Соли и эфиры уксусной кислоты называются ацетатами. Они используются в основном в качестве протравы, с помощью которой закрепляются красители на волокне. В частности, ацетат калия (систематической название на английском языке — Potassium acetate, синоним — potassium salt) является уксусной кислоты, имеет химическую формулу CH3COOK. Молярная масса равняется 98,15 г/моль.
При нормальных условиях ацетат калия является белым кристаллическим порошком, который гигроскопичен, поэтому на воздухе расплывается. Плотность составляет 1,57 г/см³. Соль хорошо растворима в воде: в 100 мл растворяется немного больше 200 г соли при 20°С и 492 г - при 62°С. Уксуснокислый калий легко растворим в и этаноле) и в аммиаке, нерастворим в эфире и ацетоне. Температура разложения калия ацетата составляет плюс 292°С.
Получают ацетат калия взаимодействием таких основных соединений, как (KOH) или (K2CO3) с кислотой уксусной в результате реакции нейтрализации: KOH + CH3COOH → CO2 + CH3COOK + H2O или двойного обмена: K2CO3 + CH3COOH → CO2 + CH3COOK + H2O. Для металлов, стоящих в ряду напряжений левее водорода, например, калий или магний, характерна реакция взаимодействия с кислотами, не являющимися окислителями. К таким кислотам относится уксусная кислота. При ее взаимодействии, например, с магнием, получается ацетат магния: Mg + 2CH3COOH → Mg(CH3COO)2 + H2. Но такой способ не имеет практического применения для получения магниевой или калиевой соли уксусной кислоты. В свободном состоянии эти металлы в природе не существуют, а калий из-за своей химической активности легко реагирует с водой и окисляется кислородом воздуха. Еще он является очень дорогим металлом и используется даже реже, чем натрий.
Ацетат калия по ГОСТ 5820-78 применяется в производстве кремний органических полимеров (силиконов — направление в производстве полимерной продукции важное и перспективное). Также калия ацетат используется как катализатор в производстве полиуретанов. Другое важное направление применения уксуснокислого калия — использование его в качестве антиобледенителя. Этот реагент имеет ряд преимуществ (он менее агрессивен в отношении почвы) и поэтому заменяет или кальция при обработке взлетно-посадочных полос в аэропортах, а его коррозионное воздействие на металлы меньше, чем у хлоридов. Ацетат калия безвреден для большинства поверхностей, включая бетон, металл, дерево, водостоки, газоны и растительность. Но так как цена его выше, чем у хлоридов, то последним часто отдают предпочтение, несмотря на экологические нарушения и больший износ оборудования. Кроме того, ацетат калия является эффективным огнегасителем и используется для тушения пожаров. Его применяют для тушения возгораний масел.
Уксуснокислый калий используется не только на промышленных объектах, но и в медицине и пищевой промышленности (эффективный выпускается по ГОСТ 5820-78). Для сравнения: другая соль этой карбоновой кислоты — ацетат кальция — не имеет промышленного применения. Ее получают только в лабораторных условиях в результате воздействия уксусной кислоты на карбонат кальция. Реакцию ведут до полного выделения углекислого газа: CaCO3 + 2CH3COOH → CO2 + (CH3COO)2Ca+H2O. Используется (CH3COO)2Ca только в качестве пищевой добавки Е263, потому что (как и CH3COOK) является эффективным консервантом.
При заместительной терапии для лечения диабетического кетоацидоза применяют ацетат калия. В результате удается предотвратить диабетическую кетоацидотическую кому, которая может случиться в результате (уменьшение рН), вызванного нарушением обмена из-за дефицита гормона поджелудочной железы (инсулина). Высокая концентрация в крови глюкозы и кетоновых тел, которые значительно превышают физиологические значения, приводит к диабетической кетоацидотической коме. Ацетат калия, применяется в качестве пищевой добавки, так как способен снижать уровень кислотности, разлагаясь до бикарбоната. По этой причине его используют для лечения больных с диагнозом диабета первого типа.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Ацетат калия (калий уксуснокислый) - сложное органическое соединение, относящееся к классу солей карбоновых кислот.
В обычных условиях представляет собой твердое вещество кристаллической структуры белого цвета (рис. 1), обладающее слабощелочным вкусом. Гигроскопичен. Хорошо растворяется в воде (гидролизуется по аниону). Не растворим в эфире.
Рис. 1. Ацетат калия. Внешний вид.
Химическая формула ацетата калия может имеет вид CH 3 COOK. Она показывает, что в состав данной молекулы входят два атома углерода (Ar = 12 а.е.м.), три атома водорода (Ar = 1 а.е.м.), один атома калия (Ar = 39 а.е.м.) и два атома кислорода (Ar = 16 а.е.м.). По химической формуле можно вычислить молекулярную массу ацетата калия:
Mr(CH 3 COOK) = 2×Ar(C) + 3×Ar(H) + Ar(K) + 2×Ar(О);
Mr(CH 3 COOK) = 2×12 + 3×1 + 39 + 2×16 = 24 + 3 + 39 + 32 = 98.
Структурная (графическая) формула является более наглядной, она отражает то, как атомы связаны между собой внутри молекулы ацетата калия (рис. 2).
Рис. 2. Графическая формула ацетата калия.
Ацетат калия - слабый электролит. В водном растворе под действием электрического тока он частично диссоциирует на ионы согласно следующему уравнению:
CH 3 COOK↔K + + CH 3 COO — .
ПРИМЕР 1
| Задание | При сжигании смеси, состоявшей из двух объемов неизвестного газа и полутора объемов кислорода, образовалась смесь из одного объема азота и трех объемов водяного пара. Во всех случаях объемы газов измерены при одинаковых условиях. Какова формула неизвестного газа? |
| Решение | Так как при сгорании неизвестного газа в кислороде образуются молекулярный азот (N 2) и вода (H 2 O), то в состав газа входят азот, водород и, возможно, кислород. Обозначим количество атомов каждого из указанных химических элементов как «х», «у» и «z». Тогда формула неизвестного газа в общем виде будет записываться как N x H y O z .
Согласно закону объемных отношений, объемы газов пропорциональны их количествам вещества и равны коэффициентам в уравнении реакции. С учетом этого напишем уравнение реакции сгорании неизвестного газа в кислороде в общем виде: 2N x H y O z + 3/2 O 2 = N 2 + 3H 2 O. По закону сохранения массы веществ число атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения одинаково, поэтому 2х = 2; отсюда х = 1; 2у = 6; у = 3; 2z + 3 = 3; z = 0. Следовательно, формула неизвестного газа NH 3 . Это аммиак. |
| Ответ | NH 3 . Это аммиак. |
ПРИМЕР 2
| Задание | Выведите формулу кристаллогидрата фосфата цинка, если известно, что массовая доля соли в нем равна 84,2%. |
| Решение | Пусть в состав формульной единицы кристаллогидрата входит n молекул воды, т.е. формула данного кристаллогидрата Zn 3 (PO 4) 2 ×nH 2 O.
Рассчитаем молекулярную массу безводной соли: Mr(Zn 3 (PO 4) 2) = 3×Ar(Zn) + 2×Ar(P) + 8×Ar(O); Mr(Zn 3 (PO 4) 2) = 3×65 + 2×31 + 8×16 = 195 + 62 + 128 = 385. Известно, что M = Mr, значит M(Zn 3 (PO 4) 2) = 385 г/моль. Найдем молярную массу кристаллогидрата: ω(Zn 3 (PO 4) 2) = M(Zn 3 (PO 4) 2) / M(Zn 3 (PO 4) 2 ×nH 2 O) × 100%; M(Zn 3 (PO 4) 2 ×nH 2 O) = M(Zn 3 (PO 4) 2) × 100% /ω(Zn 3 (PO 4) 2); M(Zn 3 (PO 4) 2 ×nH 2 O) = 385 × 100% / 84,2 = 457 г/моль. Рассчитаем число молекул воды (молярная масса воды равна 18 г/моль): 457 = 385 + 18n; Следовательно, формула кристаллогидрата фосфата цинка имеет вид Zn 3 (PO 4) 2 ×4H 2 O. |
| Ответ | Zn 3 (PO 4) 2 ×4H 2 O |
Порошок (10 г); 32-35% раствор.
Калия ацетат обладает диуретическим (мочегонным) действием.
Калия ацетат применяется как мочегонное средство при сердечной недостаточности с отёками (часто в сочетании с сердечными гликозидами), при химических, амилоидных и липоамилоидных нефрозах, при гепатитах и циррозах печени (асцит).
Раствор ацетата калия назначается внутрь по 1 столовой ложке 4-5 раз в день. После 4-6 дней лечения необходимо сделать перерыв, во избежание развития побочных явлений со стороны желудочно-кишечного тракта.
Длительное применение ацетата калия внутрь может приводить к возникновению побочных эффектов: нарушение аппетита, тошнота, рвота, понос.
Ацетат калия противопоказан при острых воспалительных заболеваниях почек.
Хранить в сухом прохладном месте.
(Kalium aceticum) - белый кристаллический порошок без запаха или со слабым запахом уксусной кислоты, соленоватого вкуса. Ацетат калия очень легко растворим в воде, гигроскопичен и расплывается на воздухе. В связи с гигроскопичностью обычно применяется в виде раствора ацетата калия, представляющего собой бесцветную прозрачную жидкость содержащую 32-35% калия ацетата.
Механизм диуретического действия ацетата калия окончательно не выяснен, предполагается, что им уменьшается реабсорбция иона натрия, а количество воды, достигающей дистальных канальцев, увеличивается.
