Муравьиная кислота — это… Что такое Муравьиная кислота?

Физические и термодинамические свойства

Муравьиная кислота представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом; температура плавления = 8,4 °С, температура кипения = 100,7°С. Молярная масса = 46,025380 г/моль. Плотность = 1,2196 г/см³.

Смешивается с водой, диэтиловым эфиром, этанолом.

Рис. 1. Строение молекулы муравьиной кислоты.

Таблица 1. Физические свойства муравьиной кислоты.

Молекулярная формула

H-COOH

Молярная масса

46

Плотность (20oС), г/см3

1,2196

Температура плавления, oС

8,25

Температура кипения, oС

100,7

При нормальных условиях муравьиная кислота представляет собой бесцветную жидкость. Растворима в ацетоне, бензоле, глицерине, толуоле. Смешивается с водой, диэтиловым эфиром, этанолом.

Свойства муравьиной кислоты
Давление паров 120 мм. рт. ст. (при 50 °C)
Стандартная энтальпия образования ΔH −409,19 кДж/моль (ж) (при 298 К)
Стандартная энергия Гиббса образования G −346 кДж/моль (ж) (при 298 К)
Стандартная энтропия образования S 128,95 Дж/моль·K (ж) (при 298 К)
Стандартная мольная теплоёмкость Cp 98,74 Дж/моль·K (ж) (при 298 К)
Энтальпия плавления ΔHпл 12,72 кДж/моль
Энтальпия кипения ΔHкип 22,24 кДж/моль
Теплота сгорания -ΔH°298 (конечные вещества CO2, H2O) 254,58 кДж/моль
Плотность водных растворов муравьиной кислоты при 20 °C
Массовое содержание HCOOH, % 1 2 4 6 8 10 12 14 16 18 22 26 30
ρ, г/см³ 1,0020 1,0045 1,0094 1,0142 1,0197 1,0247 1,0297 1,0346 1,0394 1,0442 1,0538 1,0634 1,0730
Температура кипения при давлениях ниже атмосферного
Давление, кПа (мм. рт. ст.) 0,133(1) 0,667(5) 1,333(10) 2,666(20) 5,333(40)
Tкип, °C −20,0 (кр.) −5,0 (кр.) 2,1 (кр.) 10,3 24,0
Давление, кПа (мм. рт. ст.) 7,999(60) 13,333(100) 26,66(200) 53,33(400) 101,32(760)
Tкип, °C 32,4 43,8 61,4 80,3 100,7
Интегральная теплота растворения при 25 °C
Число молей H2O на 1 моль HCOOH m, моль HCOOH на 1 кг H2O -ΔHm, кДж/моль
1 55,51 0,83
2 27,75 0,87
3 18,50 0,79
4 13,88 0,71
5 11,10 0,67
6 9,25 0,62
8 6,94 0,58
10 5,55 0,56
15 3,70 0,55
20 2,78 0,55
30 1,85 0,56
40 1,39 0,57
50 1,11 0,60
75 0,740 0,65
100 0,555 0,66
0,0000 0,71

Получение

CH4 3[O] → H-COOH H2O (t = 150 – 200oC, p = 30 – 60 atm) (1);

CH3-OH [O] → H-COOH (2);

H-C(O)H [O] → HCOOH (3).

  1. Как побочный продукт в производстве уксусной кислоты жидкофазным окислением бутана.
  2. Окисление метанола:
    Получение муравьиной кислоты окислением метанола
  3. Реакцией монооксида углерода с гидроксидом натрия:
    NaOH CO → HCOONa → ( H2SO4, −Na2SO4) HCOOH
    Это основной промышленный метод, который осуществляют в две стадии: на первой стадии монооксид углерода под давлением 0,6—0,8 МПа пропускают через нагретый до 120—130 °C гидроксид натрия; на второй стадии проводят обработку формиата натрия серной кислотой и вакуумную перегонку продукта.
  4. Разложением глицериновых эфиров щавелевой кислоты. Для этого нагревают безводный глицерин со щавелевой кислотой, при этом отгоняется вода и образуются щавелевые эфиры. При дальнейшем нагревании эфиры разлагаются, выделяя углекислый газ, причём образуются муравьиные эфиры, которые после разложения водой дают муравьиную кислоту и глицерин.

Безопасность

Опасность муравьиной кислоты зависит от концентрации. Согласно классификации Европейского союза, концентрация до 10 % обладает раздражающим эффектом, больше 10 % — разъедающим.

При контакте с кожей 100%-ная жидкая муравьиная кислота вызывает сильные химические ожоги. Попадание даже небольшого её количества на кожу причиняет сильную боль, поражённый участок сначала белеет, как бы покрываясь инеем, потом становится похожим на воск, вокруг него появляется красная кайма. Кислота легко проникает через жировой слой кожи, поэтому промывание поражённого участка раствором соды необходимо произвести немедленно.

Муравьиная кислота быстро перерабатывается и выводится организмом. Тем не менее, муравьиная кислота и формальдегид, образующиеся при отравлении метанолом, вызывают повреждение зрительного нерва и ведут к слепоте.

Химические свойства

H-COOH↔H-COO— H .

2H-COOH Zn → (HCOO)2Zn H2↑ (1);

2H-COOH CuO → (HCOO)2Cu H2O (2);

H-COOH KOH → H-COOK H2O (3);

2H-COOH NaHCO3→ HCOONa H2O CO2↑ (4).

H-COOH C2H5OH ↔H-C(O)-O-C2H5 H2O.

Желатин

Константа диссоциации: 1,772·10−4.

2KMnO4 5HCOOH 3H2SO4 → K2SO4 2MnSO4 5CO2↑ 8H2O
HCOOH →(t) CO↑ H2O

Остатки муравьиной кислоты носят название «формилы», соли данной кислоты называют «формиатами».

HCOOH → CO↑ H2O

Со спиртами в присутствии серной кислоты, муравьиная кислота даёт сложные эфиры: метиловый эфир муравьиной кислоты HCOOCH3, этиловый эфир муравьиной кислоты HCOOC2H5, пропионовый эфир муравьиной кислоты HCOOC3H7 и т. д.

Муравьиная кислота вступает в реакции окисления — восстановления, присоединения, циклизации.

1. Муравьиную кислоту можно получить путём окисления метилового спирта CH3OH до промежуточного алкандиола CH2(OH)2, из которого выделяется вода H2O и образуется альдегид CH2O.

Альдегид CH2O окисляется до собственно муравьиной кислоты HCOOH.

CH3OH O2 → HCOOH H2O

Муравьиная кислота - это... Что такое Муравьиная кислота?

NaOH CO → HCOONa

HCOONa H2SO4 → Na2SO4 HCOOH

  • Муравьиная кислота проявляет типичные кислотные свойства, например, она реагирует с щелочами:

       

  • При нагревании с сильными водоотнимающими средствами, такими как концентрированная серная кислота, разлагается на и :

       

  • имеет некоторые свойства альдегидов. Она может окиляться до :

       

Применение муравьиной кислоты

Муравьиная кислота широко применяется для получения сложных эфиров, используемых в парфюмерии, в кожевенном деле (дубление кож), текстильной промышленности (как протрава при крашении), в качестве растворителя и консерванта.

  • Муравьиная (метановая) кислота – химический реактив, относящийся к первому ряду насыщенных одноосновных кислот карбоновой группы, самая опасная из жирных кислот. Данная кислота при нормальных условиях представляет собой жидкость без цвета со своеобразным резким запахом, которая хорошо смешивается с диэтиловым спиртом, этанолом и водой. Она растворима в таких средах, как бензол, глицерин, толуол и ацетон.Впервые метановая кислота была выведена натуралистом Джоном Рэйем (Англия, 1671 год) из рыжих лесных муравьев, откуда и получила свое название. Синтетическим путем из окиси углерода данное вещество было получено в середине XIX века французскими учеными. В настоящее время в промышленных условиях с использованием современного лабораторного оборудования и приборов, а также специальной лабораторной посуды из стекла и других материалов данную кислоту получают несколькими способами: – путем гидролиза формамида;- как побочный продукт при окислении бутана или в процессе производства уксусной кислоты.

 Как и щавелевая кислота или лимонная кислота купить которые можно по доступной цене в любой аптеке, муравьиная кислота также широко встречается в природе в свободном виде в таких растениях как хвоя, крапива, во многих фруктах и в едких выделениях муравьев и пчел.

Применение

Благодаря своему уникальному молекулярному составу муравьиная кислота обладает антибактериальными свойствами, поэтому основная сфера ее применения – пищевая промышленность (добавка E236) как антибактериальный консервирующий агент при производстве кондитерских изделий, консервированных и молочных продуктов, безалкогольных напитков, при заготовке кормов.

Как и винная кислота, она способна замедлять процессы гниения и распада, поэтому обработанные ею силос, сено лучше сохраняются. В текстильной промышленности данный реагент применяется в крашении шерсти (отбеливающее вещество), при дублении кожи, а также в пчеловодстве как паразитарное средство для борьбы с клещами.

В химической промышлености – в качестве растворителя в химреакциях.

Сегодня на основе данной кислоты фармацевтическая промышленность выпускает лекарственные препараты, обладающие болеутоляющим и антисептическим действием при лечении остеохондрозов, радикулитов, ревматизма, сосудистых заболеваний, головной боли, а также косметические средства, обладающие очищающим, увлажняющим, заживляющим эффектом при угревой сыпи, ссадинах, синяках, трещинах, при других проблемах кожи. Форма выпуска препаратов – спирты, растворы, мази и др..

Все об опасности

Нужно знать, что, как и многие кислоты или агрессивные среды, муравьиная кислота – хоть и полезное, но опасное вещество. Уровень опасности зависит от степени концентрации вещества.

Муравьиная кислота - это... Что такое Муравьиная кислота?

Согласно европейской классификации раствор с концентрацией до 10 % вызывает раздражение, свыше – обладает разъедающим действием.

Даже попадание минимального количества данной кислоты на кожные покровы способно вызывать серьезные поражения в виде химических ожогов, а пары от нескольких капель могут привести к сильному раздражению органов дыхательной системы и слизистых оболочек.

В качестве первой помощи рекомендовано пораженные участки кожи обильно промыть содовым раствором.

Во избежание прямого контакте с данной агрессивной средой необходимо соблюдать повышенные меры предосторожности. Особо защитить кожные покровы, слизистые оболочки и дыхательные пути. Для этого работать только в специальной защитной одежде: халате, бахилах, фартуке, защитной маске, перчатках нитриловых.

Наш специализированный магазин химических реактивов Москва розница предлагает полное оснащение сертифицированной продукцией всех видов лабораторий и диагностических центров.

Ассортимент охватывает от фильтровальной бумаги, часов песочных, ступки с пестиком, перчаток смотровых до самой современной лабораторной техники и оборудования, таких как камеры бактерицидные, весы электронные лабораторные, аналитические весы и др.

Масло рапсовое

Prime Chemicals Group – пользуется широкой популярностью благодаря неизменному качеству товара, его приемлемой стоимости и возможной доставке как по Москве, так и по всему Московскому региону.

Хлорная кислота Все об этилендиаминтетрауксусной кислоте

Муравьиная кислота или метановая — это естественное химическое вещество, которое может быть синтезировано в лабораториях. В природе она чаще всего встречается при укусах насекомых, а именно муравьев и пчел.

Именно это соединение, которое вызывает раздражение, возникающее сразу после укуса широко используется людьми. Хотя это может быть достаточно опасно при высокой концентрации, но вещество  часто используется в пищевых продуктах в качестве консерванта или на посевах в качестве пестицида.

В чистом виде оно практически не имеет никакого цвета и сильного запаха.

Несмотря на свое естественное использование в качестве сдерживающего фактора для хищников, люди нашли много практического, повседневного применения этого универсального химического вещества.

Муравьиная кислота была открыта в 17 веке английским натуралистом Джоном Рэйем занимающимся научной орнитологией и лесными муравьями.

Джон Рэй

Ученые добавили про муравьев к слову труженик еще одно занятие в этом списке: химик. Они обратили внимание, что древесные муравьи защищают свои колонии от заболевания путем мощного антибиотика изготовленного из древесной смолы и яда из своего тела. Это пример фармакологии животных, как некоторые живые существа избегают эпидемий.

Сахар-рафинад

Подобно людям, лесные муравьи живут плотными группами, с колониями, численностью в сотни тысяч. Это располагает к распространению заболеваний, особенно потому, что их гнезда теплые, влажные и полны мертвых насекомых, чтобы быть использованы в качестве пищи бактериями. Большинство видов муравьев удалось избежать эпидемий, одержимо ухаживая друг за другом и очищая свои колонии.

Лесные муравьи принимают меры предосторожности путем изготовления антимикробной смолы для своих гнезд. Ученые подозревали что под этим может скрываться еще более сложный секрет для сохранения здоровья. Этим секретом оказалось соединение: муравьиная кислота: едкое вещество вырабатываемое муравьями для борьбы с угрозами, подчиняя себе жертву и очищая их потомство. Много животных защищаются веществами, но муравьиная кислота обладает уникальным «синергетическим эффектом».

Это вещество является результатом длительного эволюционного развития с возбудителями болезней в течение 50 миллионов лет и, возможно, больше. Это интересные факты природы. Поэтому муравьиная кислота применение нашло широкое.

Одно из самых распространенных видов промышленного применения муравьиной кислоты или метановой стало производство кожи. Потому что вещество настолько кислое, чтобы быть идеальным химикатом для использования при обработке кожи.

Хотя вещество наиболее часто используется в кожевенном производстве, в настоящее время используют муравьиную кислоту в процессе крашения и отделки текстильных изделий.

В дополнение к её использованию в кожевенной, текстильной и резиновой промышленности, производные муравьиной кислоты были недавно разработаны, чтобы помочь бороться с гололедом в таких богатых странах, как Австрия и Швейцария. Эти страны, используют формиаты, которые являют солями, полученными из муравьиной кислоты. Эти составы более эффективны, чем традиционные солевые и являются более экологически чистыми.

При правильном использовании, формиаты лучше увеличивают сцепные способности на скользких поверхностях, а также способствуют изменению поверхностей различного оборудования для многих технологий.

На сельское хозяйство приходится очень высокий процент применения муравьиной или метановой кислоты по всему миру. Благодаря своим природным антибактериальным свойствам вещество достигло высокого использования в качестве антибактериальных консервантов и пестицидов.

В этой отрасли оно наиболее часто используется в качестве пищевой добавки и часто является ингредиентом в комбикормах и силосе. Когда используется силос, вещество выполняет двойную функцию.

В дополнение к обеспечению определенного уровня антибактериальной поддержки, оно фактически позволяет силосу начать брожение при более низкой температуре, что значительно сокращает общее время, необходимое для повышения пищевой ценности готового продукта.

Кроме того это и пищевая добавка Е236 применяемая в продуктах для людей.

Использование в медицине обширное, так как вещество замедляет процессы гниения,  работая как консервант.  Всевозможные медицинские растворы с применением метанола относятся к клинико-фармакологической группе препаратов с анальгезирующими  свойствами как болеутоляющее и обеззараживающее средство.

В зависимости от того, насколько концентрировано вещество, оно может быть незаметно или наоборот опасно. В ходе типичного взаимодействия с этим химикатом люди подвергаются взаимодействию только в очень низких концентрациях.

При воздействии в высоких концентрациях, есть много опасных побочных эффектов, которые могут возникнуть. Самый опасный аспект муравьиной кислоты является ее высокая коррозийная природа в концентрированном виде.

Высококонцентрированное количество муравьиной кислоты может привести к серьезным травмам, если ее вдыхать, глотать или касаться напрямую. В этом случае возникают язвы, тошнота, ожоги, волдыри и сильный дискомфорт вокруг пораженного участка.

Нахождение в природе

В природе муравьиная кислота обнаружена в хвое, крапиве, фруктах, едких выделениях пчёл и муравьёв. Муравьиная кислота впервые была выделена в 1671 году английским натуралистом Джоном Рэйем из рыжих лесных муравьёв[1].

карбонилирование метанола, взаимодействие метилформиата с безводным NH3 и последующий гидролиз образовавшегося формамида 75%-ной H2SO4. Иногда используют прямой гидролиз метилформиата (реакцию проводят в избытке воды или в присутствии третичного амина), гидратациюСО в присутствии щёлочи (кислоту выделяют из соли действием H2SO4), дегидрогенизацию СН3ОН в паровой фазе в присутствии катализаторов, содержащих Cu, а также Zr, Zn, Cr, Mn, Mg и др. (метод не имеет промышленного значения).

Производные муравьиной кислоты

Соли и эфиры муравьиной кислоты называют формиатами. Важнейшим производным муравьиной кислоты является формальдегид (метаналь, муравьиный альдегид).

В

Викисловаре

есть статья

«муравьиная кислота»

Примечания

  1. Charles Earle Raven John Ray, naturalist : his life and works. — Cambridge University Press, 1986. — ISBN 0521310830

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Псориаз и Онкология
Adblock detector