Aceton | |||
---|---|---|---|
| |||
Všeobecné | |||
Systematický název |
Propan-2-jedna | ||
Tradiční jména | Aceton, dimethylketon | ||
Chem. vzorec | C3H6O _ _ _ _ | ||
Krysa. vzorec | CH3 - C (O) -CH3 | ||
Fyzikální vlastnosti | |||
Stát | Kapalina | ||
Molární hmotnost | 58,08 g/ mol | ||
Hustota | 0,7899 g/cm³ | ||
Ionizační energie | 1,6E-18 J | ||
Tepelné vlastnosti | |||
Teplota | |||
• tání | -95 °C | ||
• vroucí | 56,1 °C | ||
• bliká | -20 °C | ||
• samovznícení | 465 °C [1] | ||
Meze výbušnosti | 2,5 obj. % | ||
Kritický bod | 235,5 °C; 4,7 MPa | ||
Kritická hustota | 0,273 g/cm3 cm³/mol | ||
Mol. tepelná kapacita | 125 J/(mol K) | ||
Entalpie | |||
• vzdělávání | −216,5 kJ/mol | ||
• spalování | 1829,4 kJ/mol | ||
• tání | 5,69 kJ/mol | ||
• vroucí | 29,1 kJ/mol | ||
Tlak páry | 23 998 Pa | ||
Chemické vlastnosti | |||
Disociační konstanta kyseliny | 19,16 ± 0,04 [2] | ||
Optické vlastnosti | |||
Index lomu | 1,3588 | ||
Klasifikace | |||
Reg. Číslo CAS | 67-64-1 | ||
PubChem | 180 | ||
Reg. číslo EINECS | 200-662-2 | ||
ÚSMĚVY | CC(=O)C | ||
InChI | InChI=1S/C3H6O/cl-3(2)4/h1-2H3CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N | ||
RTECS | AL3150000 | ||
CHEBI | 15347 | ||
UN číslo | 1090 | ||
ChemSpider | 175 | ||
Bezpečnost | |||
LD 50 | 1159 mg/kg | ||
Stručný charakter. nebezpečí (H) | H225 , H319 , H336 , EUH066 | ||
preventivní opatření. (P) | P210 , P240 , P305+P351+P338 , P403+P233 | ||
signální slovo | nebezpečný | ||
piktogramy GHS |
![]() ![]() |
||
NFPA 704 |
![]() |
||
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak. | |||
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Aceton (propanon, dimethylketon , propanon-2 , chemický vzorec - C 3 H 6 O nebo CH 3 -C (O) - CH 3 ) [3] je organická látka patřící do třídy nasycených ketonů .
Za standardních podmínek je aceton hořlavá, těkavá, bezbarvá kapalina s charakteristickým zápachem.
Aceton dostal svůj název od lat. acetum - " ocet ". To je způsobeno skutečností, že dříve byl aceton získán z acetátů a syntetická ledová kyselina octová byla získána ze samotného acetonu . V roce 1848 německý profesor medicíny a chemie Leopold Gmelin zavedl termín do oficiálního užívání [4] [5] pomocí staroněmeckého slova Aketon (keton, aceton), které má také kořeny z latinského „ acetum “.
Bezbarvá těkavá kapalina s charakteristickým zápachem. Bez omezení mísitelný s vodou a polárními organickými rozpouštědly , také mísitelný v omezených poměrech s nepolárními rozpouštědly.
Aceton je cenné průmyslové rozpouštědlo a díky své nízké toxicitě se široce používá při výrobě laků , výbušnin a léků . Je výchozím materiálem v mnoha chemických syntézách. V laboratorní praxi se používá jako polární aprotické rozpouštědlo, k přípravě chladicích směsí spolu se suchým ledem a čpavkem a také k mytí chemického nádobí.
Aceton je jedním z produktů metabolismu v živých organismech, zejména u lidí. Je jednou ze složek tzv. ketolátek , kterých je v krvi zdravého člověka extrémně málo, avšak za patologických stavů (dlouhodobé hladovění, velká fyzická námaha, těžká cukrovka ) může jejich koncentrace výrazně vzrůst a dosáhnout 20 mmol/l.
Jeden z nejjednodušších a zároveň nejdůležitějších ketonů – aceton – poprvé identifikoval v roce 1595 německý chemik Andreas Libavius při suché destilaci octanu olovnatého . Teprve v roce 1832 se však Jean-Baptiste Dumasovi a Justu von Liebigovi podařilo přesně určit jeho povahu a chemické složení . Do roku 1914 se aceton získával téměř výhradně koksováním dřeva , ale zvýšená poptávka po něm během první světové války (pro výrobu chloracetonu , účinné slzné látky) velmi rychle podnítila vznik nových výrobních metod.
Aceton je bezbarvá pohyblivá těkavá kapalina (v N.O. ) s charakteristickým štiplavým zápachem . Je mísitelný ve všech poměrech s vodou , diethyletherem , benzenem , metanolem , ethanolem , mnoha estery a tak dále.
Základní termodynamické vlastnosti acetonu: [6]
Termochemické vlastnosti:
Optické vlastnosti:
Aceton dobře rozpouští mnoho organických látek , zejména acetyl a nitrocelulózy , vosky , alkaloidy a tak dále, stejně jako řadu solí .
Aceton se vyrábí acetonovou (aceton-butylovou) fermentací sacharidů bakterií Clostridium acetobutylicus . V důsledku toho se tvoří aceton a butanol-1 a také řada vedlejších nečistot. Jako průmyslová metoda byla tato metoda získávání acetonu populární v 19. - na počátku 20. století, ale byla nahrazena technologiemi chemické syntézy .
Aceton je jedním z nejreaktivnějších ketonů . Je to tedy jeden z mála ketonů , které tvoří bisulfitovou sloučeninu:
Působením alkálií přechází do samokondenzace aldolu za vzniku diacetonalkoholu:
Redukováno zinkem na pinacon :
Během pyrolýzy (700 °C) tvoří keten :
Snadno přidává kyanovodík za vzniku acetonkyanohydrinu :
Atomy vodíku v acetonu jsou snadno nahrazeny halogeny . Působením chlóru ( jódu ) v přítomnosti alkálií vzniká chloroform ( jodoform ).
+
Kvalitativní reakcí na dimethylketon (stejně jako acetaldehyd a řadu dalších ketonů a α-ketokyselin obsahujících fragment CH 2 CO) je vznik intenzivně červeného zbarvení s nitroprusidem sodným v alkalickém prostředí, což je způsobeno nitrosace acetonu za vzniku methylglyoximového komplexu: Při okyselení CH 3 COOH se barva změní na červenofialovou.
Světová produkce acetonu je více než 6,9 milionů tun ročně (stav k roku 2012 [8] .) a neustále roste [8] . V průmyslu se získává přímo nebo nepřímo z propenu .
Nejstarším způsobem průmyslové výroby acetonu byla suchá destilace octanu vápenatého , který vzniká neutralizací dřevného octa, který vzniká při koksování dřeva, vápnem . [9]
.Nyní se tato metoda již nepoužívá, protože aceton v tomto případě obsahuje příliš mnoho nečistot.
Jsou také známy způsoby výroby acetonu aceton -butylovou fermentací sacharidů ( škrob , cukry , melasa ) způsobenou klostridiovými bakteriemi , zejména Clostridium acetobutylicum ; při fermentaci vzniká aceton a butyl nebo ethylalkoholy [ 10] [11] . Aceton a butylalkohol se získávají v molárním poměru 2:1 až 3:1.
.V Německu byl v roce 1916 patentován postup výroby acetonu na bázi kyseliny octové . Při 400 °C procházela kyselina octová cerovými kontakty:
.Aceton byl také vyroben z acetylenu přímou syntézou:
.Acetylen reaguje s vodní párou při 450 °C v přítomnosti katalyzátorů.
Hlavní část acetonu se získává jako vedlejší produkt při výrobě fenolu z benzenu kumenovou metodou. Proces probíhá ve 3 fázích. [12]
V prvním stupni se benzen alkyluje propenem za vzniku kumenu , ve druhém a třetím ( Udris-Sergeevova reakce ) se vzniklý kumen oxiduje vzdušným kyslíkem na hydroperoxid , který se působením kyseliny sírové rozkládá na fenol a aceton:
Podle této metody se isopropanol oxiduje v parní fázi při teplotách 450-650 °C na katalyzátoru (kovová měď , stříbro , nikl , platina ). Aceton s vysokým výtěžkem (až 90 %) se získává na katalyzátoru „stříbro na pemze“ nebo na stříbrném sítu:
Aceton se také získává přímou oxidací propenu v kapalné fázi za přítomnosti PdCl 2 v prostředí roztoků solí Pd , Cu , Fe při teplotě 50-120 ° C a tlaku 50-100 atm :
Určitý význam má způsob fermentace škrobu působením bakterií Clostridium acetobutylicum za vzniku acetonu a butanolu [13] . Metoda se vyznačuje nízkými výtěžky. Používají se také způsoby přípravy z isopropylalkoholu a acetylenu .
Aceton se používá jako surovina pro syntézu mnoha důležitých chemických produktů, jako je anhydrid kyseliny octové , keten , diacetonalkohol , mesityloxid , methylisobutylketon , methylmethakrylát , difenylpropan , isoforon , bisfenol A a tak dále; příklad:
Posledně jmenovaný je široce používán při syntéze polykarbonátů , polyuretanů a epoxidových pryskyřic .
Aceton je také populární rozpouštědlo . Zejména se používá jako rozpouštědlo
Bez acetonu není možné skladovat acetylen v kompaktním (zkapalněném a válcovém) stavu , který je ve své čisté formě extrémně výbušný pod tlakem. K tomu použijte nádoby s porézním materiálem napuštěným acetonem. 1 litr acetonu rozpustí až 250 litrů acetylenu.
Aceton se také používá při extrakci mnoha rostlinných látek.
V organické chemii se aceton používá jako polární aprotické rozpouštědlo , zejména při alkylační reakci
pro oxidaci alkoholů v přítomnosti alkoholátů hlinitých podle Oppenauera
Aceton se používá k přípravě chladicích lázní smíchaných se „ suchým ledem “ a kapalným amoniakem (ochlazuje až na -78 °C).
V laboratořích se používá k mytí chemického skla pro svou nízkou cenu, nízkou toxicitu, vysokou těkavost a snadnou rozpustnost ve vodě, dále k rychlému sušení skla a anorganických látek.
OčistaTechnický aceton obvykle obsahuje vodu, někdy alkohol a další redukční činidla. Test na přítomnost redukčních činidel:
K 10 ml acetonu přidejte 1 kapku roztoku manganistanu draselného (1:1000); po 15 min. při 15 °C by nemělo být pozorováno výrazné zesvětlení barvy [15] .
Aceton se vysuší bezvodou potaší (asi 5 % hmotn. acetonu), směs se zahřívá několik hodin pod zpětným chladičem, nalije se do jiné baňky a destiluje se nad čerstvým vysoušecím činidlem. Kovový sodík a alkálie jsou pro sušení acetonu nevhodné [16] .
Pro použití jako rozpouštědlo při oxidaci organických látek manganistanem draselným se aceton destiluje v přítomnosti malého množství manganistanu draselného (do stabilní fialové barvy roztoku), zatímco se k odstranění vody přidává bezvodá potaš [17 ] .
Velmi čistý aceton se získává rozkladem aduktu acetonu a hydrogensiřičitanu sodného [17] nebo adičního produktu acetonu a jodidu sodného:
Ve 440 ml suchého čerstvě destilovaného acetonu se zahříváním na vodní lázni rozpustí 100 g bezvodého jodidu sodného. Výsledný roztok se ochladí na -8 °C a adukt se oddělí odsátím. Při zahřátí se adukt rozloží, uvolněný aceton se oddestiluje, vysuší bezvodým chloridem vápenatým a znovu destiluje při ochraně před vzdušnou vlhkostí [18] .
V chemicko-toxikologické analýze se k průkazu acetonu používají reakce s roztoky jódu , nitroprusidu sodného, furfuralu , ο - nitrobenzaldehydu a mikrodifúzní metoda.
Reakce na vznik jodoformu [19] .
Když aceton interaguje s roztokem jódu v alkalickém prostředí, vzniká trijodmethan (jodoform):
K 1 ml zkušebního roztoku se přidá 1 ml 10% roztoku amoniaku a několik kapek roztoku jódu v jodidu draselném (jodová tinktura). V přítomnosti jódu se tvoří žlutá sraženina trijodmethanu s charakteristickým zápachem a její krystaly mají charakteristický tvar hexabeam. Mez detekce je 0,1 mg acetonu ve vzorku.
Reakce s nitroprusidem sodným (Legalův test) [19] [20] .
Aceton s nitroprusidem sodným v alkalickém prostředí poskytuje intenzivní červenou barvu. Při okyselení kyselinou octovou se barva změní na červenofialovou. Ketony, v jejichž molekulách nejsou žádné methylové skupiny , přímo spojené s ketonovými (CO-) skupinami, takovou reakci nedávají. V souladu s tím ketony, jako je methylethylketon , methylpropylketon a další, také poskytnou červenou barvu s nitroprussidem.
K 1 ml zkušebního roztoku se přidá 1 ml 10% roztoku hydroxidu sodného a 5 kapek 1% čerstvě připraveného roztoku nitroprusidu sodného . V přítomnosti acetonu se ve vzorku objeví červené nebo oranžově červené zbarvení. Když se do kyselé reakce přidá 10% roztok kyseliny octové , po několika minutách se barva změní na červenofialovou nebo třešňově červenou. Je třeba poznamenat, že butanon má podobnou barvu jako nitroprusid sodný.
Jedním z hlavních nebezpečí při práci s acetonem je jeho hořlavost. Teplota samovznícení +465 °C, bod vzplanutí -20 °C. Směsi vzduchu obsahující od 2,5 % do 12,8 % (objemově) jsou výbušné. To je třeba vzít v úvahu, protože aceton se rychle odpařuje a výsledný oblak se může rozšířit do bodu vznícení (tepla nebo jiskry) mimo pracoviště s ním.
Aceton je přirozený metabolit produkovaný savčími organismy , včetně lidského těla. Krev normálně obsahuje 1-2 mg / 100 ml acetonu, v denním množství moči .- 0,01-0,03 g V medicíně je aceton označován jako ketolátky . Narušení normálního metabolismu např. u diabetes mellitus vede k tzv. acetonurii - nadměrné tvorbě a vylučování acetonu.
Aceton je toxický [21] . Podle [22] je MPC acetonu 200 mg/m³ (průměrný posun za 8 hodin) a 800 mg/m³ (maximálně jednorázově). Podle řady studií, například [23] , byl průměrný práh vnímání pachu ~3krát vyšší než maximální jednorázové MPC a ~12krát vyšší než průměrný posunový MPC. Zároveň u některých pracovníků byl práh výrazně vyšší než průměrná hodnota (například více než 30, respektive 120 MPC). Ve studii [24] byla průměrná hodnota prahu vnímání pachu ještě vyšší - 11 000 ppm (28 000 mg/m 3 ), což převyšuje průměrný posun MPC 140krát.
Aceton je jedovatý, ale patří mezi málo nebezpečné látky ( třída nebezpečnosti IV, kategorie zdravotní nezávadnosti dle NFPA - 1). Silně dráždí sliznice: dlouhodobé vdechování vysokých koncentrací par[ objasnit ] vede k zánětu sliznic , plicnímu edému a toxickému zápalu plic . Páry mají slabý narkotický účinek , doprovázený nejčastěji dysforií . Při požití způsobuje stav intoxikace , doprovázený slabostí a závratěmi, často - bolestmi břicha ; ve významných množstvích dochází k těžké intoxikaci , i když otrava acetonem zpravidla není smrtelná. Možné poškození jater (toxická hepatitida ), ledvin (snížení diurézy , výskyt krve a bílkovin v moči) a kóma . Při vdechování se aceton vylučuje mnohem pomaleji (během několika hodin), než vstupuje, a proto se může hromadit v těle.
Aceton, v koncentraci vyšší než 60 %, je v Rusku zařazen do tabulky III seznamu IV „ Seznamu omamných látek, psychotropních látek a jejich prekurzorů “ a jeho obrat podléhá kontrole. Při práci v laboratoři s acetonem se operace o jeho spotřebě zapisují do zvláštního „Věstníku evidence operací, ve kterých se mění množství prekurzorů omamných a psychotropních látek“.
![]() |
| |||
---|---|---|---|---|
|
cholesterolu a steroidů | Meziprodukty metabolismu|||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Mevalonátový způsob |
| ||||||||||||||
Nemevalonátová cesta |
| ||||||||||||||
do cholesterolu |
| ||||||||||||||
Vitamin D C-27: Cholestany |
| ||||||||||||||
Žlučové kyseliny C-24: Cholany |
| ||||||||||||||
Steroidní hormony |
| ||||||||||||||
Ne v člověku |
| ||||||||||||||
Poznámky N - neurosteroidní hormony , viz také enzymy , nemoci |