Новости Нефтегазовая пром.
Выставки Наука и технология


Муравьиная кислота

Муравьиная кислота


Муравьиная кислота

Муравьиная кислота
Муравьиная кислота
Муравьиная кислота
Систематическое
наименование
Метановая кислота
Традиционные названияМуравьиная кислота
Хим. формулаCH₂O₂
Рац. формулаHCOOH
СостояниеЖидкость
Молярная масса46,025380 г/моль
Плотность1,2196 г/см³
Динамическая вязкость0,16 Па·с
Энергия ионизации11,05 ± 0,01 эВ
Т. плав.8,25 °C
Т. кип.100,7 °C
Т. всп.60 °C
Т. свспл.520 °C
Пр. взрв.18 ± 1 об.%
Тройная точка281,40 K (8,25 °C), 2,2 кПа
Кр. точка588 K (315 °C), 5,81 МПа
Мол. теплоёмк.98,74 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования−409,19 кДж/моль
Давление пара120 мм. рт. ст. (16 кПа) при 50 °C
pKa3,75
Показатель преломления1,3714
Дипольный момент1,41 (газ) Д
ГОСТГОСТ 5848-73 ГОСТ 1706-78
Рег. номер CAS64-18-6
PubChem
Рег. номер EINECS200-579-1
SMILES
InChI
Рег. номер EC200-579-1
Кодекс АлиментариусE236
RTECSLQ4900000
ChEBI30751
ChemSpider
Токсичность
Муравьиная кислота
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Муравьиная кислота (систематическое наименование: метановая кислота) HCOOH — органическое соединение, 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. Соли и анионы муравьиной кислоты называются формиатами.


Физические и химические свойства

При стандартных 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:

 2KMnO4 + 5HCOOH + 3H2SO4 → K2SO4 + 2MnSO4 + 5CO2 + 8H2O

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

 HCOOH → H2O + CO

Муравьиная кислота реагирует с аммиачным раствором оксида серебра:

 HCOOH + 2[Ag(NH3)2]OH → 2Ag + (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O

Взаимодействие муравьиной кислоты с гидроксидом меди:

 HCOOH + 2Cu(OH)2 → CO2 + Cu2O + 3H2O

Проявляет все свойства одноосновных карбоновых кислот:

Образует формиаты с металлами:

 HCOOH + KOH → HCOOK + H2O
 2HCOOH + CaCO3 → (HCOO)2Ca + H2O + CO2

Со спиртами образует сложные эфиры:

 HCOOH + CH3OH → HCOOCH3 + H2O
Муравьиная кислота

Получение

  1. Побочный продукт в производстве уксусной кислоты жидкофазным окислением бутана.
  2. Окисление метанола:
     CH3OH → HCHO → HCOOH
  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, при этом образуются муравьиные эфиры, которые после разложения водой дают муравьиную кислоту и глицерин.

Безопасность

Муравьиная кислота

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

По данным ПДК в воздухе рабочей зоны равна 1 мг/м3 (максимально-разовая). Может попадать в организм при вдыхании. Порог восприятия запаха может достигать, например, 453 мг/м3. можно ожидать, что использование широко распространённых фильтрующих СИЗОД в сочетании с "заменой фильтров по появлении запаха под маской" (как это почти всегда рекомендуется в РФ поставщиками СИЗОД) приведёт к чрезмерному воздействию муравьиной кислоты на, по крайней мере, часть работников — из-за запоздалой замены противогазных фильтров. Для защиты от неё следует использовать более эффективные изменение технологии и средства коллективной защиты.


Муравьиная кислота

Нахождение в природе

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.

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 CH3OH в паровой фазе в присутствии катализаторов, содержащих Cu, а также Zr, Zn, Cr, Mn, Mg и др. (метод не имеет промышленного значения).

Применение

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.

Производные муравьиной кислоты

Соли и эфиры муравьиной кислоты называют формиатами.