Где метановая кислота в природе



Муравьиная кислота

Органическое соединение, относится к насыщенным одноосновным карбоновым кислотам.

Альтернативное название

Формула

Свойства муравьиной кислоты

Физические свойства

Муравьиная кислота – прозрачная жидкость с резким характерным запахом.
С водой, этиловым спиртом и диэтиловым эфиром она смешивается во всех отношениях, растворима в ацетоне и в ароматических углеводородах (бензоле, толуоле), нерастворима в алифатических углеводородах (бензине, гексане, уайт-спирите). Муравьиная кислота в концентрации 77,5 % образует азеотропную смесь, кипящую при температуре 107,3°С.

Свойство Описание
Внешний вид Прозрачная жидкость белого цвета
Молярная масса 46,025 г/моль
Плотность при 20°С 1,220 г/см 3
Показатель преломления при 20°С 1,37142 nD20
Температура плавления 8,25°С
Температура кипения 100,7°С

Химические свойства

При взаимодействии с основаниями образует соли – формиаты:

NaOH + НСООН = HCOONa + H2O.

Формиаты легко растворимы в воде.

При нагревании муравьиной кислоты со спиртами в присутствии серной кислоты образуются сложные эфиры:

Муравьиную кислоту можно считать альдегидом угольной кислоты, поэтому она легко окисляется перманганатом калия:

Наличие альдегидной группы в соединениях определяют при помощи реакции серебряного зеркала:

Муравьиная кислота горюча:

При нагревании в присутствии иридия она разлагается на углекислый газ и водород:

При нагревании с серной кислотой выделяется монооксид углерода:

Последняя реакция является лабораторным способом получения монооксида углерода (угарного газа).

Получение

Естественные способы получения

Муравьиной эта кислота названа Джоном Рэйем, который получил ее в 1670 году из муравьев. Она встречается также в пчелином яде, в крапиве и хвое. Присутствует в некоторых плодах и ягодах.

Лабораторный способ получения

Муравьиная кислота получается при нагревании щавелевой кислоты в присутствии глицерина:

Получение в промышленности

Самый распространенный промышленный метод получения муравьиной кислоты – это реакция между монооксидом углерода СО и едким натром:

NaOH + СО = HCOONa.

Получающийся формиат натрия переводят в муравьиную кислоту:

Значительная часть муравьиной кислоты получается в производстве уксусной кислоты методом окисления бутана в жидкой фазе как побочный продукт.

Есть и множество других способов, но они пока не получили большого распространения.

Применение

Муравьиную кислоту применяют наружно при болезнях суставов в виде 1,75% спиртового раствора, который называют муравьиным спиртом. В косметике ее включают в состав лосьонов от угревой сыпи.

Применяется она при выделке кожи и при крашении тканей. В химической промышленности из нее получают растворитель метилформиат НСООСН3 (метиловый эфир муравьиной кислоты).

В животноводстве муравьиную кислоту добавляют в корма с целью профилактики кишечных заболеваний у скота, в особенности молодняка. Пчеловоды пользуются ей для лечения варроатоза.
Муравьиная кислота, маркируемая как Е236, входит в состав напитков, конфет, пирожных и других кондитерских изделий. Добавляют ее и при мариновании овощей.

Муравьиная кислота из пищевых продуктов легко усваивается организмом. А вот растворы ее с концентрацией больше 10% могут вызвать ожоги. Очень опасна концентрированная кислота, поскольку легко проникает в ткани и оставляет очень глубокие ожоги. При попадании на кожу или в глаза следует немедленно смыть ее раствором соды.

Пример решения задачи

Осуществите следующие превращения:
СН4→CH3Cl→СН3ОН→НСНО→НСООН→НСООСН3.

Источник

Метановая кислота

Муравьиная кислота (метановая кислота) – первый представитель в ряду насыщенных одноосновных карбоновых кислот.

Содержание

Физические и термодинамические свойства

При нормальных условиях муравьиная кислота представляет собой бесцветную жидкость.

(температурный коэффициент показателя преломления 3,8·10 -4 , справедлив в интервале температур 10—30°C)

Получение

1. Как побочный продукт в производстве уксусной кислоты жидкофазным окислением бутана.

Получение муравьиной кислоты окислением метанола

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 гидроскид натрия; на второй стадии проводят обработку формиата натрия серной кислотой и вакуумную перегонку продукта.

4. Разложением щавелевых эфиров глицерина. Для этого нагревают безводный глицерин со щавелевой кислотой, при этом отгоняется вода и образуются щавелевые эфиры. При дальнейшем нагревании эфиры разлагаются, выделяя углекислый газ, причём образуются муравьиные эфиры, которые после разложения водой дают муравьиную кислоту и глицерин.

Безопасность

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

При контакте с кожей 100%-ная 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 тяжелого некротического гастроэнтерита.

Муравьиная кислота быстро перерабатывается и выводится организмом. Тем не менее, муравьиная кислота и формальдегиды, образующиеся при отравлении метанолом, вызывают повреждение зрительного нерва и ведут к слепоте.

Химические свойства

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:

Нахождение в природе

В природе муравьиная кислота обнаружена в хвое, крапиве, фруктах, едких выделениях пчел и муравьев (в последних впервые обнаружена в XVII веке, отсюда название).

В больших количествах муравьиная кислота образуется в качестве побочного продукта при жидкофазном окислении бутана и легкой бензиновой фракции в производстве уксусной кислоты. Муравьиную кислоту получают также гидролизом формамида (

Читайте также:  Две концепции человеческой природы

35% от общего мирового производства); процесс состоит из нескольких стадий: карбо-нилирование 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 щелочи (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

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, как отбеливатель при дублении кожи и др. В лабораториях используют разложение жидкой муравьиной кислоты под действием горячей концентрированной серной кислоты, либо пропуская муравьиную кислоту над оксилом фосфора P2O5 для получения монооксида углерода. Схема реакции:

Производные муравьиной кислоты

Соли и эфиры муравьиной кислоты называют формиатами. Важнейшим производным муравьиной кислоты является формальдегид (метаналь, муравьиный альдегид).

Источник

Применение муравьиной кислоты

Муравьиная кислота или метановая – это естественное химическое вещество, которое может быть синтезировано в лабораториях. В природе она чаще всего встречается при укусах насекомых, а именно муравьев и пчел.

Именно это соединение, которое вызывает раздражение, возникающее сразу после укуса широко используется людьми. Хотя это может быть достаточно опасно при высокой концентрации, но вещество часто используется в пищевых продуктах в качестве консерванта или на посевах в качестве пестицида.

В чистом виде оно практически не имеет никакого цвета и сильного запаха.

Несмотря на свое естественное использование в качестве сдерживающего фактора для хищников, люди нашли много практического, повседневного применения этого универсального химического вещества.

История открытия вещества

Муравьиная кислота была открыта в 17 веке английским натуралистом Джоном Рэйем занимающимся научной орнитологией и лесными муравьями.

Ученые добавили про муравьев к слову труженик еще одно занятие в этом списке: химик. Они обратили внимание, что древесные муравьи защищают свои колонии от заболевания путем мощного антибиотика изготовленного из древесной смолы и яда из своего тела. Это пример фармакологии животных, как некоторые живые существа избегают эпидемий.

Подобно людям, лесные муравьи живут плотными группами, с колониями, численностью в сотни тысяч. Это располагает к распространению заболеваний, особенно потому, что их гнезда теплые, влажные и полны мертвых насекомых, чтобы быть использованы в качестве пищи бактериями. Большинство видов муравьев удалось избежать эпидемий, одержимо ухаживая друг за другом и очищая свои колонии. Лесные муравьи принимают меры предосторожности путем изготовления антимикробной смолы для своих гнезд. Ученые подозревали что под этим может скрываться еще более сложный секрет для сохранения здоровья. Этим секретом оказалось соединение: муравьиная кислота: едкое вещество вырабатываемое муравьями для борьбы с угрозами, подчиняя себе жертву и очищая их потомство.
Много животных защищаются веществами, но муравьиная кислота обладает уникальным «синергетическим эффектом».

Это вещество является результатом длительного эволюционного развития с возбудителями болезней в течение 50 миллионов лет и, возможно, больше. Это интересные факты природы. Поэтому муравьиная кислота применение нашло широкое.

Применение муравьиной кислоты

Для промышленного использования

Одно из самых распространенных видов промышленного применения муравьиной кислоты или метановой стало производство кожи. Потому что вещество настолько кислое, чтобы быть идеальным химикатом для использования при обработке кожи. Хотя вещество наиболее часто используется в кожевенном производстве, в настоящее время используют муравьиную кислоту в процессе крашения и отделки текстильных изделий. Она также применяется в качестве коагулянта в резиновых производственных процессах.

В дополнение к её использованию в кожевенной, текстильной и резиновой промышленности, производные муравьиной кислоты были недавно разработаны, чтобы помочь бороться с гололедом в таких богатых странах, как Австрия и Швейцария. Эти страны, используют формиаты, которые являют солями, полученными из муравьиной кислоты. Эти составы более эффективны, чем традиционные солевые и являются более экологически чистыми.

При правильном использовании, формиаты лучше увеличивают сцепные способности на скользких поверхностях, а также способствуют изменению поверхностей различного оборудования для многих технологий.

Сельскохозяйственное использование

На сельское хозяйство приходится очень высокий процент применения муравьиной или метановой кислоты по всему миру. Благодаря своим природным антибактериальным свойствам вещество достигло высокого использования в качестве антибактериальных консервантов и пестицидов. В этой отрасли оно наиболее часто используется в качестве пищевой добавки и часто является ингредиентом в комбикормах и силосе. Когда используется силос, вещество выполняет двойную функцию. В дополнение к обеспечению определенного уровня антибактериальной поддержки, оно фактически позволяет силосу начать брожение при более низкой температуре, что значительно сокращает общее время, необходимое для повышения пищевой ценности готового продукта.

Кроме того это и пищевая добавка Е236 применяемая в продуктах для людей.

Медицинское применение

Использование в медицине обширное, так как вещество замедляет процессы гниения, работая как консервант. Всевозможные медицинские растворы с применением метанола относятся к клинико-фармакологической группе препаратов с анальгезирующими свойствами как болеутоляющее и обеззараживающее средство.

Меры предосторожности

В зависимости от того, насколько концентрировано вещество, оно может быть незаметно или наоборот опасно. В ходе типичного взаимодействия с этим химикатом люди подвергаются взаимодействию только в очень низких концентрациях. При воздействии в высоких концентрациях, есть много опасных побочных эффектов, которые могут возникнуть. Самый опасный аспект муравьиной кислоты является ее высокая коррозийная природа в концентрированном виде. Высококонцентрированное количество муравьиной кислоты может привести к серьезным травмам, если ее вдыхать, глотать или касаться напрямую. В этом случае возникают язвы, тошнота, ожоги, волдыри и сильный дискомфорт вокруг пораженного участка. Это химическое вещество, находится в распыленном яде некоторых видов муравьев и секреции, некоторых видах крапивы.

Однако при низких концентрациях это полезно и применяется в косметологии. Косметические средства на основе вещества дают хорошие результаты, как вакуумно роликовый массаж.

Строение, свойства и формула

Муравьиная кислота формула – является простейшим членом семьи карбоновых кислот и также известна как метановая. Молекулярная формула – НСООН. Молекулы состоят из карбоксильной группы (СООН) с присоединенным атомом водорода. В карбоксильной группе атом углерода имеет двойную связь ее присоединения к атому кислорода и одинарной связи, соединяющей его с гидроксилом (OH) группы.

Читайте также:  Сущность и природа стресса в менеджменте

Вещество можно произвести синтетическим путем в лабораториях и физическая химия этим успешно занимается. В природе обычно существует в виде бесцветной жидкости. Этот химикат замерзает при + 8,3 градуса по Цельсию и кипит 100,7 градусов по Цельсию. Он имеет неприятный запах и часто описывается как “острый” запах.

Интересные факты

Из-за универсальной роли в нашей жизни и в природе, муравьиная кислота – это очень интересное вещество. Помимо своего практического применения в сельском хозяйстве, промышленности и в защитных механизмах насекомых, она также приводит к некоторым очень интересным эффектам и взаимодействиям.

Среди них является её роль в пищеварительной системе муравьеда. В отличие от большинства млекопитающих, желудок муравьеда не содержит соляной кислоты, основного химического вещества, используемого для переваривания в организме других животных. Из-за высокой концентрации муравьев в своем питании, муравьед вырабатывает пищеварительные соки от муравьев, которых он ест.
Организм человека также синтезирует небольшое количество метановой муравьиной кислоты из метанола, который мы глотаем, вдыхаем. Некоторое количество метанола в организм поступает с аспартамом. Аспартам – это пищевая добавка Е951, заменитель сахара, распадающаяся в организме на аминокислоты: аспарагиновую, фенилаланин и метанол. Однако эти химикаты в нашем организме, как правило, слишком разбавлены, чтобы быть опасными.

Хотя это может быть очень опасно в неестественно высоких концентрациях, но муравьиная кислота на самом деле универсальная и чрезвычайно полезная пищевая добавка в промышленной химии. При потреблении на нормальном уровне очень быстро и легко усваивается нашими организмами.

Тем не менее, было обнаружено, что потребление в высококонцентрированных количествах муравьиной кислоты может привести к повреждению внутренних органов.

Источник

Муравьиная кислота: общая характеристика и применение

HCOOH – рациональная формула муравьиной кислоты, насыщенной односоставной карбоновой кислоты, входящая в так называемую карбоксильную группу. В настоящее время муравьиная кислота имеет систематическое название метановой, является органическим соединением, зарегистрированным в качестве пищевой добавки Е236.

История появления муравьиной кислоты

Открытие

В 1670 году натуралист, член Лондонского королевского общества Джон Рей провел эксперимент, результатом которого стало появление нового водного раствора химического соединения, проявляющего типичные свойства кислот. Рей путем кипячения воды в сосуде с помещенными в него рыжими лесными муравьями, произвел процесс перегонки паром.

Сейчас процесс заменен синтезом муравьиной кислоты из угарного газа и воды. Позже энтомологи подтвердят, что в теле муравьев в брюшной полости находятся ядовитые железы, которые вырабатывают кислоту как средство защиты от нападения.

Рыжие лесные муравьи оказались не единственными носителями кислоты данного вида. Муравьиная кислота, хоть и в меньших объемах, обнаружена в пчелином яде, гусеницах шелкопряда, сосновой хвое, крапиве, фруктах, а также выделениях животных и даже человека. Соли и эфиры кислоты, формиаты, также получили название от латинского formica — муравей.

Получение

С XIX века муравьиную кислоту получают химическим путем в виде натриевой соли. Большее количество муравьиной кислоты получается как побочный продукт при жидкофазном окислении бутана и бензиновой фракции при производстве другой кислоты – уксусной.

Около 35% мирового производства получают гидролизом формамида. Основным промышленным способом получения муравьиной кислоты является реакция монооксида углерода с гидроксидом натрия: NaOH + CO → HCOONa → (+H2SO4, −Na2SO4) HCOOH. Процесс разделен на две стадии:

  • 1 стадия. Монооксид углерода пропускают под давлением 0.6 – 0.8 МПа через 120 – 130 °C гидроксид натрия.
  • 2 стадия. Обработка формиата натрия серной кислотой и перегонка продукта вакуумом.

Еще одним способом является разложение глицериновых эфиров щавелевой кислоты. При нагревании щавелевой кислоты и безводного глицерина путем отгона воды образуют щавелевые эфиры. Разлагая щавелевые эфиры методом нагревания, получают углекислый газ и образования муравьиных эфиров. Последние методом разложения водой образуют глицерин и муравьиную кислоту.

Физические и химические свойства муравьиной кислоты

Одна из самых простых карбоновых кислот, муравьиная одновременно является самой сильной. При попадании на кожу вызывает ожог, жжение, растворение. Растворяет капрон, нейлон и прочие полимеры.

Муравьиная кислота представляет собой бесцветную жидкость с едким и резким запахом. Смешивается с водой, этанолом, диэтиловым эфиром. Растворяется в ацетоне, бензоле, глицерине и толуоле. Обладает свойствами кислот и альдегида, в молекулярной формуле есть кислотная часть (CO-OH) и атом углерода (H-CO). Такая особенность привела к особенной реакции восстанавливать серебро, что характерно для альдегидов, но не для кислот.

Читайте также:  Природа очаровывает своей красотой

Важная особенность муравьиной кислоты является изготовление «тяжелых» жидкостей. Применяемые геологами, минеролагами, геммологами, помогают при идентификации и разделении минералов по свойствам их плотности.

При растворении металлического таллия в 90% растворе муравьиной кислоты, получают формиат таллия. При растворении таких веществ и их солей получают раствор в котором плавают тяжелый шпат, корунд, малахит.

Муравьиная кислота известна своими бактерицидными свойствами. Используется при дезинфекции продовольственной тары. Кислота используется как пищевой концентрат. Слабые растворы применяют в медицине.

Применение

Основное применение муравьиной кислота – консервант, это обусловлено высоким бактерицидными и антисептическими свойствами. Останавливающая свойства гнилостности муравьиная кислота (пищевой вариант E236) широко применяется во многих областях, среди которых:

  • пищевая:
    • консервация соков, овощей
    • очистка от примесей сахаров при производстве меда, маринадов
    • дезинфекция винных и пивных емкостей
    • анальгетическое и противовоспалительное средство
    • лечение грибковых заболеваний, ушибов, растяжений, варикозного расширения вен
    • противотуберкулерных растворах
    • анестетиков
    • очищающие средства при лечении угревой сыпи
    • стимуляция роста волос
    • средства для соляриев и загара
    • чистящие средства против ржавчины и известкового налета
    • заготовка зимних кормов
    • борьба с клещами при пчеловодстве

    Более подробно о сферах применения муравьиной кислоты можно узнать в публикации «Применение муравьиной кислоты в различных отраслях».

    Безопасность и допустимость использования

    Следует обратить внимание на то, что применение муравьиной кислоты в продуктах питания разрешено России, Беларуси, а также странах ЕАЭС. В странах Евросоюза разрешено применять Е236 в косметических средствах, а в США в составе синтетических ароматизаторов для продуктов питания.

    Неразбавленная муравьиная кислота вызывает сильные химические ожоги, 10% и более обладает разъедающим эффектом, менее 10% — раздражающим.

    Основная отличительная особенность метановой кислоты — это отсутствие производств в России. Тем не менее, муравьиную кислоту всегда можно купить в ООО «Эверест». Узнать подробнее можно здесь.

    Источник

    Муравьиная кислота — чем полезна и где содержится в природе

    Муравьиную кислоту можно встретить в природе, для потребностей промышленности она синтезируется искусственным путём. Соединение имеет широкий спектр использования в различных сферах человеческой деятельности.

    Что такое муравьиная кислота

    Муравьиная кислота (НСООН) — это органическое вещество, относящееся к одноосновным карбоновым соединениям метана. Другое название муравьиной кислоты — метановая (Methanol acid). Представляет собой бесцветную жидкость с резким специфическим запахом.

    муравьиная кислота формула

    Особенности муравьиной кислоты

    Вещество смешивается с водой и спиртом, растворяется в ацетоне и бензине. Не имеет кристаллического состояния. Легковоспламеняющаяся жидкость, при t выше 69˚С образовывает взрывоопасную смесь. Имеет высокоррозийную активность. Обладает биохимическими свойствами — способна вырабатываться живыми организмами.

    Проявление кислотности муравьиной кислоты: она может образовывать соли (формиаты), сложные эфиры. Соединение проявляет восстановительные свойства альдегидов.

    Чем полезна муравьиная кислота для организма человека

    Вещество обладает антимикробными, противовоспалительными, болеутоляющими свойствами. В человеческом организме оно стимулирует обменные процессы, нормализует синтез пуринов и нуклеотидов. Соединение улучшает кровообращение, тонизирует венозную систему, препятствует тромбообразованию.

    Используется для наружного применения в виде спиртовых настоек, лечебных кремов и гелей. Применяется при заболеваниях:

    1. суставных и мышечных патологиях, сопровождающихся болевым синдромом;
    2. варикозном расширении вен;
    3. невралгиях;
    4. туберкулёзе в качестве иммуностимулирующего средства;
    5. грибковых заболеваниях, педикулёзе;
    6. угревой сыпи.

    Регенерационные свойства соединения используются для быстрого восстановления после травм, заживления ран. Медикаменты, содержащие химикат, нельзя использовать при повреждении кожных покровов. Повышенная чувствительность к препаратам может стать причиной аллергической реакции.

    Неразбавленный реактив вызывает химические ожоги эпидермиса. Пары вещества способны стать причиной поражения дыхательных путей и повреждения роговицы глаз. Случайное попадание вещества внутрь приводит к атрофическому гастроэнтериту.

    Муравьиная кислота: где содержится?

    Впервые соединение было выделено из рыжих муравьёв, за что получило свое название. Где ещё в природе можно встретить метановую кислоту?

    Вещество встречается в кисло-сладких ягодах и фруктах:

    • клубнике;
    • малине;
    • папайе;
    • яблоках.

    Обнаружено в диком ямсе, хвое и щавеле. Едкий секрет муравьёв, пчёл и медуз содержит аминокислоту.

    Ожоги, получаемые при касании крапивы, происходят благодаря наличию на поверхности листьев химически-агрессивного вещества, растение содержит значительное количество муравьиной кислоты.

    В готовых продуктах реактив содержится в яблочном уксусе, квашеных и маринованных овощах.

    Суточная потребность в муравьиной кислоте

    Органическое соединение не относится к жизненно необходимым веществам, поэтому суточная потребность человека в Methanol acid не определена. Максимально допустимая норма потребления в сутки — 3 мг.

    Применение муравьиной кислоты в пищевой промышленности

    Муравьиная кислота — это мощный консервант и усилитель вкуса. По международной классификации соединение зарегистрировано как пищевая добавка е236. Повышая кислотность продукта, вещество замедляет развитие грибков и гнилостных бактерий.

    В пищевой промышленности используются водные растворы соединения и формиаты. Как самостоятельная пищевая добавка, или в комплексе с бензоатами, е236 применяется:

    • консервация соков, овощных и рыбных маринадов;
    • усиление вкуса и запаха фруктовых полуфабрикатов, соусов и кетчупов;
    • производство безалкогольной продукции;
    • изготовление кондитерских изделий, продуктов сыроделия;
    • расщепление сахара при производстве искусственного мёда.

    Антисептические свойства используются для дезинфекции парами химиката бочек для вина и пива. Формиаты натрия (е237) и кальция (е238) применяются в качестве солезаменителей.

    Муравьиная кислота способна приносить пользу и вред. Соединение используется в пищевой, текстильной, химической промышленности. Применяется в медицине и косметологии. Неосторожное обращение с веществом представляет угрозу для здоровья.

    Источник