Какие свойства способна проявлять муравьиная кислота
| Муравьиная кислота | |
|---|---|
 | |
 | |
| Систематическое наименование | Метановая кислота |
| Традиционные названия | Муравьиная кислота |
| Хим. формула | CH₂O₂ |
| Рац. формула | HCOOH |
| Состояние | Жидкость |
| Молярная масса | 46,025380 г/моль |
| Плотность | 1,2196 г/см³ |
| Динамическая вязкость | 0,16 Па·с |
| Энергия ионизации | 11,05 ± 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 точка | 281,40 K (8,25 °C), 2,2 кПа |
| Кр. точка | 588 K (315 °C), 5,81 МПа |
| Мол. теплоёмк. | 98,74 Дж/(моль·К) |
| Энтальпия образования | −409,19 кДж/моль |
| Давление пара | 120 мм. рт. ст. (16 кПа) при 50 °C |
| pKa | 3,75 |
| Показатель преломления | 1,3714 |
| Дипольный момент | 1,41 (газ) Д |
| ГОСТ | ГОСТ 5848-73 ГОСТ 1706-78 |
| Рег. номер CAS | 64-18-6 |
| PubChem | 284 |
| Рег. номер EINECS | 200-579-1 |
| SMILES | O=CO |
| InChI | 1S/CH2O2/c2-1-3/h1H,(H,2,3) BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N |
| Рег. номер EC | 200-579-1 |
| Кодекс Алиментариус | E236 |
| RTECS | LQ4900000 |
| ChEBI | 30751 |
| ChemSpider | 278 |
| Токсичность | |
| 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
Получение
- Побочный продукт в производстве уксусной кислоты жидкофазным окислением бутана.
- Окисление метанола:
CH3OH → HCHO → HCOOH - 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. - 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
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.
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.
Муравьиная кислота относится к насыщенным одноосновным карбоновым кислотам.
Муравьиная (иначе – метановая) кислота представляет собой неокрашенную жидкость, растворимую в бензоле, ацетоне, глицерине и толуоле.
В качестве пищевой добавки муравьиная кислота зарегистрирована как E236.
Применение муравьиная кислота получила в:
- Медицине, как наружное обезболивающее средство;
- Сельском хозяйстве, где ее широко используют для заготовки кормов. Она замедляет протекание процессов распада и гниения, что способствует более длительному сохранению сена и силоса;
- Химической промышленности в качестве растворителя;
- Текстильной промышленности для окрашивания шерсти;
- Пищевой промышленности в качестве консерванта;
- Пчеловодстве, как средство для борьбы с паразитами.
Химическая компания «Синтез» является официальным дистрибьютором компании BASF по поставке Муравьиной кислоты в Россию.
Свойства муравьиной кислоты
Свойства муравьиной кислоты зависят от ее концентрации. Так, согласно принятой Европейским союзом классификации, безопасной и оказывающей раздражающий эффект считается муравьиная кислота концентрацией до 10%, большая концентрация обладает уже разъедающим эффектом.
Таким образом, концентрированная муравьиная кислота при попадании на кожу может вызывать сильные ожоги и боль.
Также небезопасен контакт с ее концентрированными парами, поскольку муравьиная кислота при вдыхании может привести к повреждению дыхательных путей, а также глаз. При случайном попадании внутрь она приводит к развитию тяжелого некротического гастроэнтерита.
Еще одним свойством муравьиной кислоты является ее способность быстро выводиться организмом, не накапливаясь в нем.
Получение муравьиной кислоты
Химическая формула муравьиной кислоты – HCOOH.
Впервые выделить ее из рыжих лесных муравьев (брюшных желез) удалось английскому натуралисту Джону Рэйему в 17 веке. Кроме этих насекомых, от которых она и получила свое название, муравьиная кислота в природе находится в некоторых растениях (крапива, хвоя), фруктах, а также в едких выделениях пчел.
Искусственно синтезирована муравьиная кислота была только в 19 веке французским ученым Джозефом Гей-Люссаком.
Самым распространенным методом получения муравьиной кислоты является ее выделение в качестве побочного продукта при производстве уксусной кислоты, которое происходит жидкофазным окислением бутана.
Кроме того, получение муравьиной кислоты возможно:
- В результате химической реакции окисления метанола;
- Методом разложения глицериновых эфиров щавелевой кислоты.
Применение муравьиной кислоты в пищевой промышленности
В пищевой промышленности муравьиная кислота (Е236) в основном используется в качестве добавки при изготовлении консервированных овощей. Она замедляет развитие патогенной среды и плесеней в консервированных и квашеных овощах.
Также ее используют в производстве безалкогольных напитков, в составе рыбных маринадов и других кислых рыбопродуктов.
Кроме того, ее часто применяют для дезинфекции бочек для вина и пива.
Применение муравьиной кислоты в медицине
В медицине муравьиную кислоту применяют как антисептическое, очищающее и болеутоляющее средство, а в некоторых случаях – как бактерицидное и противовоспалительное.
Современная фармакологическая промышленность выпускает муравьиную кислоту в виде 1,4% спиртового раствора для наружного применения (во флаконах объемом 50 или 100 мл). Этот наружный препарат относится к группе лекарств с раздражающим и анальгезирующим свойствами.
Муравьиная кислота при наружном применении оказывает отвлекающее действие, а также улучшает питание тканей и вызывает расширение сосудов.
Показанием к применению муравьиной кислоты в виде спиртового раствора является:
- Невралгия;
- Миозит;
- Артралгия;
- Миалгия;
- Неспецифические моно- и полиартриты.
Противопоказаниями к применению муравьиной кислоты является гиперчувствительность к соединению и повреждение кожи в месте нанесения.
Помимо спиртового раствора эту кислоту используют для приготовления мазей, например, «Муравьита». Ее применяют при тех же показаниях, что и муравьиный спирт, а также при лечении:
- Различных травм, синяков, переломов, ушибов;
- Варикозного расширения вен;
- Грибковых заболеваний;
- Прыщей, угрей, а также как средство для очистки кожи.
В народной медицине благодаря своим болеутоляющим свойствам муравьиная кислота использовалась издавна для лечения:
- Ревматизма;
- Подагры;
- Радикулита.
Ее использовали в составах, стимулирующих рост волос, и как средство от педикулеза.
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.
Муравьиная или метановая кислота – представитель ряда насыщенных одноосновных карбоновых соединений.
При нормальных условиях это бесцветная жидкость, растворимая в глицерине, толуоле, ацетоне, бензоле. Вступает в реакцию с диэтиловым эфиром, этанолом, водой.
Муравьиная кислота впервые выделена из рыжих лесных муравьев в 1671 году ученым Джоном Рэйем. Искусственно синтезирована только в ХІХ веке химиком Джозефом Гей-Люссаком.
Самый распространенный метод получения вещества – выделение соединения при производстве уксусной кислоты, под воздействием жидкофазного окисления бутана. Другие способы «добычи» метановой субстанции: путем разложения глицериновых эфиров щавелевой кислоты, при окислении метанола.
При больших концентрациях отравляет организм, оказывая токсическое действие, осаждает пектины, поэтому в пищевой промышленности используется как консервант в ограниченном количестве.
Общие сведения
В природе метановая кислота обнаружена в таких продуктах, как клубника, малина, яблока, авокадо, дикий ямс, папайя, крапива, киноа, китайский личи, драконовый фрукт (питайя).
Помимо этого, соединение содержат безалкогольные напитки, квашенные/маринованные овощи, яблочный уксус, секрет пчел, фруктовые/рыбные консервы.
По органической структуре вещество (НСООН) относится к группе жирных кислот и проявляет сильное антимикробное действие. Его опасность зависит от концентрации. На основании данных классификации Европейского союза установлено, что жидкий 10 % раствор при контакте с кожей оказывает раздражающее действие, 15 % и выше – разъедающее, а 100 % оставляет сильные химические ожоги, способен вызвать анафилактический шок.
Для усиления вкусовых качеств, увеличения срока годности консервированных продуктов, корма для скота, муравьиная кислота и ее соли используются в пищевой промышленности в качестве добавок (Е236 – Е238).
Несмотря на то, что соединение относится к группе простейших, его роль в жизнедеятельности человека нельзя недооценивать. Метановая кислота участвует в обменных процессах. В организме животных она обеспечивает синтез пуриновых оснований, метиона, нуклеиновых кислот.
Применение
Метановая кислота не относится к разряду жизненно необходимых соединений для человеческого организма. Допустимая суточная норма вещества составляет 3 миллиграмма. Хорошо усваивается печенью, при высоких концентрациях обладает мочегонным действием, выводится с экскрементами.
Муравьиная кислота – стимулятор, который активирует межклеточный матрикс, системы органов, соединительные ткани к реакциям, за счет чего организм быстро восстанавливается.
Сегодня соединение выпускается в виде спиртовых настоек 1,4%, медицинских препаратов, входит в состав гель-бальзамов, мазей.
Сферы применения муравьиной кислоты:
- Сельское хозяйство, для заготовки кормов. Соединение используется как антибактериальный, консервирующий агент, замедляющий процессы распада, гниения. Интересно, что силос, сено после обработки метановой кислотой дольше сохраняются.
- Текстильная промышленность, в протравном крашении шерсти.
- Пчеловодство, для борьбы с паразитами.
- Химическая промышленность, как растворитель.
- Парфюмерия и косметология, как регулятор жёсткости воды, составной компонент аэрозольных спреев для волос.
- Пищевая промышленность, как консервант. Благодаря тому, что Е236 борется с развитием плесени и патогенной среды в квашенных, маринованных, консервированных овощах, он используется в производстве безалкогольных напитков, кислых рыбопродуктов. Помимо этого, органическая кислота применяется для дезинфекции пивных и винных бочек. Консервант усиливает запах и вкусовые качества пищевых продуктов, поэтому широко используется при создании фруктовых полуфабрикатов. В диетическом питании в качестве солезаменителей рекомендуется употреблять формиаты (соли муравьиной кислоты).
- Медицина, как средство от угревых высыпаний, для расширения сосудов, улучшения питания тканей.
Для устранения прыщей метановую кислоту нанесите на проблемное место, при этом, очищать кожу предварительно не рекомендуется, поскольку это приведет к излишней потере влаги. Через 10 минут после высыхания спирта 1,4 %, нанесите на лицо увлажняющий крем. Процедуру выполнять утром и вечером в течение пяти дней.
Рассмотрим подробно, какими свойствами обладает муравьиная кислота и показания к применению препарата в лечебных целях.
Органическое соединение используют как болеутоляющее, очищающее, антисептическое, противовоспалительное и бактерицидное средство.
Для наружного применения фармакологическая промышленность выпускает вещество в виде раствора: 1,4 % муравьиной кислоты в 70 % этиловом спирте. Стандартный объем флакона – 50, 100 миллилитров. Прозрачная бесцветная жидкость имеет характерный запах этанола, усиленный парами метанового соединения. Препарат относится к категории медикаментов, которые проявляют анальгезирующие и раздражающие свойства. При наружном применении муравьиная кислота оказывает отвлекающее действие, вызывает расширение сосудов, улучшает питание тканей.
Показания к применению 1,4 % раствора:
- невралгия;
- неспецифические моно- или полиартриты;
- миозит;
- артралгия;
- миалгия.
Противопоказания:
- повреждение кожных покров в месте нанесения средства;
- гиперчувствительность к соединению.
Помимо спиртового раствора, муравьиную кислоту используют для приготовления мазей.
Самое распространенное средство – гель-бальзам «Муравьивит». Фармакологические свойства препарата: восстанавливающее, тонизирующие, противоотёчное, регенерирующее (обновляет ткани). Бальзам снимает воспаление, успокаивает боль, уменьшает проницаемость капилляров. Кроме того, он замедляет свертываемость крови, улучшает микроциркуляцию, повышает тонус венозных сосудов и препятствует образованию тромбоза. При местном применении уничтожает грамположительные, грамотрицательные болезненные микроорганизмы, оказывая антисептическое, обеззараживающее действие.
Показания к применению средства:
- острые приступы боли в суставах, пояснице, верхней части спины, шее;
- травмы (растяжения связок, мышц, вывихи, ушибы);
- для скорейшего заживления: царапин, ссадин, ранок, порезов, трещинок;
- обморожение конечностей, легкие термические ожоги;
- для снятия зуда от колючих растений, укуса насекомых, раздражений;
- головные боли, синяки, гематомы;
- варикозное расширение вен;
- ощущение тяжести в ногах;
- экзема, дерматиты;
- грибковые заболевания;
- угревая сыпь, фурункулы.
В народной медицине муравьиная кислота издавна применялась для лечения радикулита, подагры, ревматизма, остеопороза, педикулеза, стимуляции роста волос.
Мази, гели-бальзамы, спиртовой раствор предназначены только для наружного использования. Для облегчения состояния и снятия воспаления препарат нужно тонким слоем нанести на проблемный участок и легкими массирующими движениями плавно распределить по коже, оставить до полного высыхания. Пораженные места смазывать 2 – 3 раза в сутки до исчезновения симптомов.
Сегодня метановая кислота также применяется для производства предоперационного антисептического средства («Первомур») в хирургии для дезинфекции оборудования.
Побочные эффекты и взаимодействие с алкоголем
При обработке кожи препаратами, на основе муравьиной кислоты будьте внимательны, соблюдайте инструкцию производителя. Поскольку насыщенные растворы 10 % и выше вызывают болевую реакцию, характеризуются разъедающими свойствами. Случайный прием такого вещества внутрь поражает слизистую оболочку пищевода, желудка, способствует появлению выраженного некротического гастрита. Пары химического соединения разъедают ткани органов дыхания, вызывают ожоги роговицы глаз.
При попадании концентрированного раствора муравьиной кислоты на участок кожи немедленно обработайте место щелочным раствором (пищевой содой, бикарбонатом натрия).
Метановое соединение и его формальдегид – метаболиты, образуемые при распаде метанола в человеческом организме. Данные вещества токсичны и поражают зрительный нерв, что ведет к полной слепоте. Если в организм попал метанол, во избежание образования муравьиной кислоты под влиянием алкогольдегидрогеназы, нужно сразу выпить раствор этилового спирта. Так вы сможете не допустить протекание реакции, последствием которой является полная потеря зрения.
Этиловый спирт – своеобразный антидот, препятствующий отравлению муравьиной кислотой.
Соединение применяется скорее не для избавления от нежелательной растительности, а для замедления роста волос после эпиляционной процедуры. Муравьиная кислота используется как мощный антисептик, исключительно в разбавленном виде. Ее добавляют в масляную базу или приобретают сразу готовое средство. После первого нанесения на выбритый участок, масло с муравьиной кислотой увеличивает сроки между эпиляциями, продлевая результативность процедуры, затем при регулярном использовании блокирует активность фолликула. В результате волосяное волокно не образовывается, рост растительности останавливается.
Согласно отзывам девушек, использующих данный метод, «муравьиное масло» не раздражает кожу, а наоборот, делает ее шелковистой, гладкой.
Последовательность выполнения процедуры:
- удалить волосы с проблемного места (при помощи эпилятора, воска, пинцета);
- ополоснуть, просушить кожу;
- на данный участок нанести тонким слоем средство на 15 минут;
- смыть масляный состав прохладной водой;
- осмотреть участок кожи на наличие аллергической реакции, дискомфортных явлений (при появлении зуда, шероховатости, покраснения наносить масло с муравьиной кислотой категорически запрещается, если данных явлений не наблюдается процедуру можно продолжить);
- нанести повторно средство на выбранный участок еще на 15 минут, постепенно продолжительность можно увеличивать и довести до 4 часов;
- тщательно смыть масло мыльным раствором.
Данную процедуру повторяйте по мере прорастания новых волосков. Для достижения устойчивого результата запаситесь терпением, потребуется 7 – 10 эпиляций с использованием муравьиного масла. Если на коже имеются повреждения (царапины, ссадины, раны, трещинки) от процедуры следует воздержаться до их полного заживления. Помимо этого, в целях безопасности не рекомендуется наносить средство в период беременности и лактации.
Для более деликатного устранения волос 10 капель муравьиного масла нужно добавить в детский крем, полученную смесь можно ежедневно наносить на проблемные участки. Помимо замедления роста волос вы получите настоящее питательное средство.
Вывод
Муравьиная кислота – это соединение, которое благодаря лечебным, профилактическим, антибактериальным свойствам используется в разных сферах деятельности человека.
А именно: пищевой, текстильной, химической промышленностях, медицине, сельском хозяйстве, парфюмерии, косметологии, пчеловодстве. Вещество выпускается в форме спиртосодержащего раствора, мазей, бальзамов и применяется для борьбы с прыщами, нежелательной растительностью на проблемных участках, лечения невралгии, кожных заболеваний, суставов, скорейшего заживления ран, вывихов, ушибов.
Кислота отпускается без рецепта, однако ее нужно использовать с особым вниманием, соблюдая правила безопасности, поскольку при приеме внутрь она вызывает тяжелый некротический гастрит, а при попадании концентрата на кожу ̶ аллергию.
В малых дозах (3 миллиграмма в день) в продуктах питания Е236 не предоставляет угрозы для жизни и здоровья человека, наоборот, улучшает обменные процессы. Консервант подавляет размножение паразитов в маринованных овощах, рыбных изделиях, безалкогольных напитках.
Помните, прежде, чем использовать муравьиный спирт наружно в лечебных целях, нужно предварительно нанести состав на 10 минут на проблемный участок кожи и наблюдать за обработанным место. При отсутствии аллергии препарат можно применять, соблюдая осторожность.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru