Муравьиная кислота нахождение в природе. Муравьиная кислота (Formic acid). Латинское название вещества Муравьиная кислота

Муравьиная кислота

Органическое соединение, относится к насыщенным одноосновным карбоновым кислотам.

Альтернативное название

Метановая кислота

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.

Химические свойства

При взаимодействии с основаниями образует соли – формиаты:

NaOH + НСООН = HCOONa + H 2 O.

Формиаты легко растворимы в воде.

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

CH 3 OH +НСООН = НСООСН 3 + H 2 O.

5НСООН + KMnO 4 + H 2 S0 4 = 6H 2 O + 5СО 2 + MnSO 4 .

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

НСООН + 2OH → 2Ag + (NH 4) 2 CO 3 + 2NH 3 + H 2 O.

Муравьиная кислота горюча:

2НСООН + О 2 = H 2 O + 2CO 2 .

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

НСООН = H 2 + CO 2 ,

При нагревании с серной кислотой выделяется монооксид углерода:

НСООН = Н 2 О+ СО.

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:

(СООН) 2 = НСООН + СО 2 .

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:

2HCOONa + H 2 SO 4 = 2НСООН + Na 2 SO 4 .

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 НСООСН 3 (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:
СН 4 →CH 3 Cl→СН 3 ОН→НСНО→НСООН→НСООСН 3 .

Решение

СН 4 + Cl 2 = CH 3 Cl + HCl;

CH 3 Cl + NaOH = СН 3 ОН + NaCl;

2СН 3 ОН + O 2 = 2НСНО + Н 2 О;

НСНО + Cu(OH) 2 = НСООН + Cu 2 O + 2Н 2 О;

СН 3 ОН + НСООН = НСООСН 3 + Н 2 О.

Муравьиная кислота в природе обнаруживается в некоторых растениях, фруктах, едких выделениях муравьев, пчел и других насекомых. Сегодня ее в больших масштабах производят путем органического синтеза. Муравьиная кислота широко применяется в сельском хозяйстве, текстильной и пищевой промышленности, медицине, косметологии и т.д. Рассмотрим подробнее о применении муравьиной кислоты в области здоровья и красоты.

Свойства муравьиной кислоты

Муравьиная кислота представляет собой бесцветную жидкость, обладающую характерным сильным запахом. На сегодняшний день о пользе муравьиной кислоты свидетельствуют следующие присущие ей свойства:

• антибактериальное;
• противовоспалительное;
• болеутоляющее;
• очищающее.

Также муравьиная кислота оказывает местно-раздражающее и отвлекающее действие.

Чистая муравьиная кислота, имеющая концентрацию 100 %, обладает сильным разъедающим эффектом и вызывает опасные химические ожоги при контакте с кожей. Вдыхание и контакт с концентрированными парами этого вещества может вызвать повреждение дыхательных путей и глаз. Случайное попадание внутрь даже разбавленных растворов муравьиной кислоты вызывает симптомы тяжелого некротического гастроэнтерита.

Лечение муравьиной кислотой

Муравьиная кислота в медицине применяется при лечении следующих заболеваний:

• поражения костно-суставных тканей (артрит, артроз, остеоартроз, остеохондроз, сколиоз, радикулит, ревматизм, ревматический полиартрит, подагра и др.);
• варикозное расширение вен;
• различные виды травм (гематомы, ушибы, растяжения связок, переломы, вывихи);
• вирусные и грибковые заболевания;
• угревая сыпь.

Фармакологическая промышленность выпускает широкий спектр наружных лечебно-профилактических средств с муравьиной кислотой: кремы, бальзамы, гели, мази. Также известен такой препарат, как муравьиный спирт, представляющий собой раствор муравьиной кислоты в этиловом спирте (70 %). Препараты на основе муравьиной кислоты применяют для растирания больных мест, при разогревающем массаже, в качестве согревающих компрессов.

Муравьиная кислота от прыщей

Применение против угревой сыпи – наиболее распространенный вид использования муравьиной кислоты в косметологии. Дезинфицирующие, противовоспалительные и очищающие свойства этого вещества позволяют избавиться даже от тяжелых форм акне.

От прыщей рекомендуется использовать муравьиный спирт, которым ежедневно нужно протирать кожу в местах поражения при помощи ватного диска. При этом следует учитывать, что это средство способно сильно пересушивать кожу, поэтому лучше не использовать его при сухом типе кожи. Также не нужно проводить предварительную очистку кожи моющими средствами перед нанесением муравьиного спирта.

После протирания кожи муравьиным спиртом, дождавшись полного высыхания, следует воспользоваться увлажняющим кремом. Процедуру необходимо проводить ежедневно до получения стойких результатов (от 2 недель до нескольких месяцев). Рекомендуется чередовать нанесение муравьиной кислоты с другими, более мягкими средствами от прыщей.

Муравьиная кислота для удаления волос

Еще одним распространенным способом применения муравьиной кислоты является использование ее в борьбе с нежелательной растительностью на теле. Данное вещество способно значительно замедлять рост волос и при длительном применении разрушать волосяные луковицы. С этой целью применяется специально изготовляемое в странах Восточной и Средней Азии муравьиное масло, которым смазываются необходимые участки тела после эпиляции.

Муравьиная кислота для загара

Для создан специальный крем с муравьиной кислотой. Суть включения этого компонента в состав крема, предназначенного для нанесения перед посещением солярия, состоит в том, что муравьиная кислота действует на кожу разогревающе. Благодаря этому улучшаются обменные процессы, кожа быстрее приобретает смуглый оттенок, а загар получается ровным и стойким.

Многие вещества, которые сейчас активно используются человечеством в промышленности, были получены из природных ресурсов. Со временем некоторые из них ученые научились синтезировать искусственно, что сделало спектр их применения более широким. Как раз к таким веществам относят и муравьиную кислоту, которая раньше выделялась из муравьев, растений и пчелиных выделений, а сейчас ее получают в химических лабораториях. Попробуем разобраться более подробно, что же собой представляет муравьиная кислота, расскажу вам о том какие у нее свойства, применение, а также подробный состав, поговорим о том, как осуществляется лечение муравьиной кислотой, и как проводится обработка пчел с ее помощью.

Состав муравьиной кислоты

Муравьиная кислота является бесцветной жидкостью, которая способна растворяться в бензоле, глицерине, а кроме того в ацетоне. Она не обладает характерным запахом. Такое вещество зарегистрировано, как пищевая добавка под формулой Е236. В лекарственных целях используют муравьиную кислоту в форме спиртового раствора концентрацией 1,4%.

Как используется муравьиная кислота? Применение в различных отраслях деятельности человека

Муравьиная кислота широко используется в медицине в качестве наружного обезболивающего средства. Кроме того ее применяют в сельском хозяйстве при заготовке различных кормов. Этим веществом обрабатывают сено, силос и пр., что помогает замедлить гниение и процессы распада, благодаря чему корма способны храниться намного дольше.

Муравьиная кислота используется в химической промышленности, в этом случае она чаще всего играет роль растворителя. В текстильной промышленности такое вещество предназначено для проведения окрашивания шерсти.

Также такой продукт применяют в пищевой промышленности – в роли консерванта.

Свойства муравьиной кислоты

Как утверждают химики, действие муравьиной кислоты определяются её концентрацией. Безопасным продуктом, оказывающим раздражающее воздействие, принято считать вещество, чье концентрация не превышает десяти процентов. При большей концентрации этот продукт обладает разъедающими свойствами, и при попадании на кожу может спровоцировать болезненные ощущения и даже достаточно сильные ожоги.

Угрозу человеку могут нести и концентрированные пары муравьиной кислоты, ведь их вдыхание способно стать причиной повреждения дыхательных путей, также пары могут навредить и глазам. А попадание такого вещества внутрь чревато развитием тяжелой формы некротического гастроэнтерита.

Кроме того муравьиная кислота способна в короткие сроки выводиться из организма, без накапливания в нем.

Лечение муравьиной кислотой

Медики используют муравьиную кислоту в качестве антисептического, очищающего, а также болеутоляющего средства. В определенных случаях она может применяться в роли бактерицидного и противовоспалительного состава.

В целом муравьиная кислота является наружным препаратом с раздражающими и анельгизирующими качествами. Ее нанесение приводит к развитию отвлекающего эффекта, а также к улучшению питания тканей и к заметному расширению сосудов. Использование муравьиной кислоты в форме спиртового раствора целесообразно при терапии невралгии, миозита, артралгии, миалгии и неспецифических моно либо полиартритов.

Такой состав не может применяться при наличии у пациента чрезмерной чувствительности к его компонентам, а также при повреждениях кожи в участках предполагаемого нанесения.

Кроме спиртового раствора муравьиная кислота может использоваться для создания мазевых препаратов. Такие средства предназначены для лечения уже перечисленных заболеваний, а также для терапии разных травм, в том числе синяков, ушибов либо переломов. Мази на основе муравьиной кислоты помогают при варикозе, грибковых недугах, прыщах, угрях и пр.

Обработка пчел муравьиной кислотой

Данное вещество обычно применяется для лечения пчел от клеща варроза. За одно лечение рекомендуют использовать около ста миллилитров муравьиной кислоты, чья концентрация составляет 85%. Обычно обработку проводят при температуре воздуха 14-25С, лучшее время для этого – весна (после массового облета пчел), а также летне-осенний период (вскоре после откачки меда).

Поверх рамки гнезда стоит расположить крышку для стеклянных банок и заполнить ее муравьиной кислотой в нужном количестве. Для этого можно использовать маленькую спринцовку. Улей следует прикрыть потолочинами, после чего мешковиной, а затем – крышей. В тех ульях, в которых потолочин нет, можно прикрыть емкость, заполненную муравьиной кислотой, обычной картонкой, холстиком, а после мешковиной, далее следует закрыть крышку. Важно внимательно следить, чтобы за сутки испарялось не более десяти-пятнадцати миллилитров муравьиной кислоты на день. В противном случае пчелы особенно сильно возбуждаются.

Бесплодные отводки, а также пчелосемьи без расплода можно обработать однократно. А при наличии расплода требуется обработка каждой пчелосемьи трехкратно, с интервалом между обработками в одну неделю.

Нужно учитывать, что применение муравьиной кислоты в концентрированном виде требует соблюдения особенной осторожности. Если это вещество попадет на кожу – нужно немедленно смыть его значительным количеством обычной холодной воды, после чего использовать воду с мылом.

При правильном и осторожном применении муравьиная кислота способна принести огромную пользу человеку.

Муравьиная (метановая) кислота – популярный продукт химической промышленности. Она представляет собой жидкость без аромата и цвета, имеющую кислый вкус. Муравьиная кислота смешивается с водой, растворяется в ацетоне и глицерине. Свое название она получила благодаря тому, что впервые была добыта из рыжих лесных муравьев. Ее первооткрывателем стал натуралист из Англии по имени Джон Рей. Он детально изучил и описал незнакомое человечеству вещество.

В природе метановая кислота содержится в выделениях муравьев и пчел, ряде фруктов, хвое и крапиве. В промышленных масштабах ее производят из уксусной кислоты и ряда других компонентов.

Особенности производства муравьиной кислоты

Впервые муравьиную кислоту искусственным путем удалось получить французскому ученому Джозефу Гей-Люссаку в девятнадцатом столетии. С тех пор производство этого вещества было существенно усовершенствовано. Сегодня муравьиную кислоту чаще всего получают в процессе изготовления уксусной кислоты (при воздействии на нее бутана). Метановая кислота может быть добыта и при окислении метилового спирта до алкадиена, выделяющего воду и образующего альдегид CH2O , окисляющийся до HCOOH .

Еще один распространенный метод производства метановой кислоты – реакция гидроксида натрия и монооксида углерода. Происходит она следующим: образом: монооксид углерода проходит через гидроксид натрия под давлением. Полученный в результате этого формиат натрия проходит обработку серной кислотой и подвергается вакуумной перегонке.

Недавно специалисты разработали газофазную методику синтеза муравьиной кислоты посредством каталитического окисления формальдегида кислородом. Ими была изготовлена специальная установка-прототип, идентичная той, которая может использоваться в промышленности. Метанол проходит стадию окисления на железо-молибденовом катализаторе в обычных условиях. Что касается окисления формальдегида в кислоту, оно выполняется на специальном оксидном титаново-ваннадиевом катализаторе при температуре от 120 до 140 C.

Применение муравьиной кислоты

Благодаря своим особым характеристикам муравьиная кислота нашла применение сразу в нескольких сферах деятельности человека. Давайте рассмотрим его подробнее.

1. Медицина

Продающаяся в аптеках муравьиная кислота является действенным бактерицидным, болеутоляющим и противовоспалительным средством. Она применяется наружно. Данный препарат в народе используется для лечения радикулита и ревматизма. Врачи же прописывают метановую кислоту пациентам со следующими заболеваниями:

• невралгией;
• специфическим поли- и моноартритом;
• артралгией.

Данное вещество входит в состав многих мазей, применяемых для лечения грибковых заболеваний, варикоза, ушибов и синяков.

2. Косметология

Муравьиный спирт (70-процентный раствор муравьиной кислоты) является неплохим средством от угревой сыпи. Его эффективнее всего использовать в качестве лосьона, нанося на проблемную кожу дважды в день с помощью ватного диска.

Женщины часто пользуются HCOOH для удаления нежелательных волос на теле. Оговоримся: они применяют не состав в чистом виде, а муравьиное масло, изготавливаемое в Азии. Также существует крем на основе муравьиной кислоты, помогающий приобрести красивый загар. Он разогревает кожу, благодаря чему она быстро приобретает на солнце ровный смуглый оттенок.

3. Производство продуктов питания

В пищевой промышленности HCOOH задействуется в качестве добавки Е-236. Этот компонент и его производные (Е-237 и Е-238) незаменимы при изготовлении разных напитков и консервировании овощей. Они также входят в состав многих конфет, пирожных и т. д.

Согласно последним исследованиям ученых, добавка Е-236 в больших количествах может принести вред организму человека. Однако при умеренном употреблении она не оказывает плохого влияния.

4. Сельское хозяйство

5. Пчеловодство

Еще более века назад ученые выяснили, что пчелы применяют муравьиную кислоту, чтобы продезинфицировать ульи. Насекомые сами выделяют ее, но в незначительном количестве. Дополнительная же обработка ульев составом, полученным искусственным путем, является прекрасной профилактикой варроатоза – заболевания пчел, вызываемого клещами.

6. Токсичность кислоты

Химическое соединение HCOOH является низкотоксичным. В разбавленном состоянии муравьиная кислота не может принести вред коже человека. А вот с составами, имеющими концентрацию более 10 процентов, следует обращаться аккуратно. При их попадании на эпидермис место контакта необходимо обработать с помощью раствора соды.

Поступая в организм небольшими дозами, метановая кислота не оказывает на него негативного воздействия. В случае же отравления метанолом, из которого производится данный продукт, возможно ухудшение зрения или его полная потеря.

Вконтакте

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Муравьиная кислота - бесцветная жидкость (строение молекулы приведено на рис. 1). Хорошо растворяется в ацетоне, бензоле, глицерине, толуоле.

Смешивается с водой, диэтиловым эфиром, этанолом.

Рис. 1. Строение молекулы муравьиной кислоты.

Таблица 1. Физические свойства муравьиной кислоты.

Получение муравьиной кислоты

Основной способ получения муравьиной кислоты — окисление предельных метана (1), метилового спирта (2), формальдегида (метановый альдегид) (3):

CH 4 + 3[O] → H-COOH + H 2 O (t = 150 - 200 o C, p = 30 - 60 atm) (1);

CH 3 -OH + [O] → H-COOH (2);

H-C(O)H + [O] → HCOOH (3).

Химические свойства муравьиной кислоты

В водном растворе муравьиная кислота способна диссоциировать на ионы:

H-COOH↔H-COO — + H + .

Муравьиная кислота обладает химическими свойствами, характерными для растворов неорганических кислот, т.е. взаимодействует с металлами (1), их оксидами (2), гидроксидами (3) и слабыми солями (4):

2H-COOH + Zn → (HCOO) 2 Zn + H 2 (1);

2H-COOH + CuO → (HCOO) 2 Cu + H 2 O (2);

H-COOH + KOH → H-COOK + H 2 O (3);

2H-COOH + NaHCO 3 → HCOONa + H 2 O + CO 2 (4).

При нагревании и в присутствии концентрированной серной кислоты муравьиная кислота взаимодействует со спиртами с образованием сложных эфиров:

H-COOH + C 2 H 5 OH ↔H-C(O)-O-C 2 H 5 + H 2 O.

Применение муравьиной кислоты

Муравьиная кислота широко применяется для получения сложных эфиров, используемых в парфюмерии, в кожевенном деле (дубление кож), текстильной промышленности (как протрава при крашении), в качестве растворителя и консерванта.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

ПРИМЕР 2

Задание	Муравьиную кислоту массой 5,40 г поместили в сосуд объемом 4,50 л и нагрели до температуры 200 °С. Давление паров при этом составило 43,7 кПа. Определите число молекул димера муравьиной кислоты в газовой фазе.
Решение	В парах муравьиная кислота находится частично в виде димеров, а частично в виде отдельных молекул: 2HCOOH → (HCOOH) 2 . Исходное количество муравьиной кислоты: n(HCOOH) = m(HCOOH)/ M(HCOOH) = 5,4 / 60 = 0,09 моль. Пусть в реакцию димеризации вступило х моль HCOOH, тогда образовалось х/2 моль димера (HCOOH) 2 и осталось (0,09 — х) моль HCOOH. Общее количество веществ в газовой фазе равно: n = PV / (RT) = 43,7 × 4,50 / (8,31 × 473) = 0,05 = х/2 + (0,09 - х), откуда х = 0,08 моль. Число молекул димера муравьиной кислоты в газовой фазе равно: N[(HCOOH) 2 ] = n × N A = 0,08 / 2 × 6,02×10 23 = 2,408×10 22 .
Ответ	2,408×10 22 молекул (HCOOH) 2 .