Муравьиная кислота
Любитель Химик 11 мая 2023Муравьиная кислота — органическое химическое соединение, простейшая карбоновая кислота с одним атомом углерода. Она обычно встречается в природе, даже в муравьином яде (отсюда и ее название). Соединение является едким и коррозионным и обладает высокой летучестью. Это химическое соединение имеет характерный резкий запах, представляет собой бесцветную или слегка желтоватую жидкость. Муравьиная кислота была обнаружена и впервые описана английским натуралистом Джоном Рэем, обнаружившим ее в муравьином яде (отсюда и общее название). Соединение также можно получить синтетическим путем, благодаря чему оно широко используется в различных отраслях промышленности. Если вам нужно купить муравьиную кислоту, она доступна в специализированных магазинах и онлайн.
Сегодня это вещество получают в основном реакцией монооксида углерода и метанола:
CH 3 OH + CO → HCOOCH 3
HCOOCH 3 + H 2 O ⇄ HCOOH + CH 3 OH
Как видите, процесс состоит из двух шагов. Сначала получают метилформиат (реакцию проводят при 80°С и давлении 40-45 атм). Полученный эфир затем гидролизуют до кислоты и спирта.
Другим (старейшим) способом синтеза муравьиной кислоты является реакция монооксида углерода с гидроксидом натрия с последующим подкислением продуктов реакции концентрированной серной кислотой:
NaOH + CO → HCOONa
2HCOONa + H 2 SO 4 → 2HCOOH + Na 2 SO 4
Муравьиная кислота также является побочным продуктом синтеза уксусной кислоты.
Муравьиная кислота – характеристики
Муравьиная кислота представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом и коррозионными свойствами. Температура плавления 8,6°С, а температура кипения около 100°С. Очень хорошо растворяется в воде, бензине и этиловом спирте. Она широко используется в промышленности в основном благодаря следующим особенностям:
- способность ускорять коррозию металлических элементов;
- хорошая проводимость электрического тока;
- фунгицидные и бактерицидные свойства.
Из-за ее агрессивных свойств прямой контакт с тканями человеческого организма вызывает тяжелые аллергические реакции и ряд других побочных эффектов. Самый простой пример — укус муравья, который всегда вызывает боль и жжение, несмотря на проникновение небольшого количества этой кислоты в кожу.
Муравьиная кислота в природе
На Земле муравьиная кислота содержится только в животных и растениях и в небольшом количестве в организме человека — но не в чистом виде.
В организме человека муравьиная кислота образуется вместе с формальдегидом при метаболизме метанола. Муравьиная кислота легко биоразлагаема.
В первую же очередь муравьиная кислота содержится в яде и организмах муравьев. Кроме того, она встречается в яде других насекомых (например, пчел), а также в растениях (например, в волосках крапивы). Его основная задача в природе — защищать организмы, в которых она встречается, от вредителей или других организмов, которые могут представлять для них угрозу.
Муравьиная кислота – применение
Муравьиная кислота производится в массовом масштабе по трем различным реакциям:
- реакция монооксида углерода с гидроксидом натрия, проводимую при повышенных температуре и давлении. В конце процесса смесь обогащают концентрированной серной кислотой;
- реакция оксида углерода с метанолом, которую проводят в жидкой фазе при температуре 80С градусов. Однако способ более сложный;
- окисление углеводородов.
Есть несколько других возможных реакций, которые производят муравьиную кислоту, но они не так эффективны.
В промышленности это соединение находит следующие применения:
- компонент чистящих и дубильных средств;
- средство для очистки труб и других элементов водопроводно-канализационного или промышленного оборудования;
- продукт, поддерживающий окрашивание тканей в текстильной промышленности;
- регулятор pH в различных химических и фармацевтических препаратах;
- реагент в лаборатории;
- смазочная добавка;
- компонент фунгицидных препаратов, например, в сельском хозяйстве и садоводстве;
- пищевая добавка с консервирующим действием (маркируется как Е236).
А еще муравьиная кислота служит надежным союзником в борьбе за спасение пчел. Обладая высокой эффективностью в качестве антидота против клещей, она существенно снижает их пагубное влияние на пчел. Пчеловоды умело используют антибактериальные свойства этой кислоты в своих интересах, обеспечивая гибель клещей при применении муравьиной кислоты.
Применение в медицине
Кислота также играет важную роль в медицине: здесь ее можно использовать как лекарство с противовоспалительным и болеутоляющим действием. Кроме того, она также используется для наружного лечения мышечных и суставных заболеваний, так как способствует циркуляции крови.
Муравьиная кислота ранее широко использовалась для лечения вирусных бородавок из-за ее едкого действия в концентрации от 10% до 90%. Однако в настоящее время этот метод уже считается устаревшим и от него отказываются из-за возможности возникновения дерматита, риска прижигания и вероятности развития некрозов с последующим рубцеванием. Однако некоторые препараты с муравьиной кислотой до сих пор свободно продаются в аптеках.
Муравьиная кислота в пище
Муравьиная кислота часто используется в пищевой промышленности и является консервантом, пищевой добавкой Е236. Её можно найти на этикетках таких продуктов, как маринады, рыба, соленья, жевательные резинки, пюре и консервы. Запах муравьиной кислоты (в низких концентрациях) незаметен, и большинство людей даже не подозревают о ее наличии в том или ином продукте. В таких низких концентрациях она не оказывает никакого влияния на здоровье человека, поэтому ее можно употреблять даже детям или беременным женщинам.
Использование муравьиной кислоты в качестве добавки к пищевым продуктам способствует увеличению их срока годности. Такие продукты сохраняют свежесть на более долгий срок, становятся устойчивыми к плесени, вредоносным бактериям и другим патогенам, которые могут представлять угрозу для здоровья потребителей. Включение данного соединения в состав продуктов облегчает транспортировку пищевых товаров с ограниченным сроком хранения или склонных к быстрой порче.
Муравьиная кислота меры предосторожности
Это интересно. Хорошо известен эксперимент с муравьиной кислотой: если нагреть смесь чистой муравьиной и серной кислот, получится угарный газ. Это бесцветный газ без запаха и вкуса. Впрочем, эта реакция может идти и без добавления серной кислоты, т. е. только с муравьиной кислотой, при несколько повышенной комнатной температуре.
Контакт с муравьиной кислотой или концентрированными парами вызывает раздражение дыхательных путей и глаз. Приводит к иногда сильным химическим ожогам и волдырям на коже от концентрации более десяти процентов. При разрушении может выделяться угарный газ. Поэтому следует проявлять осторожность при обнаружении больших количеств муравьиной кислоты. Хроническое воздействие может привести к кожной аллергии. Эксперименты на животных показали, что муравьиная кислота обладает мутагенным действием, что приводит также к поражению печени и почек.
Муравьиную кислоту необходимо хранить в хорошо проветриваемом, прохладном месте. Емкости, в которых хранится муравьиная кислота, также должны быть герметизированы резьбовым соединением для выравнивания давления, иначе может возникнуть избыточное давление в результате образования газов при разложении. При работе с муравьиной кислотой необходимо использовать защитные очки и перчатки. Максимальная концентрация на рабочем месте составляет 5 мл/м³.