Ácido Etanoico - (C2H4O2)

Ácido Etanoico (Ácido acético)

• O ácido acético (do latim acetum, azedo), CH3COOH, oficialmente chamado ácido etanoico, é um ácido carboxílico(especificamente, um ácido monocarboxílico), saturado e de cadeia aberta. 

Em sua forma impura, é popularmente conhecido como vinagre (±7% de ácido acético em solução aquosa). Quando ele está livre de água é conhecido como ácido acético glacial. É conhecido por ser um ácido fraco, corrosivo, com vapores que causam irritação nos olhos, ardor no nariz e garganta e congestão pulmonar. 

• Um reagente químico importante e largamente utilizado na industria química, usado na produção de politereftalato de etileno (PET), sendo este utilizado em garrafas de bebidas, o acetato de celulose utilizado na película fotográfica , o acetato de polivinil utilizado na cola de madeira, também utilizado para limpeza e desinfecção. 

A demanda global do ácido acético é em torno de 6,5 milhão toneladas por ano, desta aproximadamente 1,5 Mt/a são encontrados a partir da reciclagem; o restante é manufaturado dos estoques petroquímicos ou das fontes biológicas.

• O ácido acético é uma molécula central na bioquímica, e é produzido em alguma proporção por quase todas as formas de vida.

O ácido acético vem da família dos ácidos carboxílicos e possui dois carbonos na sua estrutura. Podendo assim ser chamado também de ácido etanóico. Nós o encontramos no dia a dia mais comumente na sua forma impura, chamada de vinagre. 

• Quando ele está completamente livre de água é conhecido como ácido acético glacial. Possui essa nomenclatura já que o frasco fica com um aspecto esbranquiçado, como se estivesse congelado.

Aplicado em diversos ramos da industrial como na produção de acetato de celulose (conhecido como simplesmente acetato), na produção de PET (politereftalato de etileno, um polímero impermeável a gases e por isso é utilizado na fabricação de garrafas para refrigerantes) e também utilizado para limpeza e desinfecção.

O ácido acético pode ser excretado por uma série de bactérias e é assim que o vinagre que consumimos é produzido. 

• O vinagre comercial possui de 4 a 8% de ácido acético em sua composição. A maneira de produção e o valor dele depende da matéria prima do mosto utilizado para a proliferação das bactérias e da técnica aplicada na produção. O vinagre balsâmico por exemplo é o mais caro que existe, produzido dentro de barris de carvalho cheios de maravalha e demoram muito tempo para ficarem prontos.

Estamos tão acostumados a encarar o ácido acético todo dia na forma de vinagre, que esquecemos nos riscos que esse ácido pode apresentar na sua forma mais pura. Seus vapores são inflamáveis, por isso precisam ser mantidos longe de chamas ou outros materiais inflamáveis. Podem causar queimadura, vermelhidão e bolhas na pele em caso de contato. 

• Deve ser armazenado longe de peróxido de sódio,ácido nítrico e nitratos, permanganato de potássio entre outros oxidantes fortes já que reage explosivamente com eles. Seus vapores podem causar dor na garganta, dificuldade respiratória, diminuição da função pulmonar, faringite e bronquite catarral crônicas, bronquite asmática e erosão dos dentes quando inalados. 

Por esses motivos é sempre bom usar equipamentos de segurança adequados e tomar cuidado quando for manuseá-lo.

Nomenclatura:

• Ácido acético (do latim acetum, azedo) é o nome reconhecido pela IUPAC. A abreviatura mais comum e oficial para o ácido acético é AcOH ou HOAc. É um ácido fraco, estando pouco dissociado em solução aquosa. HAc ⇄ H+ + Ac- (em solução aquosa)

Neste caso ( HAc equivale ao ácido acético). Ac significa o grupo acetil CH3−C(=O)−;. No contexto de reações ácido-base a abreviatura HAc é usada frequentemente onde a AC significa o anion acetato (CH3COO−), embora este uso seja considerado por muitos como errôneo. (Deve-se ter cuidado para não confundir AC. com a abreviatura para o elemento químico actínio.)

• O ácido Acético tem a fórmula empírica CH2O e a fórmula molecular C2H4O2. O último é escrito frequentemente como CH3CO2H, CH3-COOH, CH3COOH ou H3CCOOH para refletir melhor sua estrutura. O íon que resulta da perda de H+ do ácido acético é o anion acetato. O nome acetato também pode se referir a um sal que contêm este anion, ou a um éster do ácido acético.

Ácido Etanoico (Ácido acético)

História:

• O vinagre é tão velho quanto a própria civilização, talvez mais velho. As bactérias produtoras de ácido acético estão presentes em todo o mundo, e toda a cultura que pratica fermentação da cerveja ou do vinho descobriu inevitavelmente o vinagre como o resultado natural destas bebidas alcoólicas que ficam expostas ao ar ambiente.

O uso do ácido acético na química se estende na antiguidade. No século III a.C., o filósofo grego Theophrastos descreveu como o vinagre agia em metais e produzia os pigmentos úteis na arte, incluindo a ligação branca (carbonato de chumbo) e o verdigris (verde cobreado), uma mistura verde com sais de cobre (II) (o acetato cúprico). 

• Os antigos romanos ferviam um saboroso vinho em um recipiente de chumbo para produzir um licor altamente doce chamado sapa. A sapa era rica em acetato de chumbo, um açúcar também chamado doce de chumbo ou no açúcar de Saturno, o que alegadamente terá contribuído para a intoxicação de pessoas da aristocracia romana.

O alquimista persa Jabir Ibn Hayyan (Geber) no século VIII obteve o ácido acético através da destilação. No renascimento, o ácido acético glacial foi preparado com a destilação seca. O alquimista alemão Andreas Libavius do século XVI descreveu destilação seca, e comparou o ácido acético glacial produzido por este meio ao vinagre. 

• A presença da água no vinagre tem um efeito tão profundo nas propriedades do ácido acético que por séculos muitos químicos acreditaram que esse ácido acético glacial e o ácido encontrado no vinagre eram duas substâncias diferentes. O químico francês Pierre Adet provou serem a mesma substância.

Em 1847, o químico alemão Hermann Kolbe sintetizou o ácido acético de materiais inorgânicos pela primeira vez. A sequência da reação consistiu na cloração do bissulfeto de carbono ao tetracloreto de carbono, seguido pela pirólise ao tetracloroetileno e a cloração aquosa ao ácido tricloroacético, e concluindo com redução eletrolítica ao ácido acético.

• Em 1910, o ácido acético glacial foi obtido pela destilação seca da madeira. O ácido acético foi isolado pelo tratamento com hidróxido de cálcio, resultando em acetato de cálcio que foi acidificado então com ácido sulfúrico para recuperar o ácido acético.

Propriedades:

Físicas:

• Líquido de cheiro penetrante, incolor.
• Solúvel em água em qualquer proporção.
• Solidifica a - 17,6 °C e entra em ebulição a + 118,1 °C.
• Ácido acético glacial: quando o ácido acético se solidifica, forma cristais brilhantes, incolores e transparentes com aspecto de gelo. Devido a este fato, o ácido acético, quando puro, recebe o nome de ácido acético glacial.
• Químicas
• Densidade = 1,049 g/mL
• Ioniza em solução aquosa produzindo um próton ( H+), por molécula.
• Suas moléculas se atraem por pontes de hidrogênio
• Ka = 1,8 . 10 - 5
• Grau de ionização: 3%
• Reage com álcoois produzindo ésteres.
• Reage com bases originando sais orgânicos mnj.

Bioquímica:

• O ácido acético é produzido e excretado por determinadas bactérias, notavelmente o Acetobacter e o Clostridium acetobutylicum. Estas bactérias são encontradas geralmente nos gêneros alimentícios, na água, e no solo, pois o ácido acético é produzido naturalmente. O ácido acético é também um componente da lubrificação vaginal dos seres humanos e dos outros primatas, onde parece servir como um agente anti-bacteriano suave.

Ácido etanoico pode ser encontrado em bebidas alcoólicas. Alguns estudantes britânicos, conseguiram ligar um veiculo motorizado, à base de componentes ricos em ácido etanoico, por aumentar muito o nível de combustão, tornando assim possível, um veiculo preparado, capaz de dar ignição a partir do ácido. (Experiência inspirada no clássico "De Volta Para o Futuro")

Obtenção:

• O ácido acético é produzido sinteticamente e pela fermentação bacteriana. Hoje, a forma biológica representa aproximadamente 10% da produção mundial, mas permanece importante para a produção do vinagre, pois pelas leis que determinam a pureza do alimento mundial estipula que o vinagre usado na alimentação deve ser de origem biológica. 

Aproximadamente 75% do ácido acético feito para o uso na indústria química é feito pela carbonilação do metanol, explicado abaixo. A produção mundial total do ácido acético é estimada em 5 Mt/a (milhão toneladas por ano), aproximadamente a metade é produzida nos Estados Unidos. 

• A produção europeia está em aproximadamente Mt/a e está em declínio, e 0.7 Mt/a são produzidos no Japão. São recicladas 1.5 Mt todos os anos, trazendo ao mercado mundial total a 6.5 Mt/a.

Fermentação acética:

• O micro-organismo Mycoderma aceti produz uma enzima alcooloxidase que catalisa soluções alcoólicas, principalmente o vinho, produzindo uma solução aquosa de ácido acético denominada vinagre.

CH3 - CH2 - OH + O2 ( ar ) + enzima → CH3 - COOH + H2O ( vinagre )

Destilação e Carbonização da madeira:

• A madeira, quando seca, aquecida a 250 °C em presença de uma corrente de ar origina quatro frações. Uma delas é uma solução aquosa, o ácido pirolenhoso, que contém aproximadamente 10% de ácido acético.

Também no processo de carbonização da madeira, ao lavar a fumaça emitida para fins de recuperação do alcatrão e/ou despoluição da fumaça, após a decantação, há uma fase menos densa com, no mínimo, 7% de ácido acético (ao se utilizar água na lavagem).

Oxidação do acetaldeído:

O ácido acético é fabricado a partir do acetaldeido, por oxidação e em presença de catalisadores:

CH3 - COH + [ O ] → CH3 - COOH

• Carbonilação do metanolCH3OH + CO → CH3COOH
• responsável pela maior produção atualmente de ácido acético, cerca de 55%. No processo usa-se ródio como catalisador, o metanol na fase líquida reage com monóxido de carbono na temperatura de 150-200 °C sob uma pressão de aproximadamente 30 atm (com o catalisador de cobalto requer mais altas temperaturas e pressões muito mais elevadas).(1) CH3OH + HI → ICH3I + H2O(2) CH3I + CO → CH3COI(3) CH3COI + H2O → CH3COOH + HI

Aplicações e usos:

• Como condimento em saladas 
• Como solvente
• Síntese de perfumes e corantes
• Preparação da seda artificial
• Neutralização de filmes e papéis fotográficos
• Tinturaria
• Imprensa
• Obtenção de sais metálicos para a fabricação de tintas e inseticidas.
• Interruptor da revelação de filmes e papéis fotográficos
• Produção da aspirina.
• É usado para exames diagnósticos para detectar o H.P.V. (Papiloma Vírus Humanus).

Segurança:

• O ácido acético concentrado é corrosivo e deve consequentemente ser manipulado com cuidado apropriado, pois pode causar queimaduras na pele, danos permanente aos olhos, e irritação às mucosas em geral. Estas queimaduras ou bolhas podem aparecer horas após a exposição

Eficácia do Ácido Acético: 

No Controle de Algumas Espécies de Plantas Daninhas:

• Definir planta daninha nunca foi fácil; todos os conceitos se baseiam na sua não desejável presença em relação a uma atividade humana. Uma planta pode ser daninha em determinado momento se estiver interferindo negativamente nos objetivos do homem, porém esta mesma planta pode ser útil em outra situação.

Espécies altamente competidoras com culturas podem ser extremamente úteis no controle da erosão, promover a reciclagem de nutrientes, servir como planta medicinal, fornecendo néctar para abelhas, etc. Uma planta cultivada também pode ser daninha se ela ocorrer numa área de outra cultura. 

• Numa cultura, por exemplo, em determinado período do ciclo, qualquer espécie que vier a afetar a produtividade e/ou a qualidade do produto produzido ou interferir negativamente no processo da colheita é chamada daninha (SILVA & SILVA, 2007; OSIPE et al., 2008).

As plantas daninhas interferem nas culturas devido às suas características de reprodução precoce, alta taxa de crescimento, plasticidade ambiental, sementes com vários tipos de dormências, completar mais de um ciclo por ano, produzir grande quantidade de sementes por geração. 

• Além disso, possuem mecanismos que facilitam a dispersão, como pelos e estruturas pegajosas capazes de aderir às roupas e pelos dos animais, e estruturas que facilitam a flutuação em água ou o transporte pelo vento, como paraquedas e fibras (ZIMDAHL, 1993).

O prejuízo mais evidente causado pelas plantas daninhas às culturas é a redução no rendimento devido à competição por água, luz e nutrientes. As plantas daninhas podem, ainda, hospedar insetos, moléstias e nematóides que atacam as culturas, atrapalhar a colheita manual ou mecânica dificultando a secagem dos grãos e fibras, aumentar o custo de produção e depreciar o valor das propriedades agrícolas (NOLLET & RATHORE, 2010).

• Dos fatores que influenciam a interferência das plantas daninhas, destaca-se o período em que estas plantas competem com as culturas pelos recursos do ambiente, tornando-se necessário intervir com medidas de controle para minimizar os efeitos negativos dessa interferência (SILVA et al., 2002).

As plantas daninhas interferem com as atividades agrícolas desde que o homem começou a praticá-las, exigindo assim o seu controle. Inicialmente eram controladas manualmente requerendo um grande esforço do homem. 

• A evolução dos métodos de controle de plantas daninhas, com o uso de animais, de máquinas, de motores agrícolas e, mais recentemente, de substâncias químicas, permitiu uma redução substancial da participação direta do homem nesse processo e um aumento na eficiência dos métodos de produção de alimentos (OLIVEIRA et al., 2012).

Existem vários métodos de controle, porém o controle químico consiste na utilização de herbicidas, produtos que interferem nos processos bioquímicos e fisiológicos, podendo matar ou retardar significativamente o crescimento das plantas daninhas (FELEDYN-SZEWCZYK, 2012). 

• Podem ser utilizados herbicidas seletivos ou não à cultura e que podem ser aplicados no manejo antes do plantio, em pré-plantio incorporado (PPI), em pré-emergência (Pré) da cultura e das plantas daninhas e em pós-emergência (Pós) da cultura e das plantas daninhas (ERASMO et al., 2009; RONCHI et al., 2010).

A preocupação com o meio ambiente por parte da população ocasiona uma tendência de reduzir ou até mesmo eliminar o uso de herbicidas na agricultura, e a busca por métodos alternativos tem sido intensificado em práticas agrícolas que permitem atingir produtividades competitivas e com menor risco ao meio ambiente.

• Essas medidas incluem medidas preventivas, culturais, rotação de culturas, adubação verde, solarização, cobertura do solo com palha dentre outras (TOZANI et al., 2006; TAVELLA, et al., 2011).

O conhecimento das propriedades do ácido acético como herbicida levou cientistas do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos (USDA) e do Serviço de Pesquisa Agrícola dos Estados Unidos (ARS) a desenvolverem pesquisas visando conhecer as suas potencialidades como substituto dos herbicidas orgânicos (JARDIM et al., 2009).

• Segundo SOUSA & BORTOLON (2002) e SCHMIDT et al. (2010) o ácido acético é um dos ácidos orgânicos alifáticos de cadeia curta e de baixo peso molecular resultante da decomposição anaeróbica, é geralmente o principal ácido orgânico formado no processo, sendo normalmente responsável por mais de 60% da composição dos ácidos orgânicos produzidos em ambientes anaeróbios. 

O ácido quando liberado no ar pode se degradar por reação química produzindo radicais hidróxi, quando liberado na água ou no solo, se torna biodegradável. A forma química do ácido acético é CH3COOH e a concentração do vinagre doméstico é de 4 a 11%, sendo que a legislação brasileira estabelece em 4% o teor mínimo de ácido acético.

• RIZZON et al. (2006) ressalta que o acido acético em concentrações superiores a 11% pode ser perigoso causando queimadura na pele e danos severos aos olhos, inclusive cegueira. 

O vinagre foi identificado como um herbicida orgânico, porém ainda são necessárias mais informações para determinar a influência da concentração de ácido acético, volume de aplicação e uso de aditivos (adjuvantes) no controle de plantas daninhas (WEBBER & SHREFLER, 2006).

• De acordo com WEBBER et al., (2005) utilizou-se em seus experimentos três concentrações de ácido acético (0, 5 e 20%), dois volumes de aplicação do pulverizador (20 e 100 gpa), três adjuvantes (nenhum, óleo de laranja e óleo de canola). Verificou-se que o controle de plantas daninhas total variou de 0% sem ácido e 74% quando 20% de ácido acético foi aplicado a 100 gpa acrescentado com óleo de canola. O ácido acético foi mais eficaz no controle de plantas de folhas largas. 

As concentrações de ácido acético e adjuvantes aumentaram o controle à medida que os volumes de aplicação aumentaram de 2 para 10 gpa (galão por hectares). Comparações individuais entre os adjuvantes dentro de concentrações de ácido acético e volumes de aplicação mostraram pouca ou nenhuma vantagem para a adição ou óleo de laranja ou óleo de canola para soluções de ácido acético.

• MORAN & GREENBERG (2006) simularam o controle químico orgânico de plantas daninhas e de algodão, através do cultivo em vasos e de aplicações foliares. Onde foram 100% controlada com 9,0% e 4,5% de ácido acético, respectivamente.

Doses contendo 0,9% de ácido causaram mortalidade de 48% ou superior em 1,5 semanas de idade das ervas daninhas, enquanto que não provocou mortalidade em algodão. A maioria (92%) dessas plantas de algodão tiveram danos nas folhas, mas as plantas danificadas atingiu alturas e contagens de folhas semelhantes aos controles intactas dentro de 2 semanas de aplicação do vinagre. 

• Plantas mais velhas de ervas daninhas e algodão (3,5 e 5,5 semanas de idade) não apresentaram mortalidade significativa com ácido à 0,9%. Em campo (1m2) a dose de 9% de ácido controlou 27% das plantas jovens, 8% das adultas, e 27% das plantas com duas a quatro folhas de algodão.

WEBBER & SHREFLER (2006) verificaram que o ácido acético foi menos eficaz no controle de gramíneas do que no controle de folhas largas. Um controle para capim-colchão ocorreu com 20% de ácido acético aplicada em 100 gpa, resultando em controle de plantas daninhas que variou de 28 a 45%. 

• Para as folhas largas o controle foi de 100% nas parcelas que receberam ácido acético a 5% aplicada em 100 gpa ou 20% de ácido acético aplicada em 20 ou 100 gpa (galão por hectares).

O ácido acético (20%) foi aplicado com 50 ou 100 gpa, o controle de plantas daninhas atingiu um máximo com 7 DAT (Dias Após Tratamentos), com média de 95% e 99% total de controle de plantas daninhas de folha larga para os 50 e 100 volumes de aplicação gpa (WEBBER & SHREFLER, 2008).

• JOHNSON et al., (2008) estudando efeitos fitotóxicos de herbicidas com potencial para ser usado na produção de amendoim orgânico em vários estágios vegetativo do amendoim observou que o óleo de cravo foi mais prejudicial ao amendoim do que o ácido cítrico e acético, com lesão significativa ocorrendo com óleo de cravo aplicada em 4 semanas ou sequencialmente. 

O ácido cítrico e acético causaram prejuízos a cultura do amendoim e não houve efeitos consistentes de óleo de cravo sobre a produção de amendoim, apesar de aplicações sequenciais de óleo de cravo tenderam a reduzir a produção de amendoim e o seu rendimento não foi afetado.

• Em um experimento que incluiu duas variedades de cebola, o ácido acético a 20% a uma aplicação de 50 ou 100 gpa com quatro bicos dentro de cada volume de aplicação (50 e 100 gpa). A lesão maior em cebola foi observado em três dias após o tratamento (DAT), resultando em ferimentos em cebola de 38% para a taxa de 50 gpa e 56% para taxa de 100 gpa. 

Não houve diferenças significativas entre as variedades de cebola por lesão. Os resultados indicaram que a lesão no início da estação das culturas não afetaram significativamente os rendimentos de cebola (WEBBER & SHREFLER, 2009).

• Diversos autores têm utilizado e recomendado a curva dose-resposta para determinar a suscetibilidade ou resistência de plantas daninhas aos herbicidas aplicados em diversas culturas (LACERDA & VICTORIA FILHO, 2004; NICOLAI et al., 2010; NICOLAI et al., 2013). 

A curva de dose-resposta consiste em descrever a resposta biológica de uma planta daninha às doses crescentes de um herbicida isolado e em associação, seguindo um fator constante de diluição, de forma que se obtenham doses equidistantes em escala logarítmica. Normalmente, obtém-se uma curva simétrica em formato sigmoidal, que pode ser ajustada pelo modelo logístico.

• Desse ajuste obtém-se a estimativa da dose que provoca 50% do efeito total possível na variável resposta analisada (KRUSE et al., 2006).

Objetivou com este trabalho obter a curva dose resposta da eficiência do ácido acético, em diferentes concentrações, no controle de espécies de plantas daninhas de ocorrência frequente na área experimental da UFC.

Outras Considerações:

• As espécies Cleome affinis e Bidens. pilosa foram controladas com concentrações de ácido acético inferiores às do vinagre. A Chamaesyce hyssopifolia foi a mais resistente sendo necessária uma dose de 12,38% para obter 85% de controle. 

A percentagem de controle em função da concentração do ácido acético evidencia controle de 85%, aceitável na prática, com concentrações inferiores a 10%.

Ácido Etanoico (Ácido acético)