Ácido acético

El ácido acético denominado sistemáticamente ácido etanoico, es un líquido ácido e incoloro y un compuesto orgánico de fórmula química CH ₃ COOH (también escrito como CH ₃ CO ₂ H, C ₂ H ₄ O ₂, o HC ₂ H ₃ O ₂). El vinagre contiene al menos un 4 % de ácido acético por volumen, lo que hace que el ácido acético sea el principal componente del vinagre, aparte del agua y otros elementos traza.

El ácido acético es el segundo ácido carboxílico más simple (después del ácido fórmico) y su grupo funcional es metilo. Es un importante reactivo químico y químico industrial, utilizado principalmente en la producción de acetato de celulosa para películas fotográficas, acetato de polivinilo para pegamento de madera y fibras y telas sintéticas. En los hogares, el ácido acético diluido se usa a menudo en los agentes desincrustantes. En la industria alimentaria, el ácido acético está controlado por el código de aditivo alimentario E260 como regulador de la acidez y como condimento. En bioquímica, el grupo acetilo, derivado del ácido acético, es fundamental para todas las formas de vida. Cuando se une a la coenzima A, es fundamental para el metabolismo de los carbohidratos y las grasas.

La demanda mundial de ácido acético es de alrededor de 6,5 millones de toneladas métricas por año (t/a), de las cuales aproximadamente 1,5 t/a se satisface mediante reciclaje; el resto se fabrica a partir de metanol. El vinagre es principalmente ácido acético diluido, a menudo producido por fermentación y posterior oxidación de etanol.

Nomenclatura

El nombre trivial "ácido acético" es el nombre IUPAC más utilizado y preferido. El nombre sistemático "ácido etanoico", un nombre IUPAC válido, se construye de acuerdo con la nomenclatura sustitutiva. El nombre "ácido acético" deriva de "acetum", la palabra latina para vinagre, y está relacionado con la palabra "ácido" en sí.

"Ácido acético glacial" es un nombre para el ácido acético sin agua (anhidro). Similar al nombre alemán "Eisessig" ("vinagre de hielo"), el nombre proviene de los cristales similares al hielo que se forman ligeramente por debajo de la temperatura ambiente a 16,6 °C (61,9 °F) (la presencia de 0,1 % de agua reduce su punto de fusión por 0,2 °C).

Un símbolo común para el ácido acético es AcOH, donde Ac es el símbolo del pseudoelemento que representa el grupo acetilo CH ₃ −C(=O)−; la base conjugada, acetato (CH ₃ COO), se representa así como AcO. (El símbolo Ac para el grupo funcional acetilo no debe confundirse con el símbolo Ac para el elemento actinio; el contexto evita la confusión entre los químicos orgánicos). Para reflejar mejor su estructura, el ácido acético a menudo se escribe como CH ₃ −C(O)OH, CH ₃ −C(=O)OH, CH ₃ COOH y CH ₃ CO ₂ H. En el contexto de las reacciones ácido-base, a veces se usa la abreviatura HAc, donde Ac en este caso es un símbolo de acetato (en lugar de acetilo). El acetato es el ion resultante de la pérdida de H del ácido acético. El nombre "acetato" también puede referirse a una sal que contiene este anión, o un éster de ácido acético.

Propiedades

Acidez

El centro de hidrógeno en el grupo carboxilo (−COOH) en ácidos carboxílicos como el ácido acético puede separarse de la molécula por ionización:CH ₃ COOH ⇌ CH ₃ CO − 2 + H

Debido a esta liberación del protón (H), el ácido acético tiene carácter ácido. El ácido acético es un ácido monoprótico débil. En disolución acuosa tiene _un valor de pKa de 4,76. Su base conjugada es acetato (CH ₃ COO). Una solución 1,0 M (aproximadamente la concentración de vinagre doméstico) tiene un pH de 2,4, lo que indica que solo el 0,4 % de las moléculas de ácido acético están disociadas. Sin embargo, en una solución muy diluida (< 10 M), el ácido acético se disocia >90 %.

Estructura

En el ácido acético sólido, las moléculas forman cadenas, las moléculas individuales están interconectadas por enlaces de hidrógeno. En el vapor a 120 °C (248 °F), se pueden detectar dímeros. Los dímeros también se encuentran en la fase líquida en soluciones diluidas en disolventes que no forman puentes de hidrógeno y, en cierta medida, en ácido acético puro, pero los disolventes que forman puentes de hidrógeno los interrumpen. La entalpía de disociación del dímero se estima en 65,0–66,0 kJ/mol y la entropía de disociación en 154–157 J mol K. Otros ácidos carboxílicos participan en interacciones de enlaces de hidrógeno intermoleculares similares.

Propiedades del disolvente

El ácido acético líquido es un disolvente prótico hidrófilo (polar), similar al etanol y al agua. Con una permitividad estática relativa (constante dieléctrica) de 6,2, no solo disuelve compuestos polares como sales inorgánicas y azúcares, sino también compuestos no polares como aceites y solutos polares. Es miscible con solventes polares y no polares como agua, cloroformo y hexano. Con alcanos superiores (empezando por el octano), el ácido acético no es miscible en todas las composiciones y la solubilidad del ácido acético en los alcanos disminuye con los n-alcanos más largos. Las propiedades de disolvente y miscibilidad del ácido acético lo convierten en un producto químico industrial útil, por ejemplo, como disolvente en la producción de tereftalato de dimetilo.

Bioquímica

A valores de pH fisiológicos, el ácido acético suele estar completamente ionizado a acetato.

El grupo acetilo, derivado formalmente del ácido acético, es fundamental para todas las formas de vida. Cuando se une a la coenzima A, es fundamental para el metabolismo de los carbohidratos y las grasas. A diferencia de los ácidos carboxílicos de cadena más larga (los ácidos grasos), el ácido acético no se encuentra en los triglicéridos naturales. Sin embargo, el triglicérido artificial triacetina (triacetato de glicerina) es un aditivo alimentario común y se encuentra en cosméticos y medicamentos tópicos.

El ácido acético es producido y excretado por bacterias del ácido acético, en particular del género Acetobacter y Clostridium acetobutylicum. Estas bacterias se encuentran universalmente en los alimentos, el agua y el suelo, y el ácido acético se produce naturalmente cuando las frutas y otros alimentos se echan a perder. El ácido acético también es un componente de la lubricación vaginal de humanos y otros primates, donde parece servir como un agente antibacteriano suave.

Producción

El ácido acético se produce industrialmente tanto sintéticamente como por fermentación bacteriana. Alrededor del 75 % del ácido acético que se utiliza en la industria química se produce mediante la carbonilación del metanol, como se explica a continuación. La ruta biológica representa solo alrededor del 10 % de la producción mundial, pero sigue siendo importante para la producción de vinagre porque muchas leyes de pureza alimentaria exigen que el vinagre utilizado en los alimentos sea de origen biológico. Otros procesos son la isomerización de formiato de metilo, la conversión de gas de síntesis en ácido acético y la oxidación en fase gaseosa de etileno y etanol. El ácido acético es a menudo un producto secundario de diferentes reacciones, por ejemplo, durante la síntesis de ácido acrílico catalítico heterogéneo o la producción de ácido láctico fermentativo. Entre 2003 y 2005, la producción mundial total de ácido acético virgense estimó en 5 Mt/a (millones de toneladas por año), aproximadamente la mitad de las cuales se produjeron en los Estados Unidos. La producción europea fue de aproximadamente 1 Mt/a y disminuyó, mientras que la producción japonesa fue de 0,7 Mt/a. Cada año se reciclaron otras 1,5 Mt, lo que elevó el mercado mundial total a 6,5 ​​Mt/a. Desde entonces, la producción global ha aumentado a 10,7 Mt/a (en 2010) y más; sin embargo, se pronostica una desaceleración en este aumento de la producción. Los dos mayores productores de ácido acético virgen son Celanese y BP Chemicals. Otros productores importantes incluyen Millennium Chemicals, Sterling Chemicals, Samsung, Eastman y Svensk Etanolkemi.

Carbonilación de metanol

La mayor parte del ácido acético se produce por carbonilación de metanol. En este proceso, el metanol y el monóxido de carbono reaccionan para producir ácido acético según la ecuación:

El proceso involucra al yodometano como un intermediario y ocurre en tres pasos. Se necesita un catalizador, carbonilo metálico, para la carbonilación (paso 2).

1. CH ₃ OH + HI → CH ₃ I + H ₂ O
2. CH ₃ I + CO → CH ₃ COI
3. CH ₃ COI + H ₂ O → CH ₃ COOH + HOLA

Existen dos procesos relacionados para la carbonilación del metanol: el proceso Monsanto catalizado por rodio y el proceso Cativa catalizado por iridio. Este último proceso es más ecológico y eficiente y ha suplantado en gran medida al primero, a menudo en las mismas plantas de producción. En ambos procesos se utilizan cantidades catalíticas de agua, pero el proceso Cativa requiere menos, por lo que se suprime la reacción de cambio de agua-gas y se forman menos subproductos.

Al alterar las condiciones del proceso, también se puede producir anhídrido acético en la misma planta utilizando los catalizadores de rodio.

Oxidación de acetaldehído

Antes de la comercialización del proceso Monsanto, la mayor parte del ácido acético se producía por oxidación de acetaldehído. Este sigue siendo el segundo método de fabricación más importante, aunque por lo general no es competitivo con la carbonilación del metanol. El acetaldehído se puede producir por hidratación de acetileno. Esta era la tecnología dominante a principios del siglo XX.

Los componentes ligeros de la nafta se oxidan fácilmente con oxígeno o incluso con aire para dar peróxidos, que se descomponen para producir ácido acético de acuerdo con la ecuación química, ilustrada con butano:2 C ₄ H ₁₀ + 5 O ₂ → 4 CH ₃ CO ₂ H + 2 H ₂ O

Tales oxidaciones requieren un catalizador metálico, como las sales de naftenato de manganeso, cobalto y cromo.

La reacción típica se lleva a cabo a temperaturas y presiones diseñadas para ser lo más calientes posible mientras se mantiene el butano líquido. Las condiciones de reacción típicas son 150 °C (302 °F) y 55 atm. También se pueden formar productos secundarios, como butanona, acetato de etilo, ácido fórmico y ácido propiónico. Estos productos secundarios también son comercialmente valiosos, y las condiciones de reacción pueden alterarse para producir más cuando sea necesario. Sin embargo, la separación del ácido acético de estos subproductos aumenta el costo del proceso.

En condiciones similares y usando catalizadores similares a los que se usan para la oxidación del butano, el oxígeno del aire para producir ácido acético puede oxidar el acetaldehído.2 CH ₃ CHO + O ₂ → 2 CH ₃ CO ₂ H

Usando catalizadores modernos, esta reacción puede tener un rendimiento de ácido acético superior al 95%. Los principales productos secundarios son el acetato de etilo, el ácido fórmico y el formaldehído, todos los cuales tienen puntos de ebullición más bajos que el ácido acético y se separan fácilmente por destilación.

Oxidación de etileno

El acetaldehído se puede preparar a partir de etileno a través del proceso Wacker y luego oxidarse como se indicó anteriormente.

En tiempos más recientes, la empresa química Showa Denko, que abrió una planta de oxidación de etileno en Ōita, Japón, en 1997, comercializó una conversión de etileno en ácido acético en una sola etapa más económica. El proceso es catalizado por un catalizador de paladio metálico soportado sobre un heteropoliácido como el ácido silicotúngstico. Un proceso similar utiliza el mismo catalizador metálico en ácido silicotúngstico y sílice:C ₂ H ₄ + O ₂ → CH ₃ CO ₂ H

Se cree que es competitivo con la carbonilación de metanol para plantas más pequeñas (100–250 kt/a), según el precio local del etileno. El enfoque se basará en la utilización de una nueva tecnología de oxidación fotocatalítica selectiva para la oxidación selectiva de etileno y etano a ácido acético. A diferencia de los catalizadores de oxidación tradicionales, el proceso de oxidación selectiva utilizará luz ultravioleta para producir ácido acético a temperatura y presión ambiente.

Fermentación oxidativa

Durante la mayor parte de la historia humana, las bacterias del ácido acético del género Acetobacter han producido ácido acético en forma de vinagre. Con suficiente oxígeno, estas bacterias pueden producir vinagre a partir de una variedad de alimentos alcohólicos. Los alimentos comúnmente utilizados incluyen sidra de manzana, vino y granos fermentados, malta, arroz o puré de papa. La reacción química general facilitada por estas bacterias es:C ₂ H ₅ OH + O ₂ → CH ₃ COOH + H ₂ O

Una solución de alcohol diluido inoculada con Acetobacter y mantenida en un lugar cálido y aireado se convertirá en vinagre en el transcurso de unos meses. Los métodos industriales de elaboración de vinagre aceleran este proceso al mejorar el suministro de oxígeno a las bacterias.

Los primeros lotes de vinagre producidos por fermentación probablemente siguieron errores en el proceso de elaboración del vino. Si el mosto se fermenta a una temperatura demasiado alta, la acetobacter abrumará a la levadura que se encuentra naturalmente en las uvas. A medida que aumentaba la demanda de vinagre con fines culinarios, médicos y sanitarios, los vinicultores aprendieron rápidamente a usar otros materiales orgánicos para producir vinagre en los calurosos meses de verano antes de que las uvas estuvieran maduras y listas para ser procesadas en vino. Sin embargo, este método era lento y no siempre exitoso, ya que los viticultores no entendían el proceso.

Uno de los primeros procesos comerciales modernos fue el "método rápido" o "método alemán", practicado por primera vez en Alemania en 1823. En este proceso, la fermentación tiene lugar en una torre llena de virutas de madera o carbón vegetal. La alimentación que contiene alcohol se vierte en la parte superior de la torre y se suministra aire fresco desde la parte inferior por convección natural o forzada. El suministro de aire mejorado en este proceso redujo el tiempo de preparación del vinagre de meses a semanas.

Hoy en día, la mayor parte del vinagre se elabora en cultivo en tanques sumergidos, descrito por primera vez en 1949 por Otto Hromatka y Heinrich Ebner. En este método, el alcohol se fermenta a vinagre en un tanque de agitación continua y se suministra oxígeno burbujeando aire a través de la solución. Utilizando aplicaciones modernas de este método, se puede preparar vinagre de ácido acético al 15 % en solo 24 horas en un proceso por lotes, incluso al 20 % en un proceso por lotes de alimentación de 60 horas.

Fermentación anaeróbica

Las especies de bacterias anaerobias, incluidos los miembros del género Clostridium o Acetobacterium, pueden convertir los azúcares en ácido acético directamente sin crear etanol como intermediario. La reacción química general conducida por estas bacterias se puede representar como:C ₆ H ₁₂ O ₆ → 3 CH ₃ COOH

Estas bacterias acetogénicas producen ácido acético a partir de compuestos de un solo carbono, incluidos metanol, monóxido de carbono o una mezcla de dióxido de carbono e hidrógeno:2 CO ₂ + 4 H ₂ → CH ₃ COOH + 2 H ₂ O

Esta capacidad de Clostridium para metabolizar azúcares directamente, o para producir ácido acético a partir de insumos menos costosos, sugiere que estas bacterias podrían producir ácido acético de manera más eficiente que los oxidantes de etanol como Acetobacter. Sin embargo, las bacterias Clostridium son menos tolerantes a los ácidos que Acetobacter. Incluso las cepas de Clostridium más tolerantes a los ácidos pueden producir vinagre en concentraciones de solo un pequeño porcentaje, en comparación con las cepas de Acetobacter que pueden producir vinagre en concentraciones de hasta el 20%. En la actualidad, sigue siendo más rentable producir vinagre con Acetobacter, en lugar de Clostridium.y concentrarlo. Como resultado, aunque las bacterias acetogénicas se conocen desde 1940, su uso industrial se limita a unas pocas aplicaciones de nicho.

Usos

El ácido acético es un reactivo químico para la producción de compuestos químicos. El mayor uso individual del ácido acético es la producción de monómero de acetato de vinilo, seguido de cerca por la producción de anhídrido acético y éster. El volumen de ácido acético utilizado en el vinagre es comparativamente pequeño.

Monómero de acetato de vinilo

El uso principal del ácido acético es la producción de monómero de acetato de vinilo (VAM). En 2008, se estimó que esta aplicación consumía un tercio de la producción mundial de ácido acético. La reacción consiste en etileno y ácido acético con oxígeno sobre un catalizador de paladio, conducida en fase gaseosa.2 H ₃ C−COOH + 2 C ₂ H ₄ + O ₂ → 2 H ₃ C−CO−O−CH=CH ₂ + 2 H ₂ O

El acetato de vinilo se puede polimerizar a acetato de polivinilo u otros polímeros, que son componentes de pinturas y adhesivos.

Producción de éster

Los ésteres principales del ácido acético se usan comúnmente como solventes para tintas, pinturas y revestimientos. Los ésteres incluyen acetato de etilo, acetato de n -butilo, acetato de isobutilo y acetato de propilo. Por lo general, se producen mediante una reacción catalizada a partir de ácido acético y el alcohol correspondiente:CH ₃ COO−H + HO−R → CH ₃ COO−R + H ₂ O, R = grupo alquilo general

Por ejemplo, el ácido acético y el etanol dan acetato de etilo y agua.CH ₃ COO−H + HO−CH ₂ CH ₃ → CH ₃ COO−CH ₂ CH ₃ + H ₂ O

Sin embargo, la mayoría de los ésteres de acetato se producen a partir de acetaldehído utilizando la reacción de Tishchenko. Además, los acetatos de éter se utilizan como disolventes de nitrocelulosa, lacas acrílicas, quitabarnices y tintes para madera. Primero, los monoéteres de glicol se producen a partir de óxido de etileno u óxido de propileno con alcohol, que luego se esterifican con ácido acético. Los tres productos principales son acetato de éter monoetílico de glicol de etileno (EEA), acetato de éter monobutílico de glicol de etileno (EBA) y acetato de éter monometílico de glicol de propileno (PMA, más comúnmente conocido como PGMEA en los procesos de fabricación de semiconductores, donde se utiliza como solvente resistente).). Esta aplicación consume alrededor del 15% al ​​20% del ácido acético mundial. Se ha demostrado que los acetatos de éter, por ejemplo EEA, son perjudiciales para la reproducción humana.

Anhídrido acético

El producto de la condensación de dos moléculas de ácido acético es el anhídrido acético. La producción mundial de anhídrido acético es una aplicación importante y utiliza aproximadamente del 25% al ​​30% de la producción mundial de ácido acético. El proceso principal consiste en la deshidratación del ácido acético para dar cetena a 700–750 °C. Posteriormente, la cetena se hace reaccionar con ácido acético para obtener el anhídrido:CH ₃ CO ₂ H → CH ₂ =C=O + H ₂ OCH ₃ CO ₂ H + CH ₂ =C=O → (CH ₃ CO) ₂ O

El anhídrido acético es un agente de acetilación. Como tal, su aplicación principal es para acetato de celulosa, un tejido sintético que también se usa para películas fotográficas. El anhídrido acético también es un reactivo para la producción de heroína y otros compuestos.

Usar como solvente

El ácido acético glacial es un excelente disolvente prótico polar, como se indicó anteriormente. Se utiliza con frecuencia como disolvente de recristalización para purificar compuestos orgánicos. El ácido acético se utiliza como disolvente en la producción de ácido tereftálico (TPA), la materia prima del tereftalato de polietileno (PET). En 2006, se utilizó alrededor del 20 % del ácido acético para la producción de TPA.

El ácido acético se usa a menudo como solvente para reacciones que involucran carbocationes, como la alquilación de Friedel-Crafts. Por ejemplo, una etapa en la fabricación comercial de alcanfor sintético implica una transposición de Wagner-Meerwein de canfeno a acetato de isobornilo; aquí el ácido acético actúa como solvente y como nucleófilo para atrapar el carbocatión reorganizado.

El ácido acético glacial se utiliza en química analítica para la estimación de sustancias débilmente alcalinas como las amidas orgánicas. El ácido acético glacial es una base mucho más débil que el agua, por lo que la amida se comporta como una base fuerte en este medio. Luego se puede valorar usando una solución en ácido acético glacial de un ácido muy fuerte, como el ácido perclórico.

Uso medico

La inyección de ácido acético en un tumor se ha utilizado para tratar el cáncer desde el siglo XIX.

El ácido acético se usa como parte de la detección del cáncer de cuello uterino en muchas áreas del mundo en desarrollo. El ácido se aplica en el cuello uterino y si aparece un área blanca después de aproximadamente un minuto, la prueba es positiva.

El ácido acético es un antiséptico eficaz cuando se usa en solución al 1%, con amplio espectro de actividad contra estreptococos, estafilococos, pseudomonas, enterococos y otros. Puede usarse para tratar infecciones de la piel causadas por cepas de pseudomonas resistentes a los antibióticos típicos.

Si bien el ácido acético diluido se usa en la iontoforesis, no hay evidencia de alta calidad que respalde este tratamiento para la enfermedad del manguito de los rotadores.

Como tratamiento para la otitis externa, se encuentra en la Lista de Medicamentos Esenciales de la Organización Mundial de la Salud.

Alimentos

El ácido acético tiene 349 kcal (1460 kJ) por 100 g. El vinagre es típicamente no menos del 4% de ácido acético en masa. Los límites legales sobre el contenido de ácido acético varían según la jurisdicción. El vinagre se utiliza directamente como condimento y en el encurtido de verduras y otros alimentos. El vinagre de mesa tiende a estar más diluido (4 % a 8 % de ácido acético), mientras que el encurtido comercial de alimentos emplea soluciones más concentradas. La proporción de ácido acético que se usa en todo el mundo como vinagre no es tan grande como los usos comerciales, pero es, con mucho, la aplicación más antigua y conocida.

Reacciones

Química Orgánica

cloruro de acetilo

SOCl2 _{_}

ácido acético

(i) Li[AlH ₄ ], éter

(ii) H ₃ O

etanol

Dos reacciones orgánicas típicas del ácido acético

El ácido acético sufre las reacciones químicas típicas de un ácido carboxílico. Tras el tratamiento con una base estándar, se convierte en acetato metálico y agua. Con bases fuertes (p. ej., reactivos de organolitio), se puede desprotonar dos veces para dar LiCH ₂ COOLi. La reducción del ácido acético da etanol. El grupo OH es el principal sitio de reacción, como lo ilustra la conversión de ácido acético en cloruro de acetilo. Otros derivados de sustitución incluyen anhídrido acético; este anhídrido se produce por la pérdida de agua de dos moléculas de ácido acético. También pueden formarse ésteres de ácido acético mediante esterificación de Fischer y pueden formarse amidas. Cuando se calienta a más de 440 °C (824 °F), el ácido acético se descompone para producir dióxido de carbono y metano, o para producir cetena y agua:CH ₃ COOH → CH ₄ + CO ₂CH ₃ COOH → CH ₂ =C=O + H ₂ O

Reacciones con compuestos inorgánicos

El ácido acético es levemente corrosivo para los metales, incluidos el hierro, el magnesio y el zinc, y forma gas de hidrógeno y sales llamadas acetatos:Mg + 2 CH ₃ COOH → (CH ₃ COO) ₂ Mg + H ₂

Debido a que el aluminio forma una película pasivante de óxido de aluminio resistente a los ácidos, se utilizan tanques de aluminio para transportar ácido acético. Los acetatos metálicos también se pueden preparar a partir de ácido acético y una base apropiada, como en la popular reacción de "bicarbonato de sodio + vinagre":NaHCO ₃ + CH ₃ COOH → CH ₃ COONa + CO ₂ + H ₂ O

Una reacción de color para las sales de ácido acético es la solución de cloruro de hierro (III), que da como resultado un color rojo intenso que desaparece después de la acidificación. Una prueba más sensible usa nitrato de lantano con yodo y amoníaco para dar una solución azul. Los acetatos cuando se calientan con trióxido de arsénico forman óxido de cacodilo, que puede detectarse por sus vapores malolientes.

Otros derivados

Las sales orgánicas o inorgánicas se producen a partir del ácido acético. Algunos derivados comercialmente significativos:

• Acetato de sodio, utilizado en la industria textil y como conservante de alimentos (E262).
• Acetato de cobre (II), utilizado como pigmento y fungicida.
• Acetato de aluminio y acetato de hierro (II): utilizados como mordientes para tintes.
• Acetato de paladio (II), utilizado como catalizador para reacciones de acoplamiento orgánico como la reacción de Heck.

Los ácidos acéticos halogenados se producen a partir de ácido acético. Algunos derivados comercialmente significativos:

• Ácido cloroacético (ácido monocloroacético, MCA), ácido dicloroacético (considerado un subproducto) y ácido tricloroacético. MCA se utiliza en la fabricación de tinte índigo.
• Ácido bromoacético, que se esterifica para producir el reactivo bromoacetato de etilo.
• Ácido trifluoroacético, que es un reactivo común en la síntesis orgánica.

Las cantidades de ácido acético utilizadas en estas otras aplicaciones juntas representan otro 5-10% del uso de ácido acético en todo el mundo.

Historia

El vinagre se conocía desde los inicios de la civilización como el resultado natural de la exposición de la cerveza y el vino al aire, porque las bacterias productoras de ácido acético están presentes en todo el mundo. El uso del ácido acético en la alquimia se extiende hasta el siglo III a. C., cuando el filósofo griego Teofrasto describió cómo el vinagre actuaba sobre los metales para producir pigmentos útiles en el arte, incluido el plomo blanco (carbonato de plomo) y cardenillo, una mezcla verde de sales de cobre, incluido el cobre. (II) acetato. Los antiguos romanos hervían vino agrio para producir un jarabe muy dulce llamado sapa. La sapa que se producía en ollas de plomo era rica en acetato de plomo, una sustancia dulce también llamada azúcar de plomo o azúcar de Saturno., que contribuyó al envenenamiento por plomo entre la aristocracia romana.

En el siglo XVI, el alquimista alemán Andreas Libavius ​​describió la producción de acetona a partir de la destilación seca de acetato de plomo, la descarboxilación cetónica. La presencia de agua en el vinagre tiene un efecto tan profundo en las propiedades del ácido acético que durante siglos los químicos creyeron que el ácido acético glacial y el ácido que se encuentra en el vinagre eran dos sustancias diferentes. El químico francés Pierre Adet demostró que eran idénticos.

En 1845, el químico alemán Hermann Kolbe sintetizó por primera vez ácido acético a partir de compuestos inorgánicos. Esta secuencia de reacción consistió en la cloración de disulfuro de carbono a tetracloruro de carbono, seguida de pirólisis a tetracloroetileno y cloración acuosa a ácido tricloroacético, y concluyó con reducción electrolítica a ácido acético.

Hacia 1910, la mayor parte del ácido acético glacial se obtenía del licor piroleñoso, producto de la destilación de la madera. El ácido acético se aisló por tratamiento con lechada de cal y el acetato de calcio resultante se acidificó luego con ácido sulfúrico para recuperar ácido acético. En ese momento, Alemania producía 10.000 toneladas de ácido acético glacial, de las cuales alrededor del 30% se utilizaba para la fabricación de tinte índigo.

Debido a que tanto el metanol como el monóxido de carbono son materias primas comerciales, la carbonilación del metanol pareció durante mucho tiempo ser precursores atractivos del ácido acético. Henri Dreyfus en British Celanese desarrolló una planta piloto de carbonilación de metanol ya en 1925. Sin embargo, la falta de materiales prácticos que pudieran contener la mezcla de reacción corrosiva a las altas presiones necesarias (200 atm o más) desalentó la comercialización de estas rutas. El primer proceso comercial de carbonilación de metanol, que utilizó un catalizador de cobalto, fue desarrollado por la empresa química alemana BASF en 1963. En 1968, un catalizador a base de rodio (cis − [Rh(CO) ₂ I ₂ ]) se descubrió que podía operar de manera eficiente a una presión más baja casi sin subproductos. La empresa química estadounidense Monsanto Company construyó la primera planta con este catalizador en 1970, y la carbonilación de metanol catalizada por rodio se convirtió en el método dominante de producción de ácido acético (ver proceso de Monsanto). A fines de la década de 1990, la empresa química BP Chemicals comercializó el catalizador Cativa ([Ir(CO) ₂ I ₂ ]), el cual es promovido por iridio para una mayor eficiencia. Este proceso de Cativa catalizado por iridio es más ecológico y eficiente y ha suplantado en gran medida al proceso de Monsanto, a menudo en las mismas plantas de producción.

Medio interestelar

El ácido acético interestelar fue descubierto en 1996 por un equipo dirigido por David Mehringer utilizando la antigua matriz de la Asociación Berkeley-Illinois-Maryland en el Hat Creek Radio Observatory y la antigua Millimeter Array ubicada en el Owens Valley Radio Observatory. Se detectó por primera vez en la nube molecular Sagittarius B2 North (también conocida como la fuente Sgr B2 Large Molecule Heimat). El ácido acético tiene la particularidad de ser la primera molécula descubierta en el medio interestelar utilizando únicamente radiointerferómetros; en todos los descubrimientos moleculares ISM anteriores realizados en los regímenes de longitud de onda milimétrica y centimétrica, los radiotelescopios de plato único fueron, al menos en parte, responsables de las detecciones.

Efectos sobre la salud y la seguridad

El ácido acético concentrado es corrosivo para la piel. Estas quemaduras o ampollas pueden no aparecer hasta horas después de la exposición.

La exposición por inhalación prolongada (ocho horas) a los vapores de ácido acético a 10 ppm puede producir cierta irritación en los ojos, la nariz y la garganta; a 100 ppm puede resultar en una marcada irritación pulmonar y posible daño a los pulmones, los ojos y la piel. Las concentraciones de vapor de 1000 ppm causan una marcada irritación de los ojos, la nariz y las vías respiratorias superiores y no pueden tolerarse. Estas predicciones se basaron en experimentos con animales y exposición industrial.

En 12 trabajadores expuestos durante dos o más años a una concentración promedio de ácido acético en el aire de 51 ppm (estimada), se produjeron síntomas de irritación conjuntiva, irritación del tracto respiratorio superior y dermatitis hiperqueratósica. La exposición a 50 ppm o más es intolerable para la mayoría de las personas y produce lagrimeo intenso e irritación de los ojos, la nariz y la garganta, con edema faríngeo y bronquitis crónica. Los seres humanos no aclimatados experimentan una irritación ocular y nasal extrema a concentraciones superiores a 25 ppm, y se ha informado conjuntivitis a partir de concentraciones inferiores a 10 ppm. En un estudio de cinco trabajadores expuestos durante siete a 12 años a concentraciones máximas de 80 a 200 ppm, los principales hallazgos fueron ennegrecimiento e hiperqueratosis de la piel de las manos, conjuntivitis (pero sin daño en la córnea), bronquitis y faringitis,

Los peligros de las soluciones de ácido acético dependen de la concentración. La siguiente tabla enumera la clasificación de la UE de las soluciones de ácido acético:

Concentraciónpor peso	Molaridad	Pictogramas SGA	Frases H
10-25%	1.67-4.16 mol/L		H315
25–90%	4.16–14.99 mol/L		H314
>90%	>14,99 mol/L		H226, H314

El ácido acético concentrado puede encenderse solo con dificultad a temperatura y presión estándar, pero se convierte en un riesgo inflamable a temperaturas superiores a 39 °C (102 °F) y puede formar mezclas explosivas con el aire a temperaturas más altas (límites explosivos: 5,4–16 %).