El мравчена киселина, наричана още метанова киселина, е най-простата карбоксилна киселина и се използва в голямо разнообразие от индустрии поради уникалните си свойства. Химичната му формула е HCOOH, което я прави най-малката киселина, съставена само от един въглероден атом. Тази киселина е от голямо химическо значение и се среща естествено в някои организми, като мравки и пчели, които я използват като защитен механизъм.
След това се задълбочаваме в характеристики, употреби и свойства от това интересно съединение.
ключови характеристики
Мравчената киселина е открита от естествоизпитатели през 15 век, които наблюдават, че някои насекоми, като напр мравки и пчели, те го секретираха. Това съединение е отговорно за болката и дразненето, причинени от техните ухапвания или ужилвания. Секрецията на мравчена киселина действа като защитен механизъм за тези насекоми.
Това съединение беше изолиран за първи път през 1671 г от натуралиста Джон Рей от мравките. Въпреки това, първият изкуствен синтез е постигнат от химика Джоузеф Гей-Лусак, използвайки циановодородна киселина като реагент. Оттогава мравчената киселина се произвежда промишлено чрез различни процеси, като например от метанол и въглероден окис.
мравчена киселина в природата
Мравчената киселина присъства в природата и може да се намери в живи организми като мравки и коприва. Той също така се произвежда по време на разграждането на биомасата и изгарянето на изкопаеми горива.
В атмосферата мравчената киселина играе важна роля, като участва във фотохимични процеси, при които се генерира в резултат на разграждането на летливи органични съединения (ЛОС) под действието на ултравиолетово лъчение и хидроксилни радикали. всъщност Естествените емисии на мравчена киселина от насекоми са по-високи от промишлените емисии, което подчертава значението на тази киселина в естествените процеси.
Атомна структура на мравчена киселина
Структурата на мравчената киселина съдържа карбоксилна функционална група (-COOH), което й придава киселинните свойства. В своята газообразна форма той има тенденция да се образува в димери които се държат заедно чрез водородни връзки. Това явление е уместно в неговите химични взаимодействия, особено защото го прави относително силна киселина сред органичните киселини, с pKa от 3,77.
Когато се разтвори във вода, мравчената киселина освобождава протони (Н+) и образува анион формиат. Тази способност за лесно депротониране е ключът към неговата киселинност и реактивност при нормални условия.
Свойства на мравчена киселина
Сред най-забележителните свойства на мравчената киселина, подчертаваме следното:
- Представлява безцветна течност, с остра и характерна миризма при стайна температура.
- Точка на топене: 8,4 ° C.
- Точка на кипене: 100,8°C (подобно на вода).
- Смесва се с вода и други полярни разтворители като етанол, метанол и ацетон.
- Това е силна киселина сред органичните киселини с pKa 3,77.
- Депротониран, той се превръща във формиат анион HCOO-, чийто отрицателен заряд се разпределя между двата му кислородни атома, стабилизирайки го.
- Има висок корозионен капацитет за определени материали, като повишава скоростта на окисляване, например на стоманата.
- Има фунгицидни и бактерицидни свойства, което го прави полезен в различни индустриални приложения.
Употреби на мравчена киселина
Хранителна и селскостопанска промишленост
Мравчената киселина намира приложение в хранителната промишленост, където се използва като консервант (E236) поради своите антимикробни и антибактериални свойства. Използва се за консервиране на храни като плодове и риба. Освен това е често срещано при животновъдна индустрия за запазване на фуража през зимата, като се избягва размножаването на бактерии като напр E. коли.
Текстилна и кожарска промишленост
В текстилната промишленост, мравчената киселина се използва за фиксиране на цветовете в процеса на боядисване. Освен това се използва при обработката на кожа за извършване на процеса на втвърдяване и като обезмаслител за суровини.
Използва се в индустриално почистване
Поради способността си да елиминира минерални остатъци и корозивния си характер, мравчената киселина се използва в индустриално почистване, в продукти като препарати за отстраняване на котлен камък и препарати за почистване на тоалетни. Използва се и в производството на специализирани почистващи продукти за поддръжка на индустриално оборудване.
каучукова промишленост
Мравчената киселина се използва като коагулант в производството на естествен каучук, улеснявайки обработката на този материал и подобрявайки качеството на крайния продукт.
Козметика и фармацевтика
В козметична индустрия, мравчената киселина се използва в ниски концентрации за формулирането на продукти за грижа за кожата, където действа като регулатор на pH и консервант. В фармацевтичната промишленост, се използва при лечението на ревматични състояния и като част от състава на определени лекарства.
Мравчената киселина е основно съединение не само поради многобройните си промишлени приложения, но и поради естественото си присъствие и значение в естествените химични процеси. През годините полезността му в сектори като селското стопанство, химията и козметиката затвърди значението му в съвременната индустрия.