Eddikesyre er en organisk forbindelse, der giver eddike dets sure smag og skarpe lugt. Kemisk set er eddikesyre en carboxylsyre med bruttoformel . Rent, vandfrit eddikesyre (iseddike) er en farveløs væske, der absorberer vand fra omgivelserne (hygroskopi) og størkner under 16,7 °C til farveløse krystaller. Eddikesyre er ætsende, og dens dampe forårsager irritation af øjnene, en tør og brændende næse, øm hals og blokering af luftvejene. Den er en svag syre, fordi ligevægten i vandig opløsning ved standardbetingelser mellem den dissocierede form (COO− + H+) og den ikke-dissocierede form er kraftigt forskudt mod den ikke-dissocierede form, i modsætning til stærke syrer, der i vandig opløsning i praksis er fuldt dissocierede.
Eddikesyre er en af de simpleste carboxylsyrer (den næstsimpleste efter myresyre). Den er en vigtig kemisk reagens og et vigtigt industrielt kemikalie, der bruges i produktionen af polyetylentereftalat, primært til sodavandsflasker; celluloseacetat, primært til fotografisk film; og polyvinylacetat til trælim, såvel som syntetiske fibre og stoffer. I husholdninger anvendes fortyndet eddikesyre ofte som afkalkningsmiddel. I levnedsmiddelindustrien anvendes eddikesyre under tilsætningsstofkoden E260 som et surhedsregulerende middel.
Den globale efterspørgsel på eddikesyre er på omkring 6,5 millioner ton pr. år (fork. Mt/a), hvoraf cirka 1,5 Mt/a opfyldes ved genvinding. Den resterende mængde fremstilles fra petrokemiske råmaterialer eller fra biologiske kilder.
Nomenklatur Trivialnavnet eddikesyre er det mest almindeligt anvendte og også det officielt foretrukne navn af IUPAC. Navnet er sammensat af eddike og syre, hvilket beskriver hhv. hvor stoffet blev opdaget og bedst kendes fra samt stoffets egenskab. Synonymet ethansyre (ætansyre) er et systematisk navn, der bruges i introduktionen til kemisk nomenklatur, men ellers ikke anvendes.
Iseddike er trivialnavnet for vandfri eddikesyre. Navnet kommer fra de islignende krystaller, der dannes lige under stuetemperatur ved 16,7 °C.
Den mest almindelige og officielle forkortelse for eddikesyre er AcOH eller HOAc, hvor Ac står for acetylgruppen CH3−C(=O)−. I kontekst med syre-base-reaktioner anvendes til tider forkortelsen HAc,DeSousa, Luís R. (1995). Common Medical Abbreviations. Cengage Learning. p. 97. . hvor Ac i stedet står for acetatanionen (CH3COO−), selvom denne brug af mange betragtes som misvisende. Under alle omstændigheder må Ac ikke forveksles med forkortelsen for grundstoffet actinium.
Eddikesyre har den empiriske formel og sumformlen eller (for at fremhæve det aktive brintatoms rolle i dannelsen af saltet natriumacetat). For bedre at afspejle dens struktur bliver eddikesyre ofte noteret som , , eller . Ved eddikesyres afgivelse af en H+ dannes acetatanionen. Navnet acetat, der er afledt af det latinske ord for eddike, acetum, kan også henvise til et salt indeholdende denne anion eller en ester af eddikesyre.
Historie left|thumb|Krystalliseret eddikesyre Man var bekendt med eddike tidligt i civilisationen som det naturlige resultat af øl og vin udsat for luft, eftersom eddikesyreproducerende bakterier er allestedsnærværende.
Anvendelsen af eddikesyre i alkymi strækker sig ind i det tredje århundrede f.v.t., da den græske filosof Theofrastos beskrev, hvordan eddike virkede på metaller i produktionen af pigmenter anvendelige i kunst, inklusive hvidt bly (blykarbonat) og verdigris, en grøn blanding af kobbersalte, heriblandt kobber(II)acetat. Gamle romere kogte syrnede vine i blygryder for at producere en særdeles sød sirup kaldet sapa. Sapa var rig på en sød substans kaldet blysukker (bly(II)acetat). Substansen kaldtes også Saturns sukker, og indtagelsen af den medvirkede til blyforgiftning blandt det romerske aristokrati.
I det 8. århundrede var den muslimske alkymist Jabir Ibn Hayyan (Geber) den første til at koncentrere eddikesyre fra eddike gennem destillation. I renæssancen blev iseddike fremstillet gennem tørdestillation af visse metalacetater (mest nævneværdig kobber(II)acetat). Den tyske alkymist Andreas Libavius fra det 16. århundrede beskrev en sådan procedure, og han sammenlignede iseddiken produceret ved denne metode med eddike. Tilstedeværelsen af vand i eddike har så markant effekt på eddikesyres egenskaber, at kemikere i århundreder troede, at iseddike og den syre fundet i eddike var to forskellige substanser. Den franske kemiker Pierre Adet beviste imidlertid at de var identiske.
I 1847 syntetiserede den tyske kemiker Hermann Kolbe for første gang eddikesyre fra uorganiske materialer. Denne reaktionssekvens bestod af klorering af carbondisulfid til tetraklormethan, efterfulgt af pyrolyse til perklorethylen og vandig klorering til trikloreddikesyre, afsluttende med elektrolytisk reduktion til eddikesyre.
right|thumb|Detaljer af eddikesyrekrystaller I 1910 blev det meste iseddike fremstillet fra den "pyroligne væske" fra destillation af træ. Eddikesyren blev isoleret fra denne ved behandling med læsket kalk, og det resulterende calciumacetat blev derpå forsuret med svovlsyre for at udvinde eddikesyre. På denne tid producerede Tyskland 10.000 ton iseddike, hvoraf omkring 30% brugtes til fremstillingen af farvestoffet indigo.
Kemiske egenskaber Brintatomet (H) i carboxylgruppen (−COOH) i carboxylsyrer så som eddikesyre kan afgives som en H+-ion (hydron), hvilket giver dem karakter af syre. Eddikesyre er en svag, monoprot syre i vandig opløsning med en pKa-værdi på 4,76. Dens korresponderende base er acetat (). En 1,0 M opløsning (omtrent koncentrationen af husholdningseddike) har en pH på 2,4, hvilket indikerer, at blot 0,4% af eddikesyremolekylerne er dissocierede.
thumb|Deprotoniseringsligevægten for eddikesyre i vand
thumb|Cyklisk dimer af eddikesyre; stiplede linjer repræsenterer hydrogenbindinger. Eddikesyres krystalstruktur viser, at molekylerne danner par som dimerer forbundet af hydrogenbindinger. Dimererne kan også påvises i gasform ved 120 °C. Ligeledes optræder de i den flydende fase i fortyndede opløsninger i ikke-hydrogenbindende opløsningsmidler, og endogså i en vis udstrækning i ren eddikesyre, men bliver brudt af hydrogenbindende opløsningsmidler. Dissociationsentalpien for dimeren er skønnet til 65,0–66,0 kJ/mol, og dissociationsentropien til 154–157 J·mol−1·K−1. Denne dimeriseringsadfærd deles af andre lavere carboxylsyrer.
Flydende eddikesyre er et hydrofilt (polært) protisk opløsningsmiddel lig ætanol og vand. Med en moderat dielektrisk konstant på 6,2 kan den ikke kun opløse polære forbindelser såsom uorganiske salte og sukre, men også upolære forbindelser så som olier og grundstoffer så som svovl og iod. Den blander sig uden videre med andre polære og upolære opløsningsmidler så som vand, kloroform og hexan. Denne opløsende egenskab og blandbarhed, eddikesyre har, gør den til et vidt anvendt industrielt kemikalie.
Kemiske reaktioner
Eddikesyre er ætsende over for metaller inklusive jern, magnesium og zink, i forbindelse med hvilke den danner hydrogengas og metalsalte kaldet acetater. Aluminium danner et tyndt lag af aluminiumoxid på overfladen, når det udsættes for ilt, hvilket gør det relativt modstandsdygtigt, således at aluminiumtanke kan bruges til at transportere eddikesyre. Metalacetater kan også fremstilles fra eddikesyre og en passende base, som i den populære reaktion mellem natron (natriumbikarbonat) og eddike. På nær få acetater, hvoraf krom(II)acetat kan nævnes, er stort set alle opløselige i vand.
Mg(s) + 2 CH3COOH(aq) → (CH3COO)2Mg(aq) + H2(g)
NaHCO3(s) + CH3COOH(aq) → CH3COONa(aq) + CO2(g) + H2O(l)
thumb|To typiske organiske reaktioner med eddikesyre Eddikesyre gennemgår de typiske kemiske reaktioner for carboxylsyrer, så som frembringelsen af vand og et metalethanoat ved reaktion med alkalier, frembringelsen af et metalethanoat ved reaktion med et metal og frembringelsen af et metalethanoat, vand og kuldioxid ved reaktion med karbonater og hydrogenkarbonater. Mest betydningsfuld af alle dens reaktioner er dannelsen af ætanol ved reduktion, og dannelsen af derivater så som acetylklorid via nukleofil acylsubstitution. Andre substitutionsderivater inkluderer eddikesyreanhydrid; dette anhydrid fremstilles under afgivelse af vand fra to molekyler af eddikesyre. Estere af eddikesyre kan ligeledes dannes via Fischer-esterificering, og amider kan også dannes. Når eddikesyre opvarmes til mere end 440 °C dekomponerer den og producerer kuldioxid og methan; ellers producerer den keten og vand.
Eddikesyre kan opspores ved dens karakteristiske lugt. En farvereaktion for salte af eddikesyre er jern(III)kloridopløsning, som resulterer i en dyb rød farve, der forsvinder efter forsuring. Acetater danner kakodyloxid, når de opvarmes med arsenik, hvilket kan påvises ved dets ildelugtende dampe.
Biokemi Acetylgruppe, afledt af eddikesyre, er grundlæggende for biokemien i praktisk talt alle former for liv. Når den er bundet til coenzym A, har den en afgørende betydning i stofskiftet, hvad angår kulhydrater og fedtstoffer. Koncentrationen af frit eddikesyre i celler holdes dog på et lavt niveau for at undgå at forstyrre pH-kontrollen i cellernes enkelte dele. Ulig længerekædede carboxylsyrer (fedtsyrerne) forekommer eddikesyre ikke i naturlige triglycerider. Det kunstige triglycerid triacetin (glycerintriacetat) er dog et almindeligt tilsætningsstof og findes i kosmetik og udvortes medikamenter.
Eddikesyre fremstilles og udskilles af visse bakterier, blandt andet Acetobacter-slægten og arten Clostridium acetobutylicum. Disse bakterier findes almindeligt i madvarer, vand og jord, og eddikesyre fremstilles naturligt når frugter og andet mad forrådner. Eddikesyre er også en del af skedesekret fra mennesker og andre primater, hvor det lader til at fungere som et mildt antiseptisk middel.
Fremstilling thumb|Oprensnings- og koncentreringsfabrik for eddikesyre i 1884 Eddikesyre fremstilles både syntetisk og ved bakteriel fermentering. I dag tegner den biologiske vej sig for omkring 10% af verdensproduktionen, men det forbliver væsentligt for eddikeproduktionen, eftersom verdens renhedspåbud for mad foreskriver, at eddike brugt i mad skal være af biologisk oprindelse. Omkring 75% af den eddikesyre, der laves til anvendelse i den kemiske industri, fremstilles fra methanolkarbonylering, forklaret nedenfor. Andre metoder tegner sig for resten. Den totale verdensproduktion af ubehandlet eddikesyre er skønnet til 5 Mt/a, hvoraf cirka halvdelen fremstilles i USA. Den europæiske produktion står for omkring 1 Mt/a og aftagende, mens 0,7 Mt/a produceres i Japan. Yderligere 1,5 Mt genvindes hvert år, hvilket bringer det totale verdensmarked op på 6,5 Mt/a. De største fabrikanter af ubehandlet eddikesyre er Celanese og BP Chemicals. Andre større fabrikanter inkluderer Millennium Chemicals, Sterling Chemicals, Samsung, Eastman og Svensk Etanolkemi.
Methanolcarbonylering Størstedelen af ubehandlet eddikesyre fremstilles ved methanolcarbonylering. I denne proces reagerer methanol og kulilte og danner eddikesyre i overensstemmelse med den følgende kemiske ligning: CH3OH + CO → CH3COOH
Processen involverer metyliodid som et intermediat og forløber i tre trin. En katalysator, som regel metalkomplekser, er nødvendig for carbonylering (trin 2). (1) CH3OH + HI → CH3I + H2O (2) CH3I + CO → CH3COI (3) CH3COI + H2O → CH3COOH + HI