Quelltext der Seite Peroxyessigsäure

{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel       = [[Datei:Ethaneperoxoic acid 200.svg|Strukturformel von Peroxyessigsäure]]
| Name                 = Peroxyessigsäure
| Andere Namen         = * Ethanperoxosäure
* Peressigsäure
| Summenformel         = C<sub>2</sub>H<sub>4</sub>O<sub>3</sub>
| CAS                  = {{CASRN|79-21-0}}
| EG-Nummer            = 201-186-8
| ECHA-ID              = 100.001.079
| PubChem              = 6585
| ChemSpider           = 
| DrugBank             = DB14556
| Beschreibung         = farblose, stechend riechende Flüssigkeit<ref name="GESTIS" />
| Molare Masse         = 76,05 g·[[mol]]<sup>−1</sup>
| Aggregat             = flüssig
| Dichte               = 1,226 g·cm<sup>−3</sup> (25 °C)<ref name="GESTIS" />
| Schmelzpunkt         = 0,1 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="GESTIS" />
| Siedepunkt           = ab 40 °C Zersetzung, ab 100 °C Explosionsgefahr<ref name="GESTIS" />
| Dampfdruck           = 2055 [[Pascal (Einheit)|Pa]] (25&nbsp;°C)<ref name="Egerton" />
| Löslichkeit          = * mischbar mit [[Wasser]]<ref name="GESTIS" />
* gut in [[Ethanol]], [[Ether]] und [[Schwefelsäure]]<ref name="roempp">{{RömppOnline |ID=RD-16-01184 |Name=Peroxyessigsäure |Abruf=2014-11-11}}</ref>
| CLH                  = {{CLH-ECHA|ID=100.001.079|Name=Peracetic acid|Abruf=2016-02-01}}
| Quelle GHS-Kz        = <ref name="GESTIS">{{GESTIS|Name=Peroxyessigsäure|ZVG=39230|CAS=79-21-0|Abruf=2026-01-02}}</ref>
| GHS-Piktogramme      = {{GHS-Piktogramme|02|05|06|09}}
| GHS-Signalwort       = Gefahr
| H                    = {{H-Sätze|242|301|312|330|314|335|410}}
| EUH                  = {{EUH-Sätze|071}}
| P                    = {{P-Sätze|?}}
| Quelle P             = 
| ToxDaten             = * {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=1740 mg·kg<sup>−1</sup> |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="GESTIS" /> }}
* {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Kaninchen |Applikationsart=dermal |Wert=1590 mg·kg<sup>−1</sup> |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="GESTIS" /> }}
}}

Die '''Peroxyessigsäure''' (Abk.: PES) ist eine farblose, stechend riechende Flüssigkeit, die sich chemisch von der [[Essigsäure]] ableitet und zu den [[Peroxycarbonsäuren]] (und damit zu den [[Peroxide]]n) gehört. In höheren Konzentrationen kann sich Peroxyessigsäure explosiv zersetzen.

== Geschichte ==
Peroxyessigsäure war schon bekannt, kurz nachdem [[Wasserstoffperoxid]] im Labor hergestellt werden konnte. Die keimtötenden Eigenschaften von Peroxyessigsäure wurden erstmals von Paul C. Freer und [[Frederick George Novy|Frederick G. Novy]] im Jahr 1902 beschrieben, die „die ausgezeichnete Desinfektions- und Kaltsterilisationswirkung von Peroxyessigsäure“ feststellten.<ref name="Mehmet Kitis">{{Literatur |Autor=Mehmet Kitis |Titel=Disinfection of wastewater with peracetic acid: a review |Sammelwerk=Environment International |Band=30 |Nummer=1 |Verlag= |Datum=2004 |Seiten=47–55 |DOI=10.1016/S0160-4120(03)00147-8}}</ref> [[Jean D’Ans]] und [[Wilhelm F. Frey]] stellten 1912 fest, dass die Reinsubstanz äußerst explosiv ist.<ref name="tiho-hannover.de">Rilana Bertram: [https://elib.tiho-hannover.de/servlets/MCRFileNodeServlet/tiho_derivate_00000110/bertramr-ws19.pdf ''Verbesserung des Hygienestatus und der Haltbarkeit von Geflügelfleisch durch Einsatz von Peroxyessigsäure zur Reduktion von Campylobacter spp.''], 2019, abgerufen am 3. Dezember 2023.</ref><ref name="Bützer" /> Aufgrund ihrer Sensibilität gegenüber Metallspuren lernte man erst um 1930, sie industriell einzusetzen.<ref name="evonik.com">Evonik Industries: [https://corporate.evonik.com/en/the-journey-of-peroxides-138065.html ''The journey of peroxides''], abgerufen am 3. Dezember 2023.</ref> Wegen ihrer Instabilität wurde schon 1944 ein Patent zur Stabilisierung der Peroxyessigsäure-Lösungen angemeldet.<ref name="Bützer" /> Dennoch passierten viele Unfälle<ref name="Bützer">P. Bützer: [https://www.researchgate.net/profile/Peter-Buetzer/publication/262263799_Peroxyessigsaure_Einfach_aber_wirksam_Peroxyacetic_acid_Simple_but_effective/links/5809b40608ae1c98c25264d8/Peroxyessigsaeure-Einfach-aber-wirksam-Peroxyacetic-acid-Simple-but-effective.pdf ''Peroxyessigsäure: Einfach, aber wirksam''] (Peroxyacetic acid: Simple, but effective). CLB Chem Lab Biotech 2012, 62(3): 96–115.</ref> und sie konnte sich nicht durchsetzen, bis ab 1960 Kunststoffgefäße für Transport und Lagerung zur Verfügung standen. Danach entdeckte man in den einzelnen Ländern unterschiedliche Anwendungen, die größere Produktionsmengen rechtfertigten. 1985 registrierte die [[Environmental Protection Agency|EPA]] Peroxyessigsäure als antimikrobielles Pestizid.<ref name="Bützer" />

Schon 1966 wurde in der [[Tschechoslowakei|ČSSR]] das Desinfektionsmittel Persteril auf Basis von PES hergestellt. Die dortigen Erfahrungen und Ergebnisse der Medizinischen Akademie Erfurt führten in der DDR zur Herstellung eines entsprechenden Desinfektionsmittels unter dem Namen Wofasteril.<ref name="gsb.bund.de">Bevölkerungsschutz - Magazin für Zivil- und Katastrophenschutz, 1/2003: [http://download.gsb.bund.de/BBK/Magazin/BBK_Bevoelkerungsschutz200301.pdf ''Peressigsäure - Ein Desinfektionsmittel für den Katastrophenschutz im auflergewöhnlichen Seuchenfall''], abgerufen am 3. Dezember 2023.</ref> In der [[DDR]] wurde sie aus politischen Erwägungen gefördert, um gegen einen bakteriologischen Angriff aus dem Westen gerüstet zu sein. Solange der nicht kam, musste die täglich produzierte Menge jedoch verkauft werden. Man fand die Tierstalldesinfektion als ideales Anwendungsgebiet für große Mengen.

In [[Italien]] ersetzte man in Zuckerfabriken mit PES das bis dahin zur [[Desinfektion]] der Auslauganlage eingesetzte [[Formalin]].<ref name="sugarindustry.info">sugarindustry.info: [https://sugarindustry.info/de/paper/861/ ''Der Einsatz von Peressigsäure als Desinfektionsmittel in der Extraktion''], 2006, Sugar Industry Vol.: 131, No.: 8, Seiten: 558-566, abgerufen am 4. Dezember 2023.</ref>

In Italien wurden ebenfalls Studien zum Einsatz in [[Kläranlage]]n durchgeführt. Die Studien kommen zum Ergebnis, dass Peressigsäure zwar unter den gegebenen Untersuchungsbedingungen nicht das gleiche Reduktionsniveau wie [[Chlordioxid]] erreicht hat, aber dennoch als alternatives Desinfektionsmittel verwendet werden kann, wobei die Ergebnisse von der Bakterienpopulation abhängen. Außerdem ist immer noch nicht ganz klar, welche Nebenprodukte bei der Reaktion zwischen Peressigsäure und der komplexen organischen Matrix im Abwasser entstehen können.<ref>{{Literatur |Autor=S. Rossi, M. Antonelli, V. Mezzanotte, C. Nurizzo |Titel=Peracetic Acid Disinfection: A Feasible Alternative to Wastewater Chlorination |Sammelwerk=Water Environment Research |Band=79 |Nummer=4 |Verlag= |Datum=2007 |Seiten=341–350 |DOI=10.2175/106143006X101953}}</ref>

Die Verbindung wurde auch in England, Finnland, Italien, Brasilien und Kanada zur Abwasserdesinfektion getestet und eingesetzt.<ref name="Mehmet Kitis" />

== Gewinnung und Darstellung ==
Peroxyessigsäure wird durch Mischen von [[Essigsäure]] mit [[Wasserstoffperoxid]] hergestellt. Dabei bildet sich eine [[Chemisches Gleichgewicht|Gleichgewichtsmischung]] von Peroxyessigsäure, Essigsäure, Wasserstoffperoxid und Wasser. Mit 30%igem Wasserstoffperoxid als Ausgangssubstanz bilden sich Gemische mit bis zu 15 % (w/w) Peroxyessigsäure,
bis zu 25 % Wasserstoffperoxid, bis zu 35 % Essigsäure und bis zu 25 % Wasser. Die Lage des Gleichgewichts ist temperatur- und pH-Wert-abhängig.<ref name="Hartwig" />

:<math>\mathrm{CH_3COOH + H_2O_2 \rightleftharpoons  CH_3COOOH + H_2O}</math>

Die Gleichgewichtseinstellung wird durch starke Säuren ([[Schwefelsäure]]) beschleunigt. Dies erklärt die Anwesenheit von Schwefelsäure in den meisten konzentrierten kommerziellen Produkten.<ref name="Hartwig" /><ref name="Bützer" /> Da das Verdünnen einer Peroxyessigsäurelösung automatisch zur Einstellung eines neuen Gleichgewichtes mit niedrigerem Peroxyessigsäuregehalt führt, ist die Lagerung verdünnter Reste nicht sinnvoll.

Kommerziell erhältlich ist Gleichgewichtsperoxyessigsäure in Konzentrationen zwischen 2,5 % und 40 %. Eine Alternative ist die Vakuumdestillation der Peroxyessigsäure aus einer Gleichgewichtsmischung. Wegen der Nähe der Siedepunkte erhält man dabei 38 % bis 40 % Peroxyessigsäure zusammen mit Wasser. Diese Mischung ist nicht stabil und muss zur Lagerung und zum Transport auf 0&nbsp;°C gekühlt bleiben.

Technisch kann PES auch durch [[Oxidation]] von [[Acetaldehyd]] hergestellt werden.<ref name="Bützer" />

== Eigenschaften ==
Beim Erhitzen zerfällt Peroxyessigsäure explosionsartig. Die mittels [[Dynamische Differenzkalorimetrie|DSC]] bestimmte Zersetzungswärme beträgt −204&nbsp;kJ·mol<sup>−1</sup> bzw. −2682&nbsp;kJ·kg<sup>−1</sup>.<ref name="Chen">Wei-Chun Chen; Jia-Ru Lin; Min-Siou Liao; Yih-Wen Wang; Chi-Min Shu: ''Green approach to evaluating the thermal hazard reaction of peracetic acid through various kinetic methods.'' In: [[J. Therm. Anal. Calorim.]] 127 (2017) 1019–1026, {{DOI|10.1007/s10973-016-5812-0}}.</ref> Die Verbindung wirkt aufgrund ihrer [[Hydroperoxide|Hydroperoxidgruppe]] stark [[Oxidationsmittel|oxidierend]]. PES ist aufgrund ihres [[Alkylgruppe|Alkylrests]] etwas besser fettlöslich ([[Lipophilie|lipophil]]) als Wasserstoffperoxid. Sie ist eine schwächere [[Säure]] als Essigsäure, ihre [[Salze]] können isoliert werden.

Die [[Dampfdruck]]funktion ergibt sich nach [[Antoine-Gleichung|August]] entsprechend lg(P) = −A/T+B (P in Torr, ''T'' in K) mit A = 2311 und B = 8,911 im Temperaturbereich von 0&nbsp;°C bis 110&nbsp;°C.<ref name="Egerton">A. C. Egerton, W. Emte, G. J. Minkoff: ''Some properties of organic peroxides.'' In: ''Discuss. Faraday Soc.'' 10, 1951, S. 278–282, [[doi:10.1039/DF9511000278]].</ref>

Peressigsäure bildet in Essigsäure oder [[Ethylacetat]] gelöst detonationsfähige Gemische. Diese Eigenschaft ist konzentrations- und temperaturabhängig.<ref name="Phillips">B. Phillips, P. S. Starcher, B. D. Ash: ''Preparation of Aliphatic Peroxyacids.'' In: ''J. Org. Chem.'' 23, 1958, S. 1823–1826, [[doi:10.1021/jo01106a001]].</ref>

{| class="wikitable left" style="text-align:center; font-size:90%;"
|-
| class="hintergrundfarbe6" colspan="13" | '''Detonationsfähigkeit von Peressigsäure in Essigsäure'''.<ref name="Phillips" />
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Konzentration (Chemie)|Konzentration]]
| in Ma% || 20 || 30 || 40 || 45 || 50 || 54 || 57
|-
| class="hintergrundfarbe5" align="left" | [[Temperatur]]
| in °C || 112 || 97 || 81 || 70 || 58 || 40 || 20
|-
|}

== Verwendung ==
Die stark oxidierende Wirkung bedingt den Einsatz als [[Bleichmittel]], unter anderem bei [[Papier]]en, [[Textilien]] und [[Stärke]] und als Desinfektionsmittel (in ca. einprozentiger Konzentration) und Sterilisationsmittel (z.&nbsp;B. bei der [[Kaltaseptische Abfüllung|kaltaseptischen Abfüllung]] von Getränken in Kunststoffflaschen aus [[Polyethylenterephthalat|PET]] oder [[Polyethylen|HDPE]]). Als chemisches Oxidationsmittel wird die Peroxyessigsäure auch zur [[Epoxid]]ierung von [[Alkene]]n eingesetzt.<ref name="Hartwig">{{Literatur |Autor=A. Hartwig, M. a. K. Commission, Et Al, Michael Arand |Titel=Peroxyessigsäure |Sammelwerk=The MAK Collection for Occupational Health and Safety |Band=6 |Nummer=3 |Verlag= |Datum=2021 |Seiten=Doc051 |DOI=10.34865/mb7921d6_3ad}}</ref> Sie wird auch zur TCF-(Total-Chlor-Freien) Bleiche von [[Sulfatzellstoff]] verwendet.<ref>{{Literatur |Autor=Darlene Echeverria, Richard Venditti, Hasan Jameel, Yuan Yao |Titel=A general Life Cycle Assessment framework for sustainable bleaching: A case study of peracetic acid bleaching of wood pulp |Sammelwerk=Journal of Cleaner Production |Band=290 |Verlag= |Datum=2021 |Seiten=125854 |DOI=10.1016/j.jclepro.2021.125854}}</ref>

== Sicherheitshinweise ==
Bei Mensch und Tier wirkt die Peroxyessigsäure stark haut- und augenreizend.<ref name="GESTIS" />

Konzentrierte wässrige Lösungen von Peroxyessigsäure sind instabil und bergen die Gefahr der explosiven Zersetzung. Die gebräuchliche Lösung mit einem Gehalt von 40 % zersetzt sich bereits bei Raumtemperatur in selbstbeschleunigender Reaktion unter Explosionsgefahr und Freisetzung von Sauerstoff.<ref name="GESTIS" /> Die Selbstbeschleunigung hat ihre Ursache in der [[exotherm]]e<nowiki/>n Zersetzung, die zur Erhitzung der Flüssigkeit führt, was wiederum die Zersetzung beschleunigt, die bis zum Aufkochen und Verpuffen führen kann. Die Gefahr nimmt mit der Konzentration und der Gebindegröße stark zu. Die Konzentration technisch eingesetzter Lösungen wird deshalb üblicherweise auf unter 15 % beschränkt.

== Einzelnachweise ==
<references />

{{SORTIERUNG:Peroxyessigsaure}}
[[Kategorie:Peroxycarbonsäure]]
[[Kategorie:Essigsäureverbindung]]