Муравьиная кислота - формула, свойства, получение и применение

Понятие и определение

НСООН — формула муравьиной кислоты. Относится к карбоксильной группе. Является биогенным веществом, поскольку получается двумя способами:

• Синтетически. Вырабатывается в медицинских лабораториях с использованием метана. Первым синтезировавшим ее стал французский химик Джозеф Люссак.
• Живыми организмами. Естественный процесс, вырабатывается преимущественно для поддержания защитных функций.

Не имеет ярко выраженного воздействия на кожный покров человека. Тем не менее является кислотой, поэтому легкое жжение все-таки будет испытываться. Внешне вещество прозрачной бесцветной жидкостью с кислым запахом и вкусом. Состояние наблюдается при нормальных условиях. Изменение температуры влияет и на видовые характеристики.

Основные свойства

Свойства муравьиной кислоты нельзя недооценивать. Несмотря на то что она характеризуется простейшим соединением, принимает участие в обменных процессах человека и животных. Физические параметры:

• Внешний вид — бесцветная жидкость;
• Молярная масса — 46,025г/моль;
• Константа диссоциации — 1,772⋅0,0001;
• Температура кипения — 100,7 г градусов.

В природе кислота встречается в разбавленном виде, концентрация составляет 10−15%. Но при 100% (можно достичь в химической лаборатории) начинает разъедать кожу в считаные секунды. К химическим свойствам относят:

• При смешивании с основаниями и солями образуются формиаты;
• Нагревание со спиртом способствует получению сложного эфира;
• Окисляется калием, как угольная кислота;
• Очень горючая, взрывоопасная. Степень и очаги поражения зависят от концентрации и количества вещества;
• Выделяет оксид углерода при контакте с серной кислотой;

Благодаря уникальным химическим свойствам, кислота нашла широкое применение. В современности невозможно найти такую отрасль или сферу производства, где бы обошлись без нее. Существует также суточная норма потребления вещества, необходимая для стабильного и нормального функционирования организма. Поскольку она присутствует во многих продуктах, достичь таковой не составит труда.

Способы получения

В природе наблюдается естественное получение муравьиной кислоты. Ферменты берут у насекомых. Но она содержится и в растениях:

• яблоки;
• клубника;
• малина;
• папайя;
• авокадо;
• крапива.

Также вещество выделяется некоторыми животными и насекомыми. Например, оно генерируется пчелами в процессе строительства домиков для молодых особей. Сами муравьи пользуются кислотой для защиты, а также чтобы перегрызть крупные предметы, которые они используют в качестве заготовок на зиму, строительства муравейника.

В химических лабораториях синтезировать можно несколькими методами. Наиболее распространенный — побочное вещество при производстве уксуса. Атомы бутана окисляются, будучи в жидкой фазе, и происходит расщепление на два элемента — основной и второстепенный. Также есть другие способы искусственного получения:

• воздействие щелочью на углерод;
• нагрев щавелевой кислоты с глицерином;
• омыливание синильной кислоты.

В промышленности тоже добывается рассматриваемое вещество. Используется метод соединения монооксида углерода с едким натром. Образуется формиат натрия, который впоследствии легко перевести в муравьиную кислоту. Остальные способы синтеза не получили широкого распространения.

Области применения

Благодаря многочисленным положительным качествам, применение муравьиной кислоты распространяется почти на все области человеческой деятельности. Подробная картина представлена в таблице.

Узкопрофильное использование

Отдельные отрасли не представляют своего существования без муравьиной кислоты. Ее реакция, молекулярная плотность и уникальная кислотность не имеют сравнения. Поэтому некоторые промышленные сферы используют вещество несколькими разными способами. К примеру, в пищевом производстве она является не только хорошим консервантом. Обладая отличными дезинфицирующими свойствами, позволяет подготовить емкости к дальнейшему применению.

В медицине элемент является отличным антисептиком. Однако спектр его действия этим не ограничивается. При правильной концентрации может использоваться другими способами:

• Улучшает обменные процессы на поверхности кожи.
• Положительно сказывается на питании тканей.
• Расширяет сосуды, чтобы лекарственные препараты начали действовать быстрее и эффективнее.

При этом возможности для лечения открываются широкие. Вещество хорошо себя проявило в устранении синяков, борьбе с грибковыми заболеваниями, варикозным расширением вен. Его используют для очищения поверхности кожи и избавления от угревой сыпи, поэтому оно востребовано и в косметологии. Противопоказание только одно — не стоит наносить на открытое повреждение, поскольку продукт быстро разъест чувствительные ткани, даже при минимальной концентрации.

Химические реакции

Если рассматривать применение не в быту, область существенно расширяется. Химическое использование продукта несколько иное. Задействуются разные реакции, чтобы синтезировать производные:

• Уникальная особенность вещества в том, что помимо кислотных свойств у него имеются также и альдегидные. При окислении образует углекислый газ.
• Процесс нагревания приводит к структурному разложению на воду и углерод.
• Наблюдается отличное взаимодействие с аммиачным раствором серебряного оксида. При этом серебро выводится, как самостоятельный элемент. Такая реакция называется «зеркалом».
• Взаимодействует с гидроксидом меди, образуя на выходе углекислый газ, оксид металла и воду.

Состоит из атомов углерода, водорода и кислорода. Реагирует на разные воздействия очень остро, поэтому можно быстро получить совершенно новое вещество или отдельный элемент. Исходя из названия, наблюдается опасность, если концентрация превосходит 10%.

Гидролиз — реакция, направленная на элемент и воду. Взаимодействие с кислотами является обратимым процессом. Т. е. концентрацию можно поднять после разбавления, но в лабораторных условиях и с использованием специального оборудования. Без катализаторов действие слабое и медленное, с ними ускоряется до нескольких секунд. Взглянув на уравнения, можно наблюдать разносторонние изменения (как растворение, так и концентрирование).

У муравьиной кислоты есть множество гомологов. Это элементы с аналогичной цепочкой, но измененным количеством атомов углерода. Среди них ближайшие:

• уксусная;
• пропионовая;
• масляная;
• валериановая;
• капроновая.

Дегидратация представляет собой процесс получения чистого оксида углерода. Происходит естественным образом, но реакция сильно замедлена. Чтобы ускорить процесс, обработка в лабораториях осуществляется совместно с серной кислотой — в нее постепенно влияют вещество.