ASAM PERASETAT: STRUKTUR, SIFAT, PRODUKSI, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The asam perasetat adalah senyawa organik cair yang rumus kimia adalah C ₂ H ₄ O ₃ . Ini adalah peroksida dari asam asetat, sehingga dikenal juga sebagai asam peroksiasetat. Molekulnya mirip dengan asam asetat CH ₃ COOH tetapi dengan oksigen tambahan di karboksil.

Itu termasuk dalam kelas peroksida organik, yang merupakan molekul buatan manusia. Sifat pembasmi kuman dan sterilisasi dari larutan airnya telah dikenal sejak tahun 1902. Tindakan ini dalam beberapa kasus dapat dilakukan pada konsentrasi serendah 0,001%.

Asam perasetat. Penulis: Marilú Stea.

Properti ini membuatnya banyak digunakan di klinik dan rumah sakit untuk mensterilkan peralatan medis, dengan keuntungan tambahan bahwa produk dekomposisi tidak beracun bagi manusia.

Larutan PAA sangat mengoksidasi, suatu karakteristik yang telah digunakan untuk memutihkan bubur kertas atau di binatu. Ini juga diterapkan untuk melakukan reaksi kimia di mana sifat ini diperlukan, seperti epoksidasi dan hidroksilasi.

Tindakan oksidasi dan disinfektannya digunakan dalam peralatan pembersih tempat makanan dan minuman diproses. Selain itu, bahan ini bersifat korosif terhadap beberapa logam dan bila disimpan harus dijauhkan dari senyawa organik atau senyawa yang mudah teroksidasi.

Perhatikan bahwa larutan pekatnya bisa meledak, oleh karena itu larutan sebaiknya disiapkan diencerkan dan disimpan di tempat dingin. Kekuatan korosifnya juga berlaku untuk kulit manusia, selaput lendir, dan jaringan, sehingga harus ditangani dengan hati-hati dan dengan alat pelindung.

Struktur

Asam peroksiasetat memiliki molekul yang sangat mirip dengan asam asetat tetapi dengan oksigen tambahan dalam struktur gugus -COOH, karena ia memiliki 3 atom oksigen, bukan dua.

Struktur asam perasetat. Penulis: Su-no-G. Sumber: Buatan Sendiri. Sumber: Wikipedia Commons.

Tata nama

- Asam perasetat

- Asam peroksiasetat

- Asam etanoperoxoic

- PAA (PeroxiAcetic Acid).

Properti

Keadaan fisik

Cairan bening tak bewarna dengan bau cuka yang menyengat.

Berat molekul

76,05 g / mol

Titik didih

110 ºC (dengan ledakan)

Titik nyala

40,5 ºC (metode cangkir terbuka)

Suhu penyalaan otomatis

200 ºC (adalah suhu di mana ia terbakar secara spontan)

Massa jenis

1.226 g / cm ³ pada suhu 15 ºC

Viskositas

3,280 cP pada 25,6 ° C

Indeks bias

1,3974 pada 20 ºC

Kelarutan

Dapat larut dengan air dalam proporsi berapa pun. Ini larut dalam pelarut organik polar, seperti etanol. Sedikit larut dalam pelarut aromatik. Sangat larut dalam eter dan asam sulfat.

pH

Kurang dari 2.

Konstanta pemisahan

pK _a = 8,20 pada suhu 25 ° C (lebih lemah dari asam asetat yang memiliki pK _a = 4,8)

Sifat kimiawi

Sebagai asam, PAA jauh lebih lemah daripada asam asalnya, asam asetat.

Ini memiliki potensi tinggi sebagai oksidan. Ini sangat reaktif sehingga sulit untuk disimpan dan ini membatasi penggunaannya.

Produk degradasinya adalah asam asetat CH ₃ COOH, oksigen O ₂ , hidrogen peroksida H ₂ O ₂ dan air H ₂ O. H ₂ O ₂ pada gilirannya terurai menjadi air dan oksigen. Semua senyawa ini aman bagi lingkungan.

Ini adalah agen epoksidasi dan hidroksilasi untuk ikatan olefin (ikatan rangkap C = C). Ini berarti bahwa ia secara aktif berpartisipasi dalam pembentukan epoksida dalam ikatan rangkap molekul organik dan dalam penambahan gugus -OH di dalamnya.

PAA bersifat korosif pada beberapa logam seperti baja halus, besi galvanis, tembaga, kuningan, dan perunggu. Logam lain tahan seperti baja tahan karat, aluminium murni dan besi kaleng.

Menyerang karet sintetis dan alami serta mengekstrak plasticizer dari beberapa polimer vinil.

Memiliki bau menyengat dan menyengat yang mengingatkan pada asam asetat (asam asetat adalah komponen utama cuka).

Memperoleh

Dengan mereaksikan asam asetat glasial (anhidrat, tanpa air) dengan hidrogen peroksida H ₂ O ₂ dengan adanya asam mineral (seperti asam sulfat H ₂ SO ₄ ), bagian dari asam asetat teroksidasi dan larutan encer diperoleh asam perasetat, asam asetat dan H ₂ O ₂ .

Memperoleh larutan asam perasetat berair. Penulis: Marilú Stea

H ₂ SO ₄ berperan sebagai katalis atau akselerator reaksi. Bahan penstabil seperti asam piridin-2,6-dikarboksilat digunakan.

Jika larutan ini didistilasi, konsentrasi asam perasetat yang lebih tinggi dapat diperoleh.

Ini juga dapat diperoleh dengan oksidasi asetaldehida CH ₃ CHO dengan ozon O ₃ , atau dengan reaksi anhidrida asetat (CH ₃ CO) ₂ O dengan H ₂ O ₂ .

Cara lain untuk membuatnya tepat di tempat yang dibutuhkan adalah dengan menambahkan tetra-acetyl-ethylenediamine (TAED) ke larutan alkali H ₂ O ₂ .

Aplikasi

Dalam pengobatan sebagai pensteril untuk peralatan

PAA bertindak sebagai desinfektan untuk peralatan medis di klinik, rumah sakit, kantor medis dan gigi.

Peralatan gigi yang disterilkan. Penulis: Daniel Frank. Sumber: Pexels.

Beberapa sumber melaporkan bahwa aksinya terhadap mikroorganisme dapat diklasifikasikan secara umum sebagai berikut: bakteri> virus> spora bakteri> kista protozoa. Ini berarti lebih efektif melawan bakteri dan kurang efektif melawan kista protozoa.

Dalam studi yang dilakukan pada aksi bakterisidal PAA dan disinfektan tingkat tinggi lainnya terhadap Staphylococcus aureus dan Pseudomonas aeruginosa dalam peralatan endoskopi, PAA terbukti menjadi yang tercepat dalam efek mikrobisidanya.

Staphylococcus aureus dapat menyebabkan infeksi jaringan lunak, infeksi kulit, pneumonia, dan infeksi jaringan jantung. Pseudomonas aeruginosa dapat menyebabkan pneumonia.

Bakteri membentuk biofilm yang melindunginya dari rangsangan atau stres eksternal, melalui lapisan tebal protein ekstraseluler, polisakarida, dan asam nukleat.

Biofilm ini sangat resisten terhadap antibiotik dan disinfektan yang umum. Pada peralatan seperti endoskopi, endoskopi cenderung terbentuk di saluran sempit ini, karena rutinitas pembersihan dan desinfeksi yang tidak tepat atau tidak efektif.

PAA menyerang biofilm ini mungkin dengan oksidasi ikatan molekul yang lebih sensitif dari protein, enzim dan metabolit lainnya. Hal ini menyebabkan kerusakan dinding sel kuman, spora, dan kista.

Selanjutnya, ketika PAA menembus ke dalam sel, ia dapat mengoksidasi enzim esensial, mengganggu pengangkutan molekul dan proses biokimia yang vital.

Waktu desinfeksi telah ditetapkan selama beberapa tahun, tetapi selama penelitian tertentu diamati bahwa pengobatan dengan PAA menyebabkan perubahan bentuk sel setelah hanya 5 menit, dengan pembentukan kantong atau tonjolan di dinding sel sel. bakteri, dan runtuhnya struktur seluler mikroorganisme setelah 30 menit.

Meskipun PAA menonjol karena kecepatannya, para peneliti telah merekomendasikan evaluasi ulang waktu yang ditetapkan dalam protokol pembersihan dan desinfeksi, meningkatkannya untuk sebagian besar antiseptik tingkat tinggi, untuk memastikan keefektifan totalnya.

Salah satu aspek negatif PAA adalah terdapat beberapa patogen yang tidak terlalu efektif, seperti kista Giardia lamblia dan Cryptosporidium parvum (parasit yang dapat menyebabkan diare atau kondisi usus lainnya).

Dalam pengolahan air limbah

Efek desinfektan PAA di limbah cair kota atau industri telah diteliti selama lebih dari 30 tahun.

Instalasi pengolahan air sisa. Penulis: Michal Jarmoluk. Sumber: Pixabay.

Di antara kelebihannya adalah spektrum luas dari aktivitas pembasmi kuman bahkan dengan adanya bahan organik, serta fakta bahwa ia tidak menghasilkan produk sekunder yang berbahaya bagi lingkungan.

Efektivitas tindakannya tampaknya bergantung, antara lain, pada jumlah bahan organik yang ada dalam limbah, jenis dan jumlah mikroorganisme yang akan dihilangkan, konsentrasi PAA dalam air yang akan diolah, pH dan lamanya perawatan.

Dalam beberapa kasus, PAA telah terbukti lebih baik daripada natrium hipoklorit untuk mendisinfeksi air limbah di iklim tropis dan efektif melawan virus kolera, di antara banyak patogen lainnya.

Namun, salah satu poin negatifnya adalah karena asam asetat yang tersisa setelah disinfeksi, limbah air sarat dengan bahan organik, yang meningkatkan risiko pertumbuhan mikroorganisme baru.

Di sisi lain, ini adalah produk yang mahal, jadi belum terlalu kompetitif misalnya dengan natrium hipoklorit karena aspek ini.

Di industri makanan

Karena merupakan agen pengoksidasi yang kuat, ia sangat efektif melawan mikroorganisme pada suhu rendah dan hal ini menyebabkan penggunaannya yang luas sebagai bakterisida dan fungisida dalam pengolahan makanan dan minuman.

Ini termasuk pabrik pengolahan daging dan unggas, susu, tempat pembuatan bir, kilang anggur atau kilang anggur, dan pabrik pembuatan minuman ringan. Di semua tempat ini, PAA diterapkan karena ideal untuk pembersihan in situ (di lokasi).

Enzim yang ditemukan dalam beberapa makanan seperti peroksidase dan katalase, yang menonaktifkan hidrogen peroksida H ₂ O ₂ , tidak memiliki efek berbahaya pada asam perasetat. Residu protein juga tidak merusaknya.

Karena fakta bahwa PAA dalam makanan terurai menjadi asam asetat dan hidrogen peroksida, ini dianggap aman untuk digunakan dalam aplikasi di mana makanan tidak dibilas.

Berfungsi sebagai desinfektan dan pensteril untuk stainless steel dan tangki kaca, pipa dan truk tangki, yang berfungsi untuk pengangkutan dan penyimpanan minuman.

Tangki stainless steel untuk menyimpan bir. Penulis: Roberta Keiko Kitahara Santana. Sumber: Unsplash.

Karakteristiknya dalam menghasilkan produk tidak beracun dan dalam pengenceran tinggi tidak menghasilkan rasa atau bau, menghemat waktu dan uang untuk industri ini.

Di industri pulp dan kertas

Asam perasetat adalah agen bebas klorin yang penting dalam teknologi pemutihan di industri bubur kertas.

Beberapa penulis menganggap asam perasetat sebagai turunan teraktivasi dari H ₂ O ₂ , di mana salah satu hidrogennya telah diganti dengan gugus asil CH ₃ C (= O) -.

Sebagai akibatnya, asam perasetat bereaksi dengan substrat organik pada tingkat yang lebih tinggi daripada H ₂ O ₂ dan dapat digunakan dalam reaksi oksidasi dalam kondisi yang lebih ringan dibandingkan dengan H ₂ O ₂ .

Di bawah kondisi netral atau agak basa, ion perasetat CH ₃ C (= O) OO- menjadi nukleofil kuat (tertarik oleh atom yang kekurangan elektron), ion perasetat secara selektif menghilangkan kromofor atau senyawa berwarna yang ada dalam bubur kertas.

Hal ini memungkinkan industri ini memiliki pemutih yang sangat efektif dan residunya tidak mencemari limbah cairnya.

Dalam produksi senyawa kimia lainnya

Asam perasetat berfungsi sebagai oksidan untuk pembuatan senyawa epoksi, sebagai katalisator pembuatan resin poliester serta untuk memperoleh kaprolaktam dan gliserol.

Dalam pemulihan polimer untuk didaur ulang

Beberapa peneliti telah berhasil memulihkan bahan yang berguna dengan mengolah limbah polimer tertentu dengan larutan PAA.

Proses tersebut dilakukan dengan oksidasi limbah polimer yang diperkuat serat karbon tertentu dari kegiatan dirgantara, dengan larutan asam asetat glasial dan hidrogen peroksida.

Dengan cara ini, asam perasetat dihasilkan secara in situ, yang menguraikan resin epoksi sebesar 97%, meninggalkan serat karbon utuh.

Kemudian, dengan distilasi, lebih dari 90% asam asetat diperoleh kembali, menghasilkan dekomposisi lebih lanjut dari polimer yang menghasilkan senyawa alifatik dan fenolik yang dapat diperoleh kembali.

Serat karbon diperoleh bersih, dan mempertahankan panjang dan kekuatan tariknya yang sebanding dengan serat perawan.

Fiber Karbon. Cjp24. Sumber: Wikipedia Commons.

Prosesnya dilakukan dalam kondisi ringan, tanpa emisi gas, yang membuatnya ramah lingkungan.

Di binatu

Karena kekuatan oksidasi senyawa berwarna, asam perasetat digunakan dalam pemutihan cucian. Dalam kasus ini, campuran tetra-asetil-etilenadiamina dengan H ₂ O ₂ dalam media alkali digunakan untuk mendapatkannya di tempat.

Kisaran aplikasinya sangat luas, karena dapat digunakan di perairan keras atau yang mengandung garam kalsium dan magnesium dalam proporsi tinggi, pada pH antara 3,0 dan 7,5 dan suhu 0 hingga 40 ºC.

Resiko

Asam perasetat atau PAA bisa sangat korosif. Ini sangat mengiritasi kulit dan mata.

Jika larutannya tertelan, hal itu menyebabkan korosi pada selaput lendir mulut, tenggorokan, kerongkongan dan saluran pencernaan, menyebabkan rasa sakit dan kesulitan menelan.

Jika uapnya terhirup, terjadi iritasi pada saluran pernapasan dan jika terhirup dalam waktu lama, terjadi edema di paru-paru.

Larutan yang mengandung lebih dari 15% PAA mulai menunjukkan tingkat ketidakstabilan dan ledakan serta guncangan atau guncangan harus dihindari. Mereka bisa membusuk secara eksplosif. Jika konsentrasi PAA dalam larutan melebihi 56% maka dapat meledak karena penguapan asam asetat yang hebat.

Panas harus dihindari. Ini dianggap cairan yang mudah terbakar. Dekomposisinya hebat dengan ledakan pada suhu 110ºC. Ini harus disimpan di tempat yang sejuk, sebaiknya di bawah lemari es, atau di tempat yang berventilasi sangat baik.

Ini sangat mengoksidasi, oleh karena itu berbahaya jika bersentuhan dengan bahan organik. Saat disimpan, harus diisolasi dari senyawa lain, terutama senyawa organik, mudah terbakar, mudah terbakar atau teroksidasi. Itu harus dipisahkan dari asam, alkali dan logam berat.

Saat dipanaskan hingga terurai, ia mengeluarkan asap tajam dan menjengkelkan, yang mengiritasi mata, hidung, dan tenggorokan.

Jika tumpah, tidak boleh dibiarkan mengalir ke saluran pembuangan karena dapat menimbulkan bahaya kebakaran atau ledakan.

Sebagai tindakan pencegahan untuk penanganan, kami merekomendasikan sarung tangan karet dan pakaian pelindung, pelindung wajah atau pelindung mata (kacamata atau kacamata pengaman), pelindung pernapasan, dan jangan makan, minum, atau merokok saat bekerja dengan larutannya.

Referensi

1. Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. (2019). Asam perasetat. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
2. Das, M. et al. (2018). Metode Efisien Daur Ulang Limbah CFRP Menggunakan Asam Perasetat. Kimia & Teknik Berkelanjutan ACS. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
3. Chino, T. dkk. (2017). Efek kerja cepat bakterisidal morfologis dari asam perasetat, disinfektan tingkat tinggi, terhadap biofilm Staphylococcus aureus dan Pseudomona aeruginosa dalam tabung. Pengendalian Infeksi Anti Mikroba. 2017: 6: 122. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
4. Pan, GX dkk. (1999). Reaktivitas Asam Ferulic dan Turunannya terhadap Hidrogen Peroksida dan Asam Perasetat. J. Agric. Food Chem.1999, 47, 3325-3331. Dipulihkan dari pubs.acs.org.
5. Kitis, Mehmet. (2004). Desinfeksi air limbah dengan asam perasetat: tinjauan. Environment International 30 (2004) 47-55. Dipulihkan dari sciencedirect.com.