اسید استیک چیست؟

ممکن است نام اسید استیک (acetic acid) در ابتدا برایتان آشنا باشد، از این ماده شیمیایی در صنایع بسیاری استفاده می‌شود، به طوری که ممکن است اکنون در خانه انواع مختلف اسید استیک در دسترستان باشد و یا در محل کار از آن استفاده کنید اما تا به حال متوجه آن نشده باشید.

اسید استیک (Acetic Acid) با فرمول شیمیایی CH₃COOH یا C₂H₄O₂، یکی از اصلی‌ترین و پرکاربردترین ترکیبات شیمیایی در جهان است. این اسید ضعیف، مایعی شفاف، بی‌رنگ و با بوی تند شبیه سرکه دارد و در زندگی روزمره (مانند: سرکه، ترشی، سس) و صنایع پیشرفته حضور دارد. اسید استیک محلول در آب، اتانول، استون، دی‌اتیل اتر، گلیسرول و بنزن می باشد و در غلظت‌های پایین بی‌خطر، اما در غلظت بالا خورنده و خطرناک است. این مقاله، اطلاعات علمی، صنعتی و تاریخی در مورد اسید استیک را ارائه می‌دهد.

امروزه اسید استیک با فرمول ساختاری C₂-H₄-O₂ را با نام‌های دیگری چون اسید متانوئیک، اسید متان کربوکسیلیک می‌شناسند، این ماده با وجود اینکه در دسته بندی اسیدها قرار گرفته قدرت و توان بسیار ضعیف و بوی تند و تیزی دارد. اسید استیکی که با آب ترکیب شده شدت اسیدی کمتر و توانایی ترکیب و حل شدن با اتانول، استون  دي اتيل اتر، گليسرول و بنزن را خواهد داشت. از اسید استیک در بخش‌های مختلف کشاورزی، پزشکی، تصفیه آب، داروسازی و… استفاده می‌کنند.

تاریخچه اسید استیک

استفاده از اسید استیک به چندین هزار سال پیش بازمی‌گردد.  مصریان حدود ۳۰۰۰ سال پیش از میلاد از سرکه برای نگهداری غذا و درمان زخم استفاده می‌کردند. در قرن هشتم میلادی، جابر بن حیان، شیمیدان ایرانی، با تقطیر سرکه، اسید استیک غلیظ‌تری تولید کرد وآن را “اسید تیز” نامید. در سال ۱۷۷۸، کارل ویلهلم شیل، شیمیدان سوئدی، اسید استیک را از سرکه جدا کرد. در سال ۱۸۴۷ هرمان کولب، شیمیدان آلمانی، برای اولین بار این اسید را به صورت مصنوعی از مواد معدنی سنتز کرد. پس از آن، تولید صنعتی آغاز شد و امروزه بیش از ۱۸٫۵ میلیون تن اسید استیک در سال در جهان تولید می‌شود.

مشخصات فنی استیک اسید

انواع اسید استیک

اسید استیک خوراکی:

به طور کلی از اسید استیک علاوه بر بخش صنعتی در بخش خوراکی هم استفاده می‎شود. در بخش خوراکی، همه اسید استیک را به نام سرکه می‎شناسند که مزه ترش و تیزی دارد. سرکه خواص اسیدی بسیار پایینی دارد و از تخمیر اتانول به وجود می‌آید، میزان غلظت اسید آن در بخش پخت و پز حدود 5 درصد و در ترشی تا 18 درصد هم خواهد رسید.

• غلظت: ۴–۸٪ (پخت و پز)، تا ۱۸٪ (ترشی)
• روش تولید: تخمیر اتانول توسط باکتری‌های Acetobacter
• کاربرد: طعم‌دهنده، نگهدارنده، تنظیم pH

اسید استیک صنعتی:

اسید استیک موجود در بخش صنعتی علاوه بر قابلیت انحلال در آب، توانایی ترکیب و واکنش با عناصری چون پتاسیم، روی و سدیم را دارد و در نهایت منجر به تولید هیدروژن خواهد شد که ماده‌ای اشتعال‌زا بوده است.

• غلظت: ۸۰–۱۰۰٪
• ویژگی: خورنده، واکنش‌پذیر با فلزات (تولید هیدروژن)
• کاربرد: تولید مواد شیمیایی، پلاستیک، دارو

نکات ایمنی استیک اسید

استیک اسید همانطور که از نامش پیداست ماده‌ای بر پایه اسید بوده است، به همین دلیل نباید در تماس با چشم قرار بگیرد، در صورت تماس با چشم و آسیب جدی، ممکن است منجر به کور شدن فرد شود. این ماده به شدت اشتعال زا بوده اما اگر با آب ترکیب شود به دلیل اینکه از غلظت آن کاسته می‌شود قابلیت اشتعال خود را از دست خواهد داد.

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی اسید استیک

اسید استیک، یک اسید ضعیف با فرمول مولکولی CH3COOH و وزن مولکولی 60.05 گرم بر مول، جزو مواد معدنی و متعلق به گروه اسیدهاست که به صورت مایعی بی‌رنگ و بویی مشابه سرکه دارد. این ماده قابل اشتعال، قدرت خورندگی بسیار بالایی دارد و همچنین در دمای 16.6 درجه سانتی‌گراد منجمد می‌شود.

نقطه‌ی جوش این اسید 117.9 درجه سانتی‌گراد و نقطه‌ی ذوب آن 61.9 درجه سانتی‌گراد است. ساده‌ترین کربوکسیلیک اسید بعد از فرمیک اسید به شمار می‌رود. این اسید در آب انحلال‌پذیر است و به طور کامل در آب مخلوط می‌شود. اسید استیک ماده‌ای قطبی بوده و با نام اختصاری AcOH نیز نشان داده می‌شود. در سرکه‌های خوراکی، تقریبا 4 تا 8 درصد وزنی استیک اسید وجود دارد.
این ماده در صنعت و بازار فروش آن با نام‌های دیگری از جمله اسید اتانوئیک، متان کربوکسیلیک اسید و سرکه شناخته می‌شود.

اسید استیک یک اسید کربوکسیلیک ساده می باشد که پس از اسید فرمیک، دومین عضو این خانواده است. گروه عملکردی کربوکسیل (-COOH) شامل یک پیوند دوگانه کربونیل (C=O) و یک گروه هیدروکسیل (-OH) است. پیوند هیدروژنی بین مولکول‌ها باعث نقطه جوش بالای آن نسبت به الکل‌های دیگر می‌شود. این ساختار دوقطبی، حلالیت بالای آن در آب و حلال‌های قطبی را سبب می شود. فرم یونیزه‌شده آن (استات، CH₃COO⁻) در واکنش‌های زیستی و صنعتی نقش اساسی دارد.

روش‌های تولید اسید استیک

استیک اسید به دو روش مصنوعی و طبیعی (توسط باکتری) تولید می‌شود.
باکتری‌های مخمر سرکه در مواد غذایی، آب و خاک یافت می‌شوند. اسید استیک که از قدیمی‌ترین ترکیبات شیمیایی شناخته شده توسط انسان است، به طور طبیعی از میوه‌ها و برخی مواد غذایی فاسد شده از فرآیند تخمیر تولید می‌شود. سرکه از فرآیند تخمیر مواد غذایی دارای نشاسته و قند و مواد الکلی توسط باکتری مخمر سرکه تولید می‌شود. برای تولید سرکه عموماً از میوه‌هایی مانند سیب، انگور و یا دانه‌هایی مثل جو استفاده می‌شود.

در سال 1847، یک شیمیدان آلمانی به نام هرمان کولب برای اولین بار از طریق مواد معدنی موفق به ساخت اسید استیک شد.

شرکت مونسانتو در دهه 1960 روشی جدید برای تولید استیک اسید ارائه داد. این روش شامل واکنش بین متانول و کربن مونواکسید توسط کاتالیست رودیوم-یون ید است. از مزایای این روش مقرون‌به‌صرفه بودن آن است؛ زیرا متانول و مونواکسید کربن ارزان‌اند و مصرف آن‌ها بسیار مقرون‌به‌صرفه است.

یکی دیگر از روش‌های تولید استیک اسید، اکسیداسیون بوتان است. به این صورت که بوتان با اکسیژن هوا در حضور یون‌های فلزی منگنز، کبالت و کروم واکنش داده که طی آن پرواکسید تولید می‌شود. سپس این پروکسید در اثر تجزیه استیک اسید را تولید می‌کند.

روش سوم تولید استیک اسید، اکسیداسیون استالدئید است. استالدئید در شرایط ملایم و در حضور کاتالیزگرهای ساده فلزی مثل منگنز و کروم توسط هوا اکسید شده و استیک اسید تولید می‌شود.

2CH3CHO + 2O2 → 2CH3COOH

واکنش فوق محصولات جانبی اعم از اسید فرمیک و استات استیل نیز به همراه دارد که به دلیل پایین‌تر بودن نقطه جوش آن‌ها از استیک اسید می‌توان با روش تقطیر جداسازی را انجام داده و اسید استیک خالص را به دست آورد.

. روش طبیعی (تخمیر)

• باکتری‌های مخمر سرکه، اتانول را در حضور اکسیژن به اسید استیک تبدیل می‌کنند.
• مواد اولیه: میوه (سیب، انگور)، دانه (جو)، آبجو
• کاربرد: تولید سرکه خوراکی

۲. روش‌های مصنوعی (صنعتی)

روش‌های تولید اسید استیک

تولید جهانی (۲۰۲۴): ۱۸٫۵ میلیون تن

بزرگترین تولیدکنندگان به ترتیب: چین ، آمریکا ، سنگاپور، هند

ایران: بیش از ۳۰۰ هزار تن در سال (پتروشیمی زاگرس، فن‌آوران، مرجان)

کاربردهای اسید استیک

• یکی از مهم‌ترین کاربردها و شناخته شده‌ترین آن‌ها استفاده از اسید استیک در ساخت مونومر وینیل استات بوده است، که از آن در بسیاری از بخش‌های صنعتی چون ساخت چسب، ساخت رنگ و… استفاده می‎شود.
• از استیک اسید در تولید انیدریک اسید استفاده می‌شود، این ماده در بخش‌های تولید سلولز استات کاربرد دارد.
• یکی از مواد اولیه ساخت آسپرین، اتیل استات و استون بوده است.
• در صنعت دارویی و درمانی از آن به عنوان یک ماده ضدعفونی کننده در برابر رشد باکتری‌ها و قارچ‌ها استفاده می‌کنند.
• از دیگر کاربردهای این ماده در بخش دارویی و درمانی استفاده از اسیداستیک رقیق در آزمایشگاه برای مشخص کردن تعداد گلبول‌های سفید و قرمز بوده است.
• در بخش آرایشی و بهداشتی هم در تولید رنگ مو و عطر و ادکلن از اسید استیک استفاده می‌کنند.
• در بخش خوراکی اسید استیک را می‌توان در موادغذایی چون سرکه، سس، ترشی و ادویه‌ها دید.
• یکی از مواد اولیه مهم در تولید شوینده‌ها و پاک‌کننده‌ها اسید استیک بوده است.
• در صنعت پلاستیک سازی، ساخت ظروف و بطری‌های پلاستیکی و الیاف پلاستیکی و مصنوعی از این ماده به وفور استفاده می‌‌شود.

• صنایع شیمیایی (۶۵٪ مصرف)

  درصد مصرف	محصول نهایی	کاربرد
  ۴۰٪	چسب، رنگ، پوشش	وینیل استات مونومر (VAM)
  ۱۱٪	سلولز استات	انیدرید اتانوئیک
  ۲۱٪	پلی‌استر، بطری PET	ترفتالیک اسید
  ۱۰٪	حلال، عطر	استرهای اتانوات

   پزشکی و داروسازی

  • ضدعفونی‌کننده: علیه pseudomonas، استافیلوکوک، قارچ
  • درمان عفونت گوش خارجی
  • غربالگری سرطان رحم
  • تولید آسپیرین، استون، اتیل استات
  • شمارش گلبول‌های خون در آزمایشگاه

  طبق سازمان بهداشت جهانی،  اسید استیک در فهرست داروهای ضروری می باشد.

  صنایع غذایی

  • طعم‌دهنده و نگهدارنده در سرکه، ترشی، سس، سوپ
  • تنظیم pH و بهبود کیفیت از نظر میکروبی

  سایر کاربردها

  • آرایشی و بهداشتی: رنگ مو، عطر، ادکلن
  • شوینده‌ها: پاک‌کننده‌های خانگی
  • پلاستیک: بطری، الیاف مصنوعی
  • کشاورزی: کنترل علف‌های هرز
  • تصفیه آب: تنظیم pH
  • نفت و گاز: استخراج، اسیدشویی چاه

  کاربردهای نوین (تحقیقاتی)

  • پلاستیک‌های زیست‌تخریب‌پذیر (سلولز استات زیستی)
  • باتری‌های جریان (الکترولیت)
  • تولید هیدروژن سبز
  • دارورسانی هدفمند (نانوذرات استات)
  • مهار تومور سرطانی (تحقیقات آزمایشگاهی)

استیک اسید علیرغم اینکه اسیدی ضعیف است، اما آثار مخرب فراوانی می‌تواند بر پوست، چشم و اندام‌های تنفسی داشته باشد. به این صورت که وارد شدن حتی یک قطره از این ماده با غلظت 80 الی 100 درصد به داخل بدن ممکن است سبب جمع شدن آب در ریه شود و منجر به ایست قلبی گردد. این اسید محرک شدید چشم بوده و در غلظت‌های بالا سبب کوری چشم می‌شود.

کاربردهای اسید استیک در صنعت

1- تولید ترکیبات شیمیایی

اسید استیک به عنوان یک معرف برای تولید ترکیبات شیمیایی استفاده می‌شود. به طور تقریبی 40% حجم این ماده شیمیایی به تولید وینیل استات، 21% آن به تولید ترفتالیک، 11% از آن برای تولید اتانوئیک انیدرید، 10 % برای تولید استرهای اتانوئات و 18% از آن برای تولید سایر ترکیبات شیمیایی اختصاص دارد.

2- خالص سازی ترکیبات آلی

اسید استیک به عنوان یک حلال برای کریستاله شدن و برای خالص‌سازی ترکیبات آلی استفاده می‌شود.

3- اسید استیک در پزشکی

اسید استیک می‌تواند به عنوان یک ضدعفونی کننده در برابر بعضی باکتری‌ها و در درمان عفونت گوش خارجی به دلیل رشد قارچ یا باکتری، در برابر pseudomonas، استافیلوکوک، انتروکوک، استرپتوکوک و دیگر عفونت‌ها استفاده می‌شود. این ماده خاصیت دارویی دارد و در غربالگری سرطان رحم استفاده می‌شود. سازمان بهداشت جهانی اسید استیک را در فهرست داروهای ضروری خود فهرست کرده است. این ماده در تولید استون، متیل استات و آسپیرین نیز کاربرد دارد.

4- اسید استیک در افزودنی مواد غذایی

از استیک اسید در سرکه استفاده می‌شود که به عنوان یک مکمل و طعم‌دهنده در ترشی، سبزیجات خام، ادویه‌ها، سوپ، سس، سبزیجات، محصولات گوشتی و سایر مواد غذایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. استیک اسید همچنین برای تنظیم PH مواد غذایی استفاده می‌شود و بر کیفیت میکروبیولوژی، شرایط پخت، طعم و ماهیت آن‌ها تاثیر می‌گذارد.

مقایسه با سایر اسیدها

نکات ایمنی و خطرات

اسید استیک در غلظت بالا خطرناک است:

اقدامات ایمنی:

• استفاده از عینک، دستکش، لباس محافظ
• کار در هود شیمیایی
• شستشو با آب فراوان در صورت تماس
• ذخیره در ظروف مقاوم به خوردگی، مکان خنک و تهویه‌دار
• حد مجاز در هواppm: ۱۰

نکته: ترکیب با آب، غلظت و امکان اشتعال را کاهش می‌دهد.

تأثیرات روی ‌محیط زیستی و پایداری

• زیست‌تخریب‌پذیر: به سرعت به CO₂ و آب تبدیل می‌شود
• خطر برای آبزیان: کاهش pH در غلظت ppm>۵۰

• راه‌حل‌های سبز:

• • بازیافت کاتالیست
  • استفاده از CO₂ بازیافتی
  • کاهش ۴۰٪ کربن از طریق تولید بیومس

نکات تکمیلی در مورد ایمنی و کاربردهای خاص

اسید استیک در صنعت عکاسی برای تولید فیلم‌های سلولزی و در صنعت نساجی برای رنگرزی پارچه‌های استات نیز به کار گرفته می شود. همچنین، در آزمایشگاه‌های شیمی به عنوان بافر در واکنش‌های حساس بهنیز  pH استفاده می‌شود. از نظر ایمنی، بخارات آن در غلظت بالا (بیش ازppm  ۲۵) می‌تواند باعث سرگیجه، تهوع و آسیب دائمی به مجاری تنفسی شود؛ بنابراین، در کارخانجات، سیستم‌های تهویه موضعی و سنسورهای گاز الزامی است. در ایران، استانداردهای سازمان ملی استاندارد و وزارت بهداشت الزامات بسته‌بندی و حمل‌ونقل را تعیین کرده‌اند. استفاده از اسید استیک یخچالی (Glacial Acetic Acid) در آزمایشگاه‌ها نیازمند مجوزهای ایمنی و آموزش پرسنل است.

نتیجه‌گیری

اسید استیک فراتر از یک اسید ساده می باشد و ستون فقرات صنعت مدرن است. از سرکه روی میز غذای شما تا پلیمرهای پیشرفته در خودروهای الکتریکی، این ترکیب نقش پنهان اما اساسی دارد. با وجود خطرات در غلظت بالا، البته مدیریت صحیح، تجهیزات ایمنی و فرآیندهای سبز و دوست دار محیط زیست، آن را به یک ماده امن، پایدار و حیاتی تبدیل کرده است.

خرید اسید استیک

شیمی بازار به عنوان بورس آنلاین خرید و فروش مواد شیمیایی کمک شایانی به مصرف‌کنندگان مواد شیمیایی می‌کند تا بتوانند در فضایی کاملا شفاف به تامین‌کنندگان اسید استیک از بین تولیدکنندگان، واردکنندگان و یا فروشندگان این ماده دسترسی داشته و بهترین تامین‌کننده اسید استیک را با توجه به نیاز خود یافته و مستقیما و بدون واسطه برای خرید اسید استیک با او ارتباط برقرار نمایند.