گزارش کار تعیین استیک اسید در سرکه

عنوان آزمایش: تعیین درصد استیک اسید در سرکه

هدف آزمایش: به دست آوردن درصد استیک اسید موجود در سرکه با استفاده از تیتراسیون

مقدمه تی‌تر کردن از روش‌های تجزیه حجمی است. در تجزیه حجمی ابتدا جسم را حل کرده و حجم معینی از محلول آن را با محلول دیگری که غلظت آن مشخص است که‌‌ همان محلول استاندارد نامیده می‌شود، می‌سنجند.

۳- عنوان آزمایش: تعیین درصد استیک اسید در سرکه

 

۴- هدف آزمایش: به دست آوردن درصد استیک اسید موجود در سرکه با

 

استفاده از تیتراسیون

 

۵- تئوری آزمایش:

 

مقدمه تی‌تر کردن از روش‌های تجزیه حجمی است. در تجزیه حجمی ابتدا جسم



را حل کرده و حجم معینی از محلول آن را با محلول دیگری که غلظت آن

 

مشخص است که‌‌ همان محلول استاندارد نامیده می‌شود، می‌سنجند. در

 

تیتراسیون محلول استاندارد به‌طور آهسته از یک بورت به محلول حاوی حجم

 

مشخص یا وزن مشخص از ماده حل شده اضافه می‌شود. افزایش محلول

 

استاندارد، آنقدر ادامه می‌یابد تا مقدار آن از نظر اکی‌والان برابر مقدار جسم

 

حل شده شود. نقطه اکی‌والان نقطه‌ای است که در آن، مقدار محلول

 

استاندارد افزوده شده از نظر شیمیایی برابر با مقدار حجم مورد نظر در

 

محلول مجهول است. این نقطه را نقطه پایان عمل از نظر تئوری یا نقطه هم

 

ارزی نیز می‌گویند. روش تی‌تر کردن در عمل تی‌تر کردن، محلول استاندارد را

 

از یک بورت به محلولی که باید غلظت آن اندازه گرفته می‌شود، می‌افزایند و

 

این عمل تا وقتی ادامه دارد تا واکنش شیمیایی بین محلول استاندارد و تی‌تر

 

شونده کامل شود. سپس با استفاده از حجم و غلظت محلول استاندارد و حجم

محلول تی‌تر شونده، غلظت محلول تی‌تر شونده را حساب می‌کنند.

 

تشخیص نقطه اکی‌والان نقطه اکی‌والان در عمل بوسیله تغییر فیزیکی (مثلا

 

تغییر رنگ) شناخته می‌شود. نقطه‌ای که این تغییر رنگ در آن روی

 

می‌دهد، نقطه پایان تی‌تر کردن است. در تیتراسیون اسید و باز شناساگر‌ها

 

برای تعیین زمان حصول نقطه اکی‌والان بکار می‌روند. تغییر رنگ معرف،

 

نشانگر نقطه پایانی تیتراسیون می‌باشد. انواع تی‌تر کردن بر حسب

 

واکنش‌هایی که بین محلول تی‌تر شونده و استاندارد صورت می‌گیرد،

 

تجزیه‌های حجمی (تیتراسیون) به دو دسته تقسیم می‌شوند: روش‌هایی که بر

 

اساس ترکیب یون‌ها هستند. یعنی تغییر ظرفیت در فعل و انفعالات مربوط به

 

آن صورت نمی‌گیرد. این روش‌ها عبارت‌اند از: واکنش‌های خنثی شدن یا

 

واکنش‌های اسید و باز واکنش‌های رسوبی واکنش‌هایی که تولید ترکیبات

 

کمپلکس می‌کنند. روشهایی که بر اساس انتقال الکترون هستند؛ مانند

 

تی‌تر کردن، عبارت است از تعیین مقدار اسید یا باز موجود در یک محلول که

 

با افزایش تدریجی یک باز به غلظت مشخص یا بر عکس انجام می‌گیرد

 

اسید استیک، جزو اسیدهای کربوکسیلیک می‌باشد و در نامگذاری آیوپاک به

 

اسید اتانوئیک معروف است. این اسید دارای فرمول شیمیایی CH۳COOH

 

می‌باشد و در قسمت چشایی، طعم ترشی شبیه طعم سرکه می‌دهد. باکتری‌های

 

مخمر سرکه به دلیل تمایل به تولید اسید استیک به این نام معروف شده‌اند.

 

این باکتری‌ها در مواد غذایی، آب و خاک یافت می‌شوند. اسید استیک بطور

طبیعی از میوه‌ها و برخی مواد غذایی فاسد شده از فرایند تخمیر تولید

 

می‌شوند و از قدیمی‌ترین ترکیبات شیمیایی شناخته شده توسط انسان می‌باشد.

 

ساختمان اسید استیک: تاریخچه سرکه (اسید استیک رقیق) از دوران باستان

 

برای انسان شناخته شده بود. احتمالا انسان‌ها در دوران باستان هنگام تهیه

 

شراب از فرایند تخمیر به وجود سرکه پی برده بودند. فیلسوف یونانی،

 

 «تئوفاراستوس»، در سه قرن پیش از میلاد چگونگی واکنش سرکه با فلزات

 

و تولید رنگدانه برای استفاده در نقاشی از کربنات سرب و زاج‌های سبز

 

ایجاد شده از نمکهای مس و استات مس را توضیح داده است. رومیان باستان

 

با نگهداری شراب ترش در قدح‌های سربی، شراب بسیار شیرینی به نام

 

Sapa تولید می‌کردند که طعم شیرین آن ناشی از استات سرب بوده است که

 

امروزه دانشمندان، مرگ زودرس بسیاری از اشراف روم را به مسمومیت

 

ناشی از این ماده نسبت داده‌اند. شیمیدان‌های عصر رنسانس، اسید استیک

 

گلاسیال (منجمد) را از تقطیر خشک استات‌های فلزی تهیه می‌کردند. در سال

 

۱۸۴۷، «هرمن کولب» شیمیدان آلمانی برای اولین بار اسید استیک را از

 

مواد معدنی سنتز کرد. خواص اسید استیک خالص، مایعی بیرنگ با بویی

 

تیز، مایعی خورنده و قابل اشتعال می‌باشد. این اسید در ۱۶. ۶ درجه

 

سانتی‌گراد منجمد می‌شود. به این دلیل و همچنین ظاهر یخ مانند آن به نام

 

اسید استیک گلاسیال معروف است. اسید استیک در محلول‌های آبی می‌تواند

 

تفکیک شده و یون استات تولید کند. PH آن برابر با ۴. ۸ می‌باشد، یعنی در

 

PH=۴. ۸ نیمی از مولکول‌های اسید استیک در محلول آبی به صورت یون

 

استات هستند. اسید استیک در حالت بخار شامل دیمرهایی از دو مولکول اسید

 

استیک می‌باشد که با پیوند هیدروژنی با یکدیگر ارتباط دارند. بنابراین اسید

 

استیک در حالت گازی از قانون گازهای ایده‌آل تبعیت نمی‌کند. خواص عمومی

 

اسید استیک مانند سایر اسیدهای کربوکسیلیک می‌باشد. اسید استیک با

 

الکل‌ها و آمین‌ها واکنش داده و بترتیب تولید استرو آمید می‌کند. همچنین در

 

اثر واکنش با آلکن‌ها تولید استر استات می‌کند. این اسید در اثر حرارت تا

 

دماهای بالا‌تر از ۴۴ درجه سانتی‌گراد تجزیه شده و تولید CO۲ و متان

 

می‌کند. تولید سرکه از فرایند تخمیر مواد غذایی دارای نشاسته و قند و مواد

 

الکلی توسط باکتری مخمر سرکه (بچه سرکه) تولید می‌شود. برای تولید

 

سرکه عموما از میوه‌هایی مانند سیب، انگور، دانه‌هایی مثل جو و گاهی هم

 

از شراب استفاده می‌شود. سرکه معمولا دارای اسید استیک با وزن حجمی ۴

 

الی ۸ درصد می‌باشد. روشهای تولید صنعتی اسید اسیتیک کربونیلاسیون

 

متانول در این روش متانول با مونوکسید کربن در فشارهای بالا (۲۰۰atm)

 

واکنش داده و اسید استیک تولید می‌کند. این روش از سال ۱۹۲۰ ابداع شده

 

است و بدلیل ارزان بودن متانول و CO از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه

 

است. CH۳OH + CO → CH۳COOHاکسیداسیون بوتان از حرارت

 

دادن بوتان با اکسیژن هوا در حضور یون‌های فلزی منگنز، کبالت و کروم،

 

پروکسید تولید می‌شود. پروکسید در اثر تجزیه، اسید استیک ایجاد می‌کند.

 

اکسیداسیون استالدئید استالدئید در شرایط ملایم و در حضور کاتالیزورهای

 

ساده فلزی مثل منگنز و کروم و...، توسط اکسیژن هوا اکسید شده و اسید

 

استیک تولید می‌کند. ۲CH۳CHO + ۲O۲ → ۲CH۳COOHمحصولات

 

جانبی تولید شده در این واکنش مانند اسید فرمیک یا استات اتیل و... بدلیل

 

داشتن نقطه جوش پایین‌تر از اسید استیک توسط تقطیر جداسازی می‌شوند.

 

کاربرد اسید استیک به صورت سرکه به عنوان چاشنی غذا و تهیه انواع

 

ترشی استفاده می‌شود. اسید استیک رقیق به عنوان افشانه برای از بین بردن

 

قارچ‌های گیاهان استفاده می‌شود. اسید استیک گلاسیال در صنایع شیمیایی در

 

تولید فیلم‌های عکاسی، تولید پلاستیک پلی‌اتیلن تری‌فتالات (PET) استفاده

 

می‌شود. همچنین به عنوان ماده واسطه در تولید استات وینیل که ترکیب

 

مهمی در تولید چسب و رنگ می‌باشد، کاربرد دارد. برخی از استرهای اسید

 

استیک به عنوان حلال در تولید مواد معطر مصنوعی استفاده می‌شود. نکات

 

ایمنی اسید استیک غلیظ ماده‌ای خورنده می‌باشد. در تماس با پوست باعث

 

سوختگی شیمیایی پوست و ایجاد تاول می‌شود. در صورت تماس با چشم

 

می‌تواند آسیب‌های جدی به چشم وارد کند، تنفس بخار غلیظ آن باعث سوزش

 

دهان، بینی و گلو می‌شود. هر چند سرکه یک مایع بدون ضرر می‌باشد، اما

 

نوشیدن اسید استیک گلاسیال خطرناک بوده و باعث ایجاد زخم‌های شدید در

 

 

دستگاه گوارشی می‌شود و ممکن است با تغییر اسیدیته خون، آسیب‌های

 

جدی به سلامتی انسان وارد کند. خواص فیزیکیاسید استیک: نام متان

 

کربوکسیلیک اسید و اتانوئیک‌ اسید: نام آیوپاک ۶۰. ۰۵gr/mol وزن

 

مولکولی ۱۶. ۵Cْ نقطه ذوب ۱۱۸. ۱Cْ: نقطه جوش

 

۱. ۰۵: gr/cm۳ دانسیته

 

خواص

اسید استیک خالص، مایعی بیرنگ با بویی تیز، مایعی خورنده و قابل اشتعال می‌باشد. این

اسید در ۱۶. ۶ درجه سانتیگراد منجمد می‌شود. به این دلیل و همچنین ظاهر یخ مانند آن به

نام اسید استیک گلاسیال معروف است. اسید استیک در محلول‌های آبی می‌تواند تفکیک شده

و یون استات تولید کند. PH آن برابر با ۴. ۸ می‌باشد، یعنی در PH=۴. ۸ نیمی از

مولکول‌های اسید استیک در محلول آبی به صورت یون استات هستند. اسید استیک در حالت

بخار شامل دیمرهایی از دو مولکول اسید استیک می‌باشد که با پیوند هیدروژنی با یکدیگر

ارتباط دارند.

 

 در زیر چند روش تهیه سرکه توضیح داده شده است:

۱) کربونیلاسیون متانول:

در این روش متانول با مونوکسید کربن در فشارهای بالا (atm ۲۰۰) واکنش داده و اسید استیک تولیدمی کند. این روش از سال ۱۹۲۰ ابداع شده است و به دلیل ارزان بودن متانول و از لحاظ اقتصادی مقرونبه صرفه است.

۲) اکسیداسیون بوتان:

از حرارت دادن بوتان با اکسیژن هوا در حضور یون‌های فلزی منگنز، کبالت و کروم، پروکسید تولید می‌-شود. پروکسید در اثر تجزیه اسید استیک ایجاد می‌کند.

۳) اکسیداسیون استالدئید:
استالدئید در شرایط ملایم و در حضور کاتالیزورهای ساده فلزی مثل منگنز و کروم و... توسط اکسیژن هوا اکسید شده و اسید استیک تولید می‌کند. محصولات جانبی تولید شده در این روش مانند اسید فرمیک یا استات اتیل و... به دلیل داشتن نقطه جوش پایین‌تر از اسید استیک توسط تقطیر جداسازی می‌شوند.

 

۶- وسایل آزمایش:

بورت. گیره و پایه. بشر. بالن ژوژه ۱۰۰ میلی لیتر. پی پت. ارلن ۲۵۰

میلی لیتر. فنل فتالئین. سود ۰. ۱ مولار

۷- شرح آزمایش:

 

۲۰ گرم از محلول سرکه را با بشر وزن می‌کنیم و در بالن ۱۰۰ به حجم می‌رسانیم سپس

۲۵ میلی لیتر از آن را با پی پت برداشته و در ارلن ریخته و به آن ۲۵ میلی لیتر آب

مقطر و ۴-۵ قطره فنل فتالئین به ان اضافه می‌کنیم.

بورت را به کمک گیره و پایه محکم کرده و درون آن سود ۰. ۱ مولار به کمک قیف

می‌ریزیم و در حالی که کاغذ سفیدی زیر ارلن قرار می‌دهیم شیر بورت را کمی باز می‌کنیم

و تیتراسیون را آغاز می‌کینم.

با افزوده شدن اولین قطرات رنگ صورتی کم رنگی حاصل می‌شود که ناپایدار است پس

ما در نقطه پایانی باید رنگ صورتی کم رنگ پایداری را داشته باشیم.

پس از گذشت چند دقیقه با وقتی فقط یک قطره سود داخل ارلن چکیده می‌شود رنگ

صورتی پایدار ایجاد می‌شود در اینجا شیر بورت رابسته و حجم مصرفی را یادداشت

می‌کنیم.

 

۸- محاسبات:

 

V NaOH =۲۴ ml

Fw =۶۰. ۰۵استیک اسید

 d=۱. ۰۵ gr / cm۳استیک اسید

N ۱ * v ۱ = N ۲ * V ۲

 سود استیک اسید

N ۱ = ۰. ۱ * ۲۴ =۰. ۰۹۶ M
 ۲۵