Муравьиная кислота

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Муравьиная кислота
Formic acid.svg
Общие
Систематическое
наименование

Метановая кислота

Традиционные названия

Муравьиная кислота

Хим. формула

HCOOH

Физические свойства
Состояние

Жидкость

Молярная масса

46,025380 г/моль

Плотность

1,2196 г/см³

Динамическая вязкость

0,16 Па·с

Энергия ионизации

11,05±0,01 эВ[1]

Термические свойства
Т. плав.

8,25 °C

Т. кип.

100,7 °C

Т. всп.

60 °C

Т. свспл.

520 °C

Пр. взрв.

18±1 об.%[1]

Тройная точка

281,40 K (8,25 °C), 2,2 кПа

Кр. точка

588 K (315 °C), 5,81 МПа

Мол. теплоёмк.

98,74 Дж/(моль·К)

Энтальпия образования

−409,19 кДж/моль

Давление пара

120 мм. рт. ст. (16 кПа) при 50 °C

Химические свойства
pKa

3,75

Оптические свойства
Показатель преломления

1,3714

Структура
Дипольный момент

1,41 (газ) Д

Классификация
Рег. номер CAS

64-18-6

PubChem
Рег. номер EINECS

200-579-1

SMILES
InChI
Рег. номер EC

200-579-1

Кодекс Алиментариус

E236

RTECS

LQ4900000

ChEBI

30751

ChemSpider
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Муравьиная кислота (систематическое наименование: метановая кислота) HCOOH — первый представитель в ряду насыщенных одноосновных карбоновых кислот. Зарегистрирована в качестве пищевой добавки под обозначением E236. Своё название муравьиная кислота получила потому, что впервые она была выделена в 1670 году английским натуралистом Джоном Рэйем из рыжих лесных муравьёв. В природе также обнаружена у пчёл, в крапиве, хвое[2][3]. Соли и анионы муравьиной кислоты называются формиатами.

Физические и химические свойства[править | править код]

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

Константа диссоциации: 1,772 × 10−4.

Муравьиная кислота, кроме кислотных свойств, проявляет также некоторые свойства альдегидов, в частности, восстановительные. При этом она окисляется до углекислого газа. Например:

При нагревании с сильными водоотнимающими средствами (H2SO4 (конц.) или P4O10) разлагается на воду и моноксид углерода[4]:

Муравьиная кислота реагирует с аммиачным раствором оксида серебра:

Взаимодействие муравьиной кислоты с гидроксидом меди:

Проявляет все свойства одноосновных карбоновых кислот:

Образует формиаты с металлами:

Со спиртами образует сложные эфиры:

Получение[править | править код]

  1. Побочный продукт в производстве уксусной кислоты жидкофазным окислением бутана.
  2. Окисление метанола:
  1. 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.
  2. 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, при этом образуются муравьиные эфиры, которые после разложения водой дают муравьиную кислоту и глицерин.

Безопасность[править | править код]

GHS-pictogram-acid.svg

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

При контакте с кожей 100%-я 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. Контакт с концентрированными парами муравьиной кислоты может привести к повреждению глаз и дыхательных путей. Случайное попадание внутрь даже разбавленных растворов вызывает явления тяжёлого некротического гастроэнтерита.

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.

Нахождение в природе[править | править код]

В природе муравьиная кислота обнаружена в хвое, крапиве, фруктах, едких выделениях медуз, пчёл и муравьёв. Муравьиная кислота впервые была выделена в 1670 году английским натуралистом Джоном Рэйем из рыжих лесных муравьёв, чем и объясняется её название[2][5][6][3].

В больших количествах муравьиная кислота образуется в качестве побочного продукта при жидкофазном окислении бутана и лёгкой бензиновой фракции в производстве уксусной кислоты. Муравьиную кислоту получают также гидролизом формамида (~35 % от общего мирового производства); процесс состоит из нескольких стадий: 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), гидратацию СО 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).

Применение[править | править код]

В основном, муравьиную кислоту используют как консервирующий и антибактериальный агент при заготовке корма. Муравьиная кислота замедляет процессы гниения и распада, поэтому сено и силос, обработанные муравьиной кислотой, дольше сохраняются. Муравьиная кислота также используется в протравном крашении шерсти, для борьбы с паразитами в пчеловодстве, как растворитель в некоторых химических реакциях.

В лабораториях используют разложение жидкой муравьиной кислоты под действием горячей концентрированной серной кислоты, либо пропуская муравьиную кислоту над оксидом фосфора P2O5, для получения монооксида углерода.

В медицине используется для приготовления растворов пермуравьиной кислоты («первомур», или рецептура «С-4»(смесь перекиси водорода и муравьиной кислоты)). Первомур используют в хирургии в качестве предоперационного антисептического средства, в фармацевтической промышленности для дезинфекции оборудования[7].

Производные муравьиной кислоты[править | править код]

Соли и эфиры муравьиной кислоты называют формиатами.

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. 1 2 3 4 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0296.html
  2. 1 2 Wray, J. (1670). «Extract of a Letter, Written by Mr. John Wray to the Publisher January 13. 1670. Concerning Some Un-Common Observations and Experiments Made with an Acid Juyce to be Found in Ants». Philosophical Transactions of the Royal Society of London 5 (57–68): 2063. DOI:10.1098/rstl.1670.0052.
  3. 1 2 Вергунова Н.Г. Муравьиная кислота // Химическая энциклопедия: В 5 т. / Редкол.: И. Л. Кнунянц и др.. — М.: Советская энциклопедия, 1992. — Т. 3. — С. 148—149. — 639 с. — ISBN 5-85270-039-8.
  4. Разложение муравьиной кислоты — видеоопыт в Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов
  5. History of the process and present state of animal chemistry. — 1803.
  6. Charles Earle Raven. John Ray, naturalist : his life and works. — Cambridge University Press, 1986. — ISBN 0521310830.
  7. Красильников А. П. Справочник по антисептике. — Минск, 1995.