lorsque le butane ou le naphta léger est chauffé avec de l’air en présence de divers ions métalliques, y compris ceux du manganèse, du cobalt et du chrome, les peroxydes se forment puis se décomposent pour produire de l’acide acétique selon l’équation chimique

2 C4H10 + 5 O2 → 4 CH3COOH + 2 H2O

Typiquement, la réaction est exécutée à une combinaison de température et de pression conçue pour être aussi chaude que possible tout en maintenant le butane liquide. Les conditions de réaction typiques sont 150 °C et 55 atm., Plusieurs produits secondaires peuvent également se former, y compris butanone, l’acétate d’éthyle, l’acide formique et l’acide propionique. Ces produits secondaires ont également une valeur commerciale, et les conditions de réaction peuvent être modifiées pour en produire plus si cela est économiquement utile. Cependant, la séparation de l’acide acétique de ces sous-produits ajoute au coût du processus.,

dans des conditions similaires et en utilisant des catalyseurs similaires à ceux utilisés pour l’oxydation du butane, l’acétaldéhyde peut être oxydé par l’oxygène dans l’air pour produire de l’acide acétique

2 CH3CHO + O2 → 2 CH3COOH

en utilisant des catalyseurs modernes, cette réaction peut avoir un rendement en acide acétique supérieur à 95%. Les principaux produits sont l’acétate d’éthyle, l’acide formique, et le formaldéhyde, qui tous ont moins de points d’ébullition de l’acide acétique et sont facilement séparés par distillation.,

oxydation de L’éthylène

Fermentation

fermentation oxydative

pendant la majeure partie de l’histoire humaine, l’acide acétique, sous forme de vinaigre, a été fabriqué par des bactéries du genre Acetobacter. Avec suffisamment d’oxygène, ces bactéries peuvent produire du vinaigre à partir de divers aliments alcoolisés. Les aliments couramment utilisés comprennent le cidre de pomme, le vin et les mélanges de céréales fermentées, de malt, de riz ou de pommes de terre., La réaction chimique globale facilitée par ces bactéries est

C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O

une solution d’alcool dilué inoculée avec Acetobacter et conservée dans un endroit chaud et aéré deviendra vinaigre au cours de quelques mois. Les méthodes industrielles de fabrication de vinaigre accélèrent ce processus en améliorant l’apport d’oxygène aux bactéries.

Les premiers lots de vinaigre produits par fermentation ont probablement suivi des erreurs dans le processus de vinification. Si le moût est fermenté à une température trop élevée, acetobacter submergera la levure naturellement présente sur les raisins., À mesure que la demande de vinaigre à des fins culinaires, médicales et sanitaires augmentait, les vignerons ont rapidement appris à utiliser d’autres matières organiques pour produire du vinaigre pendant les chauds mois d’été avant que les raisins ne soient mûrs et prêts à être transformés en vin. Cette méthode était lente, cependant, et pas toujours réussie, car les vignerons ne comprenaient pas le processus.

l’un des premiers procédés commerciaux modernes fut la « méthode rapide » ou « méthode allemande », pratiquée pour la première fois en Allemagne en 1823. Dans ce processus, la fermentation a lieu dans une tour remplie de copeaux de bois ou de charbon de bois., L’alimentation contenant de l’alcool est déversée dans le haut de la tour et l’air frais est alimenté par le bas par convection naturelle ou forcée. L’alimentation en air améliorée dans ce processus a réduit le temps de préparation du vinaigre de mois à Semaines.

aujourd’hui, la plupart du vinaigre est fabriqué en culture en cuve immergée, décrite pour la première fois en 1949 par Otto Hromatka et Heinrich Ebner. Dans cette méthode, l’alcool est fermenté en vinaigre dans un réservoir agité en continu, et l’oxygène est fourni par l’air bouillonnant à travers la solution. En utilisant cette méthode, le vinaigre de 15% d’acide acétique peut être préparé en seulement 2-3 jours.,

fermentation anaérobie

certaines espèces de bactéries anaérobies, dont plusieurs membres du genre Clostridium, peuvent convertir les sucres en acide acétique directement, sans utiliser d’éthanol comme intermédiaire.,toutes les réactions chimiques menées par ces bactéries peuvent être représentées comme suit:

C6H12O6 → 3 CH3COOH

plus intéressant du point de vue d’un chimiste industriel, beaucoup de ces bactéries acétogéniques peuvent produire de l’acide acétique à partir de composés à un carbone, y compris le méthanol, le monoxyde de carbone ou un mélange de dioxyde de carbone et d’hydrogène:

2 CO2 + 4 H2 → CH3COOH + 2 H2O

cette capacité de Clostridium à utiliser directement les sucres, ou à produire de l’acide acétique à partir d’intrants moins coûteux, signifie que ces bactéries pourraient potentiellement produire de L’acide acétique plus efficacement que les oxydants à l’éthanol comme Acetobacter., Cependant, les bactéries Clostridium sont moins tolérantes aux acides que Acetobacter. Même les souches de Clostridium les plus tolérantes à l’acide peuvent produire du vinaigre de seulement quelques pour cent d’acide acétique, par rapport à certaines souches D’Acetobacter qui peuvent produire du vinaigre jusqu’à 20% d’acide acétique. À l’heure actuelle, il reste plus rentable de produire du vinaigre à L’aide D’Acetobacter que de le produire à L’aide de Clostridium et de le concentrer ensuite. En conséquence, bien que les bactéries acétogènes soient connues depuis 1940, leur utilisation industrielle reste limitée à quelques applications de niche.,

Applications

2,5 litres bouteille d’acide acétique dans un laboratoire.

l’acide Acétique est un réactif chimique pour la production de nombreux composés chimiques. La plus grande utilisation unique de l’acide acétique est dans la production de monomère d’acétate de vinyle, suivie de près par la production d’anhydride acétique et d’ester. Le volume d’acide acétique utilisé dans le vinaigre est relativement faible.,

acétate de Vinyle monomère

Le principal usage de l’acide acétique est pour la production d’acétate de vinyle monomère (VAM). Cette application consomme environ 40% à 45% de la production mondiale d’acide acétique. La réaction de l’éthylène et de l’acide acétique avec de l’oxygène sur un catalyseur au palladium.

2 H3C-COOH + 2 C2H4 + O2 → 2 H3C-CO-O-CH=CH2 + 2 H2O

l’acétate de vinyle peut être polymérisé en acétate de polyvinyle ou en d’autres polymères, qui sont appliqués dans les peintures et les adhésifs.

anhydride Acétique

Le produit de la condensation de deux molécules d’acide acétique acide acétique anhydride acétique., La production mondiale d’anhydride acétique est une application majeure et utilise environ 25% à 30% de la production mondiale d’acide acétique. L’anhydride acétique peut être produit directement par carbonylation du méthanol en contournant l’acide, et les plantes Cativa peuvent être adaptées à la production d’anhydride.

anhydride Acétique est un puissant agent d’acétylation. En tant que tel, sa principale application est l’acétate de cellulose, un textile synthétique également utilisé pour les films photographiques. L’anhydride acétique est également un réactif pour la production d’aspirine, d’héroïne et d’autres composés.,

Vinaigre

Dans le formulaire de vinaigre, acide acétique en solution (généralement de 5% à 18% d’acide acétique, avec le pourcentage généralement calculée en masse) sont directement utilisés comme condiment, et aussi dans le décapage de légumes et d’autres denrées alimentaires. Le vinaigre de Table a tendance à être plus dilué (5% à 8% d’acide acétique), tandis que le décapage des aliments commerciaux utilise généralement des solutions plus concentrées. La quantité d’acide acétique utilisée comme vinaigre à l’échelle mondiale n’est pas importante, mais historiquement, c’est de loin l’application la plus ancienne et la plus connue.,

utilisation comme solvant

L’acide acétique Glacial est un excellent solvant protique polaire, comme indiqué ci-dessus. Il est fréquemment utilisé comme solvant de recristallisation, pour purifier les composés organiques. L’acide acétique fondu pur est utilisé comme solvant dans la production d’acide téréphtalique (TPA), la matière première du polyéthylène téréphtalate (PET). Bien que représentant actuellement 5% à 10% de l’utilisation de l’acide acétique dans le monde, cette application spécifique devrait croître de manière significative au cours de la prochaine décennie, à mesure que la production de PET augmentera.,

l’acide acétique est souvent utilisé comme solvant pour des réactions impliquant des carbocations, telles que L’alkylation de Friedel-Crafts. Par exemple, une étape de la fabrication commerciale du camphre synthétique implique un réarrangement Wagner-Meerwein du camphène en acétate d’isobornyle; ici, l’acide acétique agit à la fois comme solvant et comme nucléophile pour piéger le carbocation réarrangé. L’acide acétique est le solvant de choix lors de la réduction d’un groupe nitro aryle en aniline à l’aide de palladium sur carbone.,

l’acide acétique Glacial est utilisé en chimie analytique pour l’estimation de l’faiblement alcalin substances organiques amides. L’acide acétique Glacial est beaucoup plus faible que l’eau, de sorte que l’amide se comporte comme une base solide dans ce milieu. Il peut ensuite être titré en utilisant une solution dans l’acide acétique glaciaire d’un acide très fort, tel que l’acide perchlorique.

autres applications

des solutions diluées d’acides acétiques sont également utilisées pour leur acidité douce., Des exemples dans l’environnement domestique incluent l’utilisation dans un bain d’arrêt pendant le développement de films photographiques, et dans des agents détartrants pour éliminer le calcaire des robinets et des bouilloires. L’acidité est également utilisée pour traiter la piqûre de la méduse en désactivant les cellules urticantes de la méduse, prévenir les blessures graves ou la mort si elle est appliquée immédiatement, et pour traiter les infections de l’oreille externe chez les personnes dans des préparations telles que Vosol. De manière équivalente, l’acide acétique est utilisé comme agent de Conservation par pulvérisation pour l’ensilage du bétail, afin de décourager la croissance bactérienne et fongique.,

plusieurs sels organiques ou inorganiques sont produits à partir de l’acide acétique, notamment:

• acétate de Sodium—utilisé dans l’industrie textile et comme conservateur alimentaire ( E262).
• acétate de cuivre(II) – utilisé comme pigment et fongicide.
• acétate D’Aluminium et acétate de fer (II) – utilisé comme mordant pour les colorants.
• acétate de Palladium(II) – utilisé comme catalyseur pour des réactions de couplage organique telles que la réaction de Heck.

Les acides acétiques substitués produits comprennent:

• L’acide Monochloroacétique (MCA), l’acide dichloroacétique (considéré comme un sous-produit) et l’acide trichloroacétique., MCA est utilisé dans la fabrication de colorant indigo.
• acide Bromoacétique, qui est estérifié pour produire le réactif bromoacétate d’éthyle.
• acide trifluoroacétique, qui est un réactif commun en synthèse organique.

Les quantités d’acide acétique utilisées dans ces autres applications ensemble (en dehors du TPA) représentent encore 5% à 10% de l’utilisation d’acide acétique dans le monde. Ces applications ne devraient cependant pas croître autant que la production de TPA.,

sécurité

L’acide acétique concentré est corrosif et doit donc être manipulé avec soin, car il peut provoquer des brûlures cutanées, des lésions oculaires permanentes et une irritation des muqueuses. Ces brûlures ou cloques peuvent ne pas apparaître avant plusieurs heures après l’exposition. Les gants en Latex n’offrent aucune protection, donc des gants spécialement résistants, tels que ceux en caoutchouc nitrile, doivent être portés lors de la manipulation du composé. L’acide acétique concentré peut être enflammé avec une certaine difficulté en laboratoire., Il devient un risque inflammable si la température ambiante dépasse 39 °C ( 102 °F) et peut former des mélanges explosifs avec de l’air au-dessus de cette température (limites explosives: 5,4% -16%).

Les dangers de solutions d’acide acétique dépendent de la concentration. Le tableau suivant répertorie la classification européenne de l’acide acétique solutions:

symbole de Sécurité

Solutions à plus de 25% l’acide acétique sont traitées dans une hotte de laboratoire en raison de la forte, corrosif de la vapeur., Diluer l’acide acétique, sous forme de vinaigre, est inoffensif. Cependant, l’ingestion de solutions plus fortes est dangereuse pour la vie humaine et animale. Il peut causer de graves dommages au système digestif et un changement potentiellement mortel de l’acidité du sang.