Муравьиная кислота, получение, свойства, химические реакции.
Муравьиная кислота (также – метановая кислота) – органическое вещество, относящееся к насыщенным одноосновным карбоновым кислотам.
Муравьиная кислота, формула, характеристики
Физические свойства муравьиной кислоты
Химические свойства муравьиной кислоты
Безопасность при обращении с муравьиной кислотой. Требования ГОСТа
Муравьиная кислота, формула, характеристики:
Муравьиная кислота (также – метановая кислота) – органическое вещество, относящееся к насыщенным одноосновным карбоновым кислотам.
Химическая формула муравьиной кислоты CH₂O₂. Рациональная формула муравьиной кислоты HCOOH. Изомеров не имеет.
Строение молекулы муравьиной кислоты:
Муравьиная кислота (метановая кислота) – простейшая карбоновая кислота, родоначальник класса карбоновых кислот.
Муравьиная кислота – бесцветная жидкость, обладающая резко пахнущим запахом.
Муравьиная кислота – легковоспламеняющаяся жидкость с температурой вспышки 60 °С, температурой самовоспламенения 504 °С.
Водный раствор, содержащий 85% муравьиной кислоты, также является горючей жидкостью с температурой вспышки (в открытом тигле) 71 °С, температурой воспламенения 83 °С.
При температуре выше 69°C муравьиная кислота может образовывать взрывоопасныe смеси пар/воздух.
Растворима в ацетоне, бензоле, глицерине, толуоле. Смешивается с водой, диэтиловым эфиром, этанолом.
В качестве пищевой добавки муравьиная кислота зарегистрирована как E236.
Муравьиная кислота своё название получила из-за того, что была впервые выделена в 1670 году английским натуралистом Джоном Рэйем из рыжих лесных муравьёв.
В природе муравьиная кислота содержится в яде пчел, в крапиве, хвое, выделениях медуз, фруктах (яблоках, малине, клубнике, авокадо и пр.).
Соли и анионы муравьиной кислоты называются формиатами.
Название муравьиной кислоты на английском – formic acid.
Муравьиная кислота обладает токсическим действием, опасна для жизни и здоровья (опасность зависит от концентрации), обладает разъедающими свойствами.
Физические свойства муравьиной кислоты:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Цвет | без цвета |
| Запах | резкий запах |
| Вкус | кислый |
| Агрегатное состояние (при 25 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | жидкость |
| Плотность (при 25 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 | 1,2196 |
| Плотность (при 25 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 1219,6 |
| Температура плавления, °C | 8,25 |
| Температура кипения, °C | 100,7 |
| Тройная точка, °C | 8,25 при 2,2 кПа |
| Критическая точка, °C | 315 при 5,81 МПа |
| Температура вспышки, °C | 60 |
| Температура самовоспламенения, °C | 504 |
| Константа диссоциации | 1,772⋅10-4 |
| Константа диссоциации кислоты | 3,75 |
| Взрывоопасные концентрации смеси с воздухом, % объёмных | от 18 до 57 |
| Удельная теплота сгорания, МДж/кг | 4,58 |
| Молярная масса, г/моль | 46,03 |
Химические свойства муравьиной кислоты:
Муравьиная кислота, кроме кислотных свойств, проявляет также некоторые свойства альдегидов, в частности, восстановительные.
Для нее характерны следующие химические реакции:
- 1. реакция муравьиной кислоты с щелочами:
HCOOH + NaOH → HCOONa + H2O,
HCOOH + KOH → HCOOK + H2O.
В ходе данной реакции образуется формиат натрия (формиат калия) и вода.
- 2. реакция муравьиной кислоты с гидроксидами:
HCOOH + 2Cu(OH)2 → CO2 + Cu2O + 3H2O.
В ходе данной реакции образуется углекислый газ, оксид меди и вода.
- 3. реакция разложения муравьиной кислоты при нагревании:
HCOOH → CO + H2O (to, kat = H2SO4 (конц.) или P4O10).
При нагревании с сильными водоотнимающими средствами, такими как концентрированная серная кислота или оксид фосфора, разлагается на моноксид углерода (угарный газ) и воду.
- 4. реакция образования сложных эфиров:
Муравьиная кислота, вступая в реакцию со спиртами, образует сложные эфиры.
HCOOH + СН3ОН→ HCOOCH3 + H2O.
В результате химической реакции муравьиной кислоты с метанолом (метиловым спиртом) образуется метилформиат (метиловый эфир муравьиной кислоты) и вода.
- 5. реакция с аммиачным раствором оксида серебра (реакция серебряного зеркала):
HCOOH + 2[AgNH3)2]ОН→ 2Ag + (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O.
Поскольку муравьиная кислота проявляет свойства альдегидов, то для нее характерна реакция «серебряного зеркала». Реакция «серебряного зеркала» является качественной реакцией на альдегиды. В результате реакции образуется металлическое серебро. Если реакция проводится в сосуде с чистыми и гладкими стенками, то серебро осаждается на них в виде тонкой плёнки, образуя зеркальную поверхность. При наличии малейших загрязнений серебро выделяется в виде серого рыхлого осадка.
Получение муравьиной кислоты:
Муравьиную кислоту получают:
– окислением метанола (СН3ОН);
– как побочный продукт при окислении бутана в производстве уксусной кислоты;
– реакцией монооксида углерода с гидроксидом натрия (основной промышленный способ) в две стадии.
NaOH + CO → HCOONa → HCOOH
На первой стадии получают формиат натрия, затем его обрабатывают серной кислотой;
– разложением глицериновых эфиров щавелевой кислоты.
Безопасность при обращении с муравьиной кислотой. Требования ГОСТа:
Муравьиная кислота относится к веществам 2-го класса опасности (ГОСТ 12.1.007-76). Предельно допустимая концентрация ее в воздухе рабочей зоны производственных помещений (ПДК) составляет 1 мг/м3 (см. ГОСТ 5848-73 Реактивы. Кислота муравьиная. Технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3)).
При превышении предельно допустимой концентрации пары муравьиной кислоты действуют раздражающе на слизистую оболочку верхних дыхательных путей и глаз; муравьиная кислота вызывает также ожог кожи.
Муравьиная кислота и ее растворы – легковоспламеняющиеся жидкости. Все работы с муравьиной кислотой следует проводить вдали от огня.
Все помещения, в которых проводятся работы с муравьиной кислотой, должны быть оборудованы общей приточно-вытяжной механической вентиляцией. Анализ муравьиной кислотой следует проводить в вытяжном шкафу лаборатории.
При работе с ней следует применять индивидуальные средства защиты. Не допускать попадания препарата внутрь организма. Первая помощь при ожогах – обильное промывание водой.
Применение муравьиной кислоты:
Муравьиная кислота применяется:
– в медицине,
– в сельском хозяйстве, как консервант сена и силоса,
– в химической промышленности в качестве растворителя,
– в пищевой промышленности в качестве консерванта,
– в текстильной промышленности для окрашивания шерсти,
– в пчеловодстве как средство для борьбы с паразитами.
Примечание: © Фото //www.pexels.com, //pixabay.com