wanneer butaan of lichte NAFTA met lucht wordt verhit in aanwezigheid van verschillende metaalionen, waaronder die van mangaan, kobalt en chroom, vormen zich peroxiden en ontleden zich vervolgens tot azijnzuur volgens de chemische vergelijking

2 C4H10 + 5 O2 → 4 CH3COOH + 2 H2O

typisch wordt de reactie uitgevoerd bij een combinatie van temperatuur en druk die zo heet mogelijk is, terwijl de butaan toch vloeibaar blijft. Typische reactieomstandigheden zijn 150 °C en 55 atm., Verscheidene zijproducten kunnen ook, met inbegrip van butanon, ethylacetaat, mierenzuur, en propionzuur vormen. Deze nevenproducten zijn ook commercieel waardevol, en de reactievoorwaarden kunnen worden gewijzigd om meer van hen te produceren als dit economisch nuttig is. Het scheiden van azijnzuur van deze bijproducten draagt echter bij aan de kosten van het proces.,

onder vergelijkbare omstandigheden en met behulp van vergelijkbare katalysatoren als die voor butaanoxidatie worden gebruikt, kan aceetaldehyde worden geoxideerd door de zuurstof in de lucht om azijnzuur

2 CH3CHO + O2 → 2 CH3COOH

te produceren met behulp van moderne katalysatoren, kan deze reactie een azijnzuuropbrengst hebben van meer dan 95%. De belangrijkste nevenproducten zijn ethylacetaat, mierenzuur en formaldehyde, die allemaal lagere kookpunten hebben dan azijnzuur en gemakkelijk worden gescheiden door destillatie.,

Ethyleenoxidatie

fermentatie

oxidatieve fermentatie

gedurende het grootste deel van de menselijke geschiedenis wordt azijnzuur in de vorm van azijn gemaakt door bacteriën van het geslacht Acetobacter. Met voldoende zuurstof kunnen deze bacteriën azijn produceren uit verschillende alcoholische voedingsmiddelen. Veelgebruikte feeds zijn appelcider, wijn en gefermenteerde granen, mout, rijst of aardappelpuree., De totale chemische reactie vergemakkelijkt door deze bacteriën is

C2H5OH + O2 → CH3COOH + H2O

een verdunde alcoholoplossing geïnoculeerd met Acetobacter en bewaard in een warme, luchtige plaats zal in de loop van een paar maanden azijn worden. Industriële azijn-making methoden versnellen dit proces door het verbeteren van de toevoer van zuurstof naar de bacteriën.

de eerste partijen azijn die door fermentatie zijn geproduceerd, hebben waarschijnlijk fouten in het wijnbereidingsproces veroorzaakt. Als most op een te hoge temperatuur wordt gefermenteerd, zal acetobacter de gist die van nature voorkomt op de druiven overweldigen., Naarmate de vraag naar azijn voor culinaire, medische en sanitaire doeleinden toenam, leerden wijnboeren al snel andere organische materialen te gebruiken om azijn te produceren in de hete zomermaanden voordat de druiven rijp waren en klaar waren voor verwerking tot wijn. Deze methode was echter traag en niet altijd succesvol, omdat de wijnboeren het proces niet begrepen.een van de eerste moderne commerciële processen was de “snelle methode” of “Duitse methode”, voor het eerst toegepast in Duitsland in 1823. In dit proces vindt fermentatie plaats in een toren vol houtkrullen of houtskool., Het alcoholhoudende voer wordt naar de top van de toren gezijpt en verse lucht wordt van de bodem aangevoerd door natuurlijke of geforceerde convectie. De verbeterde luchttoevoer in dit proces verkort de tijd om azijn te bereiden van maanden tot weken.de meeste azijn wordt tegenwoordig gemaakt in onderwater tankcultuur, voor het eerst beschreven in 1949 door Otto Hromatka en Heinrich Ebner. Bij deze methode wordt alcohol gefermenteerd tot azijn in een continu geroerde tank, en zuurstof wordt geleverd door het borrelen van lucht door de oplossing. Met deze methode kan azijn van 15% azijnzuur in slechts 2-3 dagen worden bereid.,

anaërobe fermentatie

sommige soorten anaërobe bacteriën, waaronder verscheidene leden van het geslacht Clostridium, kunnen suikers rechtstreeks omzetten in azijnzuur, zonder ethanol als tussenproduct te gebruiken.,alle chemische reacties die door deze bacteriën worden uitgevoerd, kunnen worden weergegeven als:

C6H12O6 → 3 CH3COOH

interessanter vanuit het oogpunt van een industriële chemicus, kunnen veel van deze acetogene bacteriën azijnzuur produceren uit één-koolstofverbindingen, waaronder methanol, koolmonoxide, of een mengsel van kooldioxide en waterstof:

2 CO2 + 4 H2 → CH3COOH + 2 H2O

kan azijnzuur efficiënter produceren dan ethanol-oxidatiemiddelen zoals Acetobacter., Clostridium bacteriën zijn echter minder zuur-tolerant dan Acetobacter. Zelfs de meest zuur-tolerante Clostridium stammen kunnen azijn produceren van slechts een paar procent azijnzuur, in vergelijking met sommige Acetobacter stammen die azijn kunnen produceren tot 20% azijnzuur. Momenteel is het rendabeler om azijn te produceren met Acetobacter dan om azijn te produceren met Clostridium en vervolgens te concentreren. Als gevolg hiervan, hoewel acetogene bacteriën sinds 1940 bekend zijn, blijft hun industrieel gebruik beperkt tot een paar niche-toepassingen.,

toepassingen

2,5 – liter fles azijnzuur in een laboratorium.

azijnzuur is een chemisch reagens voor de productie van vele chemische verbindingen. Azijnzuur wordt het meest gebruikt bij de productie van vinylacetaatmonomeer, gevolgd door azijnzuuranhydride en esterproductie. Het volume azijnzuur dat in azijn wordt gebruikt is relatief klein.,

Vinylacetaatmonomeer

azijnzuur wordt voornamelijk gebruikt voor de productie van vinylacetaatmonomeer (VAM). Deze toepassing verbruikt ongeveer 40% tot 45% van de wereldproductie van azijnzuur. De reactie is van ethyleen en azijnzuur met zuurstof over een palladiumkatalysator.

2 H3C-COOH + 2 C2H4 + O2 → 2 H3C-CO-o-CH=CH2 + 2 H2o

vinylacetaat kan gepolymeriseerd worden tot polyvinylacetaat of tot andere polymeren, die in verf en kleefstoffen worden aangebracht.

azijnzuuranhydride

het condensatieproduct van twee azijnzuurmoleculen is azijnzuuranhydride., De wereldwijde productie van azijnzuuranhydride is een belangrijke toepassing, en gebruikt ongeveer 25% tot 30% van de wereldwijde productie van azijnzuur. Azijnzuuranhydride kan direct worden geproduceerd door methanol carbonylering die het zuur omzeilt, en Cativa planten kunnen worden aangepast voor de productie van anhydride.

azijnzuuranhydride is een sterk acetyleringsmiddel. Als zodanig is de belangrijkste toepassing voor celluloseacetaat, een synthetisch textiel dat ook wordt gebruikt voor fotografische film. Azijnzuuranhydride is ook een reagens voor de productie van aspirine, heroïne en andere verbindingen.,

azijn

in de vorm van azijn worden azijnzuuroplossingen (meestal 5 tot 18% azijnzuur, waarbij het percentage gewoonlijk wordt berekend per massa) rechtstreeks gebruikt als kruiderij en ook bij het beitsen van groenten en andere levensmiddelen. Tafelazijn is over het algemeen verdund (5% tot 8% azijnzuur), terwijl commerciële beitsen van voedingsmiddelen over het algemeen gebruik maakt van meer geconcentreerde oplossingen. De hoeveelheid azijnzuur die wereldwijd als azijn wordt gebruikt is niet groot, maar historisch gezien is dit veruit de oudste en meest bekende toepassing.,

gebruik als oplosmiddel

ijsazijn is een uitstekend polair protisch oplosmiddel, zoals hierboven vermeld. Het wordt vaak gebruikt als oplosmiddel voor herkristallisatie om organische verbindingen te zuiveren. Zuiver gesmolten azijnzuur wordt gebruikt als oplosmiddel bij de productie van tereftaalzuur (TPA), de grondstof voor polyethyleentereftalaat (PET). Hoewel momenteel 5 tot 10% van het azijnzuurgebruik wereldwijd wordt gebruikt, zal deze specifieke toepassing naar verwachting de komende tien jaar aanzienlijk groeien, aangezien de PET-productie toeneemt.,

azijnzuur wordt vaak gebruikt als oplosmiddel voor reacties waarbij koolzuur ontstaat, zoals Friedel-Crafts alkylering. Bij de commerciële vervaardiging van synthetische kamfer bijvoorbeeld gaat het om een Wagner-Meerwein-herschikking van kamfeen tot isobornylacetaat; hier werkt azijnzuur zowel als oplosmiddel als als nucleofiel om de herschikte carbocatie te vangen. Azijnzuur is het gewenste oplosmiddel wanneer een aryl-nitrogroep wordt gereduceerd tot een aniline met behulp van palladium-op-koolstof.,

ijsazijn wordt gebruikt in de analytische chemie voor de schatting van zwak alkalische stoffen zoals organische amiden. Ijsazijn is een veel zwakkere base dan water, dus het amide gedraagt zich als een sterke base in dit medium. Het kan dan worden getitreerd met behulp van een oplossing in ijsazijn van een zeer sterk zuur, zoals perchloorzuur.

andere toepassingen

verdunde oplossingen van azijnzuur worden ook gebruikt voor hun milde zuurgraad., Voorbeelden in de huishoudelijke omgeving zijn het gebruik in een stopbad tijdens de ontwikkeling van fotografische films en in ontkalkingsmiddelen om kalk uit kranen en waterkokers te verwijderen. De zuurgraad wordt ook gebruikt voor de behandeling van de angel van de doos kwallen door het uitschakelen van de stekende cellen van de kwallen, het voorkomen van ernstig letsel of de dood indien onmiddellijk toegepast, en voor de behandeling van buitenoor infecties bij mensen in preparaten zoals Vosol. Op gelijkwaardige wijze wordt azijnzuur gebruikt als een opspuitbaar conserveermiddel voor kuilvoer, om bacteriële en schimmelgroei te ontmoedigen.,

verschillende organische of anorganische zouten worden geproduceerd uit azijnzuur, waaronder:

• natriumacetaat-gebruikt in de textielindustrie en als conserveermiddel voor levensmiddelen ( E262).
• koper (II) acetaat-gebruikt als pigment en fungicide.
• Aluminiumacetaat en ijzer (II) acetaat-gebruikt als beitsmiddel voor kleurstoffen.
• Palladium (II) acetaat—gebruikt als katalysator voor organische koppelingsreacties zoals de Heck-reactie.

geproduceerde gesubstitueerde azijnzuur omvatten:

• Monochloorazijnzuur (MCA), dichloorazijnzuur (beschouwd als een bijproduct) en trichloorazijnzuur., MCA wordt gebruikt bij de vervaardiging van indigo kleurstof.
• Broomazijnzuur, dat wordt veresterd om het reagens ethylbroomacetaat te produceren.
• Trifluorazijnzuur, een veel voorkomend reagens in de organische synthese.

de hoeveelheden azijnzuur die in deze andere toepassingen worden gebruikt samen (behalve TPA) zijn verantwoordelijk voor nog eens 5% -10% van het azijnzuurgebruik wereldwijd. Deze toepassingen zullen naar verwachting echter niet zo sterk groeien als de TPA-productie.,

veiligheid

geconcentreerd azijnzuur is corrosief en moet daarom met de nodige zorgvuldigheid worden behandeld, omdat het brandwonden van de huid, blijvende oogschade en irritatie van de slijmvliezen kan veroorzaken. Deze brandwonden of blaren kunnen pas enkele uren na blootstelling verschijnen. Latex handschoenen bieden geen bescherming, dus speciale resistente handschoenen, zoals die gemaakt van nitrilrubber, moeten worden gedragen bij het hanteren van de verbinding. Geconcentreerd azijnzuur kan in het laboratorium met enige moeite worden ontstoken., Het wordt een brandbaar risico als de omgevingstemperatuur 39 °C (102 °F) overschrijdt en explosieve mengsels kan vormen met lucht boven deze temperatuur ( Explosiegrenzen: 5,4% -16%).

De gevaren van azijnzuuroplossingen hangen af van de concentratie. De volgende tabel geeft de EU-indeling van azijnzuuroplossingen weer:

veiligheidssymbool

oplossingen met meer dan 25% azijnzuur worden door de penetrante, corrosieve damp in een dampkap verwerkt., Verdund azijnzuur, in de vorm van azijn, is onschadelijk. Inname van sterkere oplossingen is echter gevaarlijk voor het menselijk en dierlijk leven. Het kan ernstige schade aan het spijsverteringsstelsel veroorzaken, en een potentieel dodelijke verandering in de zuurgraad van het bloed.