταλλα μέταλλα και βάσεις σχηματίζοντας άλατα με σύγχρονη έκλυση υδρογόνου ή νερού αντίστοιχα:

$\mathrm{CH_3COOH {\overrightarrow\longleftarrow} CH_3COO^- + H^+}$
(Αντίδραση διάστασης)
$\mathrm{CH_3COOH + Na \xrightarrow{} CH_3COONa + H_2 \uparrow}$
(Επίδραση μετάλλων ηλεκτροθετικότερων του υδρογόνου)
$\mathrm{CH_3COOH + NaOH \xrightarrow{} CH_3COONa + H_2O}$
(Αντίδραση εξουδετέρωσης)

Αποκαρβοξυλίωση

1. Με θέρμανση αιθανικού νατρίου παίρνουμε διοξείδιο του άνθρακα και μεθάνιο::

$\mathrm{CH_3COOH + NaOH \xrightarrow{} CH_3COONa + H_2O \xrightarrow{\triangle} CH_4 \uparrow + NaOH + CO_2 \uparrow}$

2. Με ηλεκτρόλυση αιθανικού νατρίου (μέθοδος Kolbe), παράγονται διοξείδιο του άνθρακα και αιθάνιο:

3. Με θέρμανση αλάτων του με ασβέστιο (ή βάριο) παράγεται προπανόνη:

$\mathrm{(CH_3COO)_2Ca \xrightarrow{\triangle} CH_3COCH_3 + CaCO_3 \downarrow}$

4. Με επίδραση βρωμίου σε αιθανικό άργυρο παράγεται μεθυλοβρωμίδιο - Αντίδραση Hunsdiecker:

$\mathrm{CH_3COOAg + Br_2 \xrightarrow{} CH_3Br + AgBr \downarrow + CO_2 \uparrow}$

Αναγωγή

Τo αιθανικό οξύ ανάγεται με λιθιοαργιλιοϋδρίδιο (LiAlH₄) ή νατριοβοριοϋδρίδιο (NaBH₄) προς αιθανόλη:

$\mathrm{2CH_3COOH + LiAlH_4 \xrightarrow{} 2CH_3CH_2OH + LiAlO_2}$

Οξείδωση

Τo αιθανικό οξύ οξειδώνεται σε αιθανικό υπεροξύ από το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂), σε όξινο περιβάλλον:

$\mathrm{CH_3COOH + H_2O_2 \xrightarrow{H^+} CH_3CO_3H + H_2O}$

Εστεροποίηση

• Με επίδραση αλκοολών παράγονται οξικοί εστέρες::

$\mathrm{CH_3COOH + ROH {\overrightarrow\longleftarrow} CH_3COOR + H_2O}$

Αλογόνωση

1. Με επίδραση αλογόνων, παρουσία ερυθρού φωσφόρου, παράγεται αλαιθανικό οξύ:

$\mathrm{CH_3COOH + X_2 \xrightarrow{P} XCH_2COOH + HX}$

• Η επίδραση φθορίου (F₂) αποφεύγεται για λόγους ασφαλείας.

2. Με επίδραση αλογονωτικών μέσων παράγονται ακετυλοαλογονίδια::

α. Με SOCl₂:

$\mathrm{CH_3COOH + SOCl_2 \xrightarrow{} CH_3COCl + SO_2 + HCl}$

β. Με PCl₅:

$\mathrm{CH_3COOH + PCl_5 \xrightarrow{} CH_3COCl + POCl_3 + HCl}$

γ. Με PX₃, όπου X: Cl, Br, I.

$\mathrm{3CH_3COOH + PX_3 \xrightarrow{} 3CH_3COX + H_3PO_3}$

• Για το ακετυλοφθορίδιο προτιμάται η υποκατάσταση σε ακετυλοχλωρίδιο:

$\mathrm{CH_3COCl + Hg_2F_2 \xrightarrow{} CH_3COF + Hg_2Cl_2 \downarrow}$

Επίδραση καρβενίων

Με επίδραση καρβενίων παράγεται ένα μίγμα προϊόντων. Π.χ. με μεθυλένιο έχουμε περίπου την παρακάτω στοιχειομετρική εξίσωση:

$\mathrm{CH_3COOH + CH_2N_2 \xrightarrow{hv} N_2 + \frac{3}{5} CH_3CH_2COOH + \frac{1}{5} CH_3COOCH_3 + \frac{1}{5}}$

• Η παραπάνω στοιχειομετρική εξίσωση είναι άθροισμα κατά μέλη των ακόλουθων δράσεων:

1. Παρεμβολή στους τρεις (3) δεσμούς C-H. Παράγεται προπανικό οξύ, ένα καρβονικό οξύ.
2. Παρεμβολή στον ένα (1) δεσμό O-H. Παράγεται οξικός μεθυλεστέρας, ο μεθυλεστέρας του αιθανικού οξέος.
3. Προσθήκη στον ένα (1) δεσμό C=O. Παράγεται 1-μεθυλο-1-υδροξυοξιράνιο, μια ετεροκυκλική αλκοόλη.

• Συνολικά δηλαδή πέντε (5) παράγωγα προϊόντα, που είναι πρακτικά ισοδύναμα (σ' αυτήν την περίπτωση) σε παραγωγή, εξαιτίας της μεγάλης δραστικότητας του μεθυλενίου, που ως δίριζα κάνει σχεδόν απόλυτα κινητικές (δηλαδή όχι εκλεκτικές) τις αντιδράσεις του.

Χρήσεις

Η αρχαιότερη και πιο γνωστή, αν και όχι η μεγαλύτερη, χρήση του οξικού οξέος είναι με τη μορφή του ξυδιού. Το ξίδι είναι ένα αραιό διάλυμα του οξικού οξέος σε νερό, το οποίο παράγεται συνήθως με οξείδωση της αιθυλικής αλκοόλης. Το παραγόμενο ξίδι έχει κατά το περισσότερο δυνατόν, το άρωμα, τη γεύση και το χρώμα της πρώτης ύλης που χρησιμοποιήθηκε (κρασί, μπύρα κτλ). Τα διάφορα ξύδια έχουν οξύτητα η οποία εκφράζεται σε οξικό οξύ από 4%-12% με συνηθισμένες τιμές 5 – 8%. Πάνω από 12% δεν υπάρχουν ξίδια διότι θανατώνονται οι μικροοργανισμοί που τα παράγουν.

Η μεγαλύτερη χρήση του οξικού οξέος είναι ως πρώτη ύλη για την παραγωγή του οξικού βινυλεστέρα. Στην αντίδραση επιπλέον συμμετέχει αιθυλένιο και οξυγόνο ή ακετυλένιο παρουσία παλλαδίου ως καταλύτη:

$\mathrm{CH_3COOH + 2CH_2=CH_2 + O_2 \xrightarrow{Pd} CH_3COOCH=CH_2 + 2H_2O}$

Ο οξικός βινυλεστέρας χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη (μονομερές) για την παραγωγή είτε του ομοπολυμερούς του είτε συμπολυμερών με άλλα μονομερή όπως για παράδειγμα ο ακρυλικός βουτυλεστέρας. Τα πολυμερή αυτά έχουν ευρεία χρήση σήμερα ως συγκολλητικά (κυρίως για ξύλα) και ως επικαλυπτικά (πλαστικά χρώματα).

Η αμέσως επόμενη μεγαλύτερη χρήση είναι στην παραγωγή του οξικού ανυδρίτη με αντίδραση συμπύκνωσης δύο μορίων οξικού οξέος. Το προϊόν στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή οξικής κυτταρίνης, πρώτης ύλης στις μαγνητικές ταινίες, συνθετικών ινών ενώ με θέρμανσή του (οξικού ανυδρίτη) με σαλικυλικό οξύ παράγεται η ασπιρίνη (ακετυλοσαλικυλικό οξύ). Με παρόμοια αντίδραση η μορφίνη παράγει ηρωίνη.

Επίσης χρησιμοποιείται στην παραγωγή άλλων σημαντικών οξικών εστέρων όπως ο οξικός αιθυλεστέρας και ο οξικός βουτυλεστέρας, σημαντικών διαλυτών βιομηχανικής χρήσης, ενώ το ίδιο χρησιμοποιείται ως διαλύτης στην παραγωγή του τερεφθαλικού οξέος, πρώτης ύλης των γνωστών πλαστικών μπουκαλιών PET.

Τέλος πρέπει να σημειωθεί και η χρήση του ως πρόσθετο τροφίμων (Ε260), κυρίως ως μέσο οξίνισης και αντιβακτηριδιακό.

Ασφάλεια - Υγεία

Το πυκνό οξικό οξύ είναι εύφλεκτο και διαβρωτικό υγρό, γι' αυτό χρειάζεται ιδιαίτερη προσοχή τόσο στη χρήση του όσο και στο υλικό των δεξαμενών μέσα στο οποίο θα αποθηκευτεί.

Η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει κατατάξει τα διαλύματα του οξικού οξέος σε τρεις κατηγορίες ανάλογα με την περιεκτικότητά τους. Έτσι:

Συγκέντρωση κατά βάρος	Επισήμανση	Φράσεις R
≥ 90%	Διαβρωτικό (C)	35
25% - 90%	Διαβρωτικό (C)	34
10% - 25%	Ερεθιστικό (Xi)	36/38

Αντίθετα τα αραιά διαλύματα, όπως το ξύδι ή με τη μορφή που χρησιμοποιείται ως πρόσθετο στα τρόφιμα, είναι αβλαβές και δεν έχει αναφερθεί καμία παρενέργεια στους ανθρώπους. Πρέπει μόνο να αποφεύγεται από άτομα που έχουν (πολύ σπάνια) δυσανεξία στο ξύδι.

Πηγές

• Ν. Αλεξάνδρου, Γενική Οργανική Χημεία, ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 1985
• Α. Βάρβογλη, «Χημεία Οργανικών Ενώσεων», παρατηρητής, Θεσσαλονίκη 1991
• SCHAUM'S OUTLINE SERIES, ΟΡΓΑΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ, Μτφ. Α. Βάρβογλη, 1999
• Ασκήσεις και προβλήματα Οργανικής Χημείας Ν. Α. Πετάση 1982
• Πολυχρόνη Σ. Καραγκιοζίδη: Ονοματολογία οργανικών ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1991, Έκδοση Β΄.
• Ν. Αλεξάνδρου, Α. Βάρβογλη, Δ. Νικολαΐδη: Χημεία Ετεροκυκλικών Ενώσεων, Θεσσαλονίκη 1985, Έκδοση Β΄.
• Δ. Νικολαΐδη: Ειδικά κεφάλαια Οργανικής Χημεία, Θεσσαλονίκη 1983.