冰醋酸的制备方法及作用

2025年06月06日 阅读量:81

化学词典告诉你制备冰醋酸的方法和作用。冰醋酸(98%)化学CH3COH是一种有机一元酸,是醋的主要成分。纯无水乙酸(冰醋酸)是一种无色吸湿固体,凝固点为16.6℃(62℃)℉),无色晶体凝固后,其水溶液酸性弱,腐蚀性强,蒸汽对眼睛和鼻子有刺激作用。

制备冰酸的方法

乙酸的制备可以通过人工合成和细菌发酵进行。生物合成法,即利用细菌发酵,仅占世界产量的10%,但仍然是生产乙酸的最重要方法,尤其是醋,因为许多国家的食品安全法规规定,食品中的醋必须通过生物法制备,发酵法分为有氧发酵法和无氧发酵法。

有氧发酵法

当氧气充足时,醋杆菌是一种细菌,可以从含酒精的食物中产生乙酸。通常,苹果酒或葡萄酒与谷物、麦芽、大米或土豆混合,然后发酵。这些细菌发酵反应的化学方法如下:

C₂H5OH O₂→CH₃COOH H₂O

具体方法是将醋菌属的细菌接种到稀释的酒精溶液中,保持一定的温度,放置在通风的位置,几个月内发酵,最终产生醋。工业生产醋的方法是通过提供足够的氧气来加速反应过程。该方法已被商业生产所采用,也被称为“快速方法”或“德国方法”,因1823年首次在德国成功应用而得名。在这种方法中,发酵是在一座装满木屑或木炭的塔中进行的。含酒精的原料从塔的顶部滴入,新鲜空气从底部自然进入或强制对流。加强的空气量使这一过程在几周内完成,大大缩短了制醋的时间。

Otto Hromatka和Heinrich Ebner于1949年首次提到液态细菌培养基制备醋。在这种方法中,酒精在连续搅拌中发酵为乙酸,空气以气泡的形式充满溶液。这样,含有15%乙酸的醋可以在两到三天内制备。

无氧发酵法

一些厌氧细菌,包括梭菌属的一些成员,可以直接将糖转化为乙酸,而不需要乙醇作为中间体。整体反应方法如下:

C6H12O6=3CH3

此外,许多细菌可以从只含单碳的化合物中生产乙酸,如甲醇、一氧化碳或二氧化碳和氢的混合物。

2 CO2 4 H2 →CH3COOH 2 H2O

2 CO 2 H2 →CH3COOH

梭菌具有反应糖的能力,降低了成本,这意味着这些细菌比乙醇氧化生产乙酸更有效。然而,梭菌的耐酸性不如醋菌。梭菌是耐酸性最大的细菌,只能产生不到10%的乙酸,而有些醋酸菌可以产生20%的乙酸。用醋酸为细菌制醋仍然比用梭菌为细菌制备后浓缩更经济。因此,尽管梭菌属细菌早在1940年就被发现,但其工业应用范围较窄。

冰醋酸的作用

乙酸可用作酸度调节剂、酸化剂、腌制剂、增味剂、香料等。它也是一种很好的抗微生物剂,主要是因为它可以将pH降低到最适合微生物生长的pH。乙酸是我国应用最早、使用最广泛的酸味剂,主要用于复合调味料、配蜡、罐头、奶酪、果冻等。用于调味料时,可将乙酸加水稀释至4%~5%溶液,然后加入各种调味料。以醋为酸味剂,辅以纯天然营养保健品制成的饮料称为国际第三代饮料。

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