ફોર્મિક એસિડ

El ફોર્મિક એસિડ o મેથેનોઈક એસિડ એ તમામ કાર્બનિક એસિડમાં સૌથી સરળ અને નાનું સંયોજન છે. તે પરમાણુ સૂત્ર HCOOH ધરાવે છે જેમાં માત્ર એક હાઇડ્રોજન અણુ કાર્બન અણુ સાથે બંધાયેલ છે. તેનું નામ ફોર્મિકા શબ્દ પરથી આવ્યું છે, જેનો અર્થ લેટિનમાં કીડી થાય છે. તે રસાયણશાસ્ત્રની દુનિયામાં એકદમ મહત્વપૂર્ણ સંયોજન છે અને આજે તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

આ કારણોસર, અમે આ લેખ તમને ફોર્મિક એસિડ, તેની લાક્ષણિકતાઓ અને મહત્વ વિશે જાણવાની જરૂર છે તે બધું કહેવા માટે સમર્પિત કરવા જઈ રહ્યા છીએ.

મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓ

પંદરમી સદીના પ્રકૃતિવાદીઓએ શોધી કાઢ્યું કે અમુક પ્રકારના જંતુઓ (ઉત્તરનાશકો), જેમ કે કીડી, ઉધઈ, મધમાખી અને ભૃંગ, તેઓ આ સંયોજનને સ્ત્રાવ કરે છે જે તેમના કરડવાને પીડાદાયક બનાવે છે. વધુમાં, આ જંતુઓ આ સંયોજનનો ઉપયોગ હુમલો, સંરક્ષણ અને રાસાયણિક સંકેતોની પદ્ધતિ તરીકે કરે છે.

તેમની પાસે ઝેરી ગ્રંથીઓ છે જે આ અને અન્ય એસિડ, જેમ કે એસિટિક એસિડને ઝાકળના રૂપમાં શરીરમાંથી બહાર કાઢે છે. ફોર્મિક એસિડ એસિટિક એસિડ (CH3COOH) કરતાં વધુ મજબૂત છે; તેથી, પાણીમાં ઓગળેલા ફોર્મિક એસિડની સમાન માત્રા નીચા pH સાથે ઉકેલમાં પરિણમશે.

અંગ્રેજ પ્રકૃતિવાદી જ્હોન રે 1671 માં આ સંયોજનનું અલગતા પ્રાપ્ત કર્યું, મોટી સંખ્યામાં કીડીઓમાંથી કાઢવામાં આવે છે. બીજી બાજુ, આ સંયોજનનું પ્રથમ સફળ સંશ્લેષણ ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી અને ભૌતિકશાસ્ત્રી જોસેફ ગે-લુસાક દ્વારા હાઇડ્રોસાયનિક એસિડ (HCN) નો રીએજન્ટ તરીકે ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.

પ્રકૃતિમાં ફોર્મિક એસિડ

ફોર્મિક એસિડ પાર્થિવ સ્તરે અસ્તિત્વ ધરાવે છે, બાયોમાસના ઘટક તરીકે અથવા વાતાવરણમાં, રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની વિશાળ શ્રેણીમાં ભાગ લે છે, તે ભૂગર્ભમાં, તેલમાં અથવા તેની સપાટી પરના વાયુ તબક્કામાં પણ મળી શકે છે.

બાયોમાસની દ્રષ્ટિએ, જંતુઓ અને છોડ આ એસિડના મુખ્ય ઉત્પાદકો છે. જ્યારે અશ્મિભૂત ઇંધણ બળે છે, ત્યારે તેઓ વાયુયુક્ત ફોર્મિક એસિડ ઉત્પન્ન કરે છે; તેથી, કારના એન્જિન વાતાવરણમાં આ એસિડ છોડે છે.

જો કે, પૃથ્વી પર ઘણી બધી કીડીઓ રહે છે, અને તેમની વચ્ચેના ફોર્મિક એસિડનું ઉત્પાદન એક વર્ષમાં માનવ ઉદ્યોગ દ્વારા ઉત્પાદિત મેથેનોઇક એસિડની માત્રા કરતા હજારો ગણું વધારે છે. જંગલની આગ પણ ફોર્મિક એસિડનો વાયુ સ્ત્રોત છે.

ઉચ્ચ ઉપર, જટિલ વાતાવરણીય મેટ્રિક્સમાં, ફોર્મિક એસિડના સંશ્લેષણ માટે ફોટોકેમિકલ પ્રક્રિયાઓ થાય છે. આ બિંદુએ, ઘણા અસ્થિર કાર્બનિક સંયોજનો (VOCs) યુવી રેડિયેશનની ક્રિયા હેઠળ અધોગતિ કરે છે અથવા OH રેડિકલ મિકેનિઝમ દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે. સમૃદ્ધ અને જટિલ વાતાવરણીય રસાયણશાસ્ત્ર અત્યાર સુધી છે પૃથ્વી પર મેથેનોઇક એસિડનો મુખ્ય સ્ત્રોત.

ફોર્મિક એસિડનું અણુ માળખું

ઉપરની આકૃતિ ફોર્મિક એસિડના ગેસ ફેઝ ડાઇમરની રચના દર્શાવે છે. સફેદ ગોળા હાઇડ્રોજન પરમાણુને અનુરૂપ છે, લાલ રંગ ઓક્સિજન પરમાણુને અને કાળા કાર્બન પરમાણુને અનુરૂપ છે.

આ અણુઓમાં બે જૂથો જોઈ શકાય છે: હાઇડ્રોક્સિલ (-OH) અને ફોર્માઇલ (-CH=O), જે હાઇડ્રોજન બોન્ડ બનાવવા માટે સક્ષમ છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ OHO પ્રકારની છે, જ્યાં હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ H દાતા છે અને ફોર્માઇલ જૂથ O દાતા છે.

જો કે, કાર્બન અણુઓ સાથે બંધાયેલ H પાસે આ ક્ષમતાનો અભાવ છે. આ ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ ખૂબ જ મજબૂત છે, અને OH જૂથમાં હાઇડ્રોજન ઇલેક્ટ્રોનની ઉણપ ધરાવતા H અણુને કારણે વધુ એસિડિક છે; આમ, આ હાઇડ્રોજન પુલને વધુ સ્થિર કરે છે. ઉપરોક્તના પરિણામે, ફોર્મિક એસિડ ડાયમર તરીકે અસ્તિત્વમાં છે અને વ્યક્તિગત પરમાણુ તરીકે નહીં.

જેમ જેમ તાપમાન ઘટે છે તેમ, ડાઇમર તેના હાઇડ્રોજન બોન્ડને અન્ય ડાઇમર્સ સાથે સૌથી વધુ સ્થિર માળખું બનાવવા માટે દિશામાન કરે છે, જેના પરિણામે મેથેનોઇક એસિડની અનંત આલ્ફા અને બીટા સાંકળો થાય છે. આ સ્ફટિક માળખું તે ભૌતિક ચલો પર આધારિત છે જે તેના પર કાર્ય કરે છે, જેમ કે દબાણ અને તાપમાન.. તેથી, સાંકળ કન્વર્ટિબલ છે. જો દબાણને આત્યંતિક સ્તરે વધારવામાં આવે છે, તો સાંકળોને ફોર્મિક એસિડના સ્ફટિકીય પોલિમર તરીકે ગણવામાં આવે તેટલી સંકુચિત કરવામાં આવે છે.

ગુણધર્મો

અમે ફોર્મિક એસિડના મુખ્ય ગુણધર્મોનું વર્ણન કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા જઈ રહ્યા છીએ:

• મેથેનોઇક એસિડ છે તીવ્ર તીખી ગંધ સાથે ઓરડાના તાપમાને રંગહીન પ્રવાહી. તેનું મોલેક્યુલર વજન 46g/mol, ગલનબિંદુ 8,4ºC અને ઉત્કલન બિંદુ 100,8ºC છે, જે પાણી કરતાં વધારે છે.
• પાણી અને ધ્રુવીય કાર્બનિક દ્રાવકો જેમ કે ઈથર, એસીટોન, મિથેનોલ અને ઈથેનોલ સાથે મિશ્રિત કરી શકાય છે.
• તેનાથી વિપરિત, બેન્ઝીન અને ટોલ્યુએન જેવા સુગંધિત દ્રાવકોમાં, તે નબળી રીતે દ્રાવ્ય હોય છે કારણ કે ફોર્મિક એસિડ તેની રચનામાં થોડા કાર્બન અણુઓ ધરાવે છે.
• તેનું pKa 3,77 છે, જે એસિટિક એસિડ કરતાં વધુ એસિડિક છે, જે સમજાવી શકાય છે કારણ કે મિથાઈલ જૂથ બે ઓક્સિજન દ્વારા ઓક્સિડાઇઝ્ડ કાર્બન અણુને ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા પ્રદાન કરે છે. આના પરિણામે પ્રોટોન (CH3COOH, HCOOH) ની એસિડિટીમાં થોડો ઘટાડો થાય છે.
• એકવાર એસિડ ડિપ્રોટોનેટ થઈ જાય, ફોર્મેટ anion HCOO- માં રૂપાંતરિત થાય છે, જે બે ઓક્સિજન અણુઓ વચ્ચેના નકારાત્મક ચાર્જને સ્થાનાંતરિત કરે છે. તેથી, તે એક સ્થિર આયન છે અને ફોર્મિક એસિડની ઉચ્ચ એસિડિટી માટે જવાબદાર છે.

ફોર્મિક એસિડનો ઉપયોગ

ખાદ્ય અને કૃષિ ઉદ્યોગ

મેથેનોઈક એસિડ જેટલું હાનિકારક, તેની એન્ટિબેક્ટેરિયલ અસરને કારણે તેનો ખોરાક પ્રિઝર્વેટિવ તરીકે પૂરતી સાંદ્રતામાં ઉપયોગ થાય છે. તે જ કારણસર તેનો ઉપયોગ કૃષિમાં થાય છે, તે જંતુનાશક ગુણધર્મો પણ ધરાવે છે. તે ઘાસ પર એન્ટિસેપ્ટિક અસર પણ ધરાવે છે અને ખેતરના પ્રાણીઓમાં આંતરડાના ગેસને રોકવામાં મદદ કરે છે.

કાપડ અને ફૂટવેર ઉદ્યોગ

તેનો ઉપયોગ ટેક્સટાઇલ ઉદ્યોગમાં કાપડને રંગવા અને રિફાઇન કરવા માટે થાય છે અને કદાચ આ એસિડનો સૌથી સામાન્ય ઉપયોગ છે. ફોર્મિક એસિડનો ઉપયોગ ચામડાની પ્રક્રિયા માટે અને આ સામગ્રીના ડિપિલેશન માટે થાય છે તેની ઘટતી ક્રિયા. ફોર્મિક એસિડનું ડિપ્રોટોનેશન ફોર્મેટ એનિઓન HCOO- માં રૂપાંતરિત થાય છે, જે બે ઓક્સિજન અણુઓ વચ્ચેના નકારાત્મક ચાર્જને ડિલોકલાઈઝ કરે છે. તેથી, તે એક સ્થિર આયન છે અને ફોર્મિક એસિડની ઉચ્ચ એસિડિટી માટે જવાબદાર છે.

માર્ગ સલામતી

ઉલ્લેખિત ઔદ્યોગિક ઉપયોગો ઉપરાંત, ફોર્મિક એસિડ ડેરિવેટિવ્ઝ (ફોર્મેટ)નો ઉપયોગ સ્વિટ્ઝર્લૅન્ડ અને ઑસ્ટ્રિયામાં શિયાળાના રસ્તાઓ પર થાય છે. અકસ્માતોનું જોખમ ઘટાડવા માટે. ટેબલ સોલ્ટનો ઉપયોગ કરતાં આ સારવાર વધુ અસરકારક છે.

હું આશા રાખું છું કે આ માહિતી દ્વારા તમે ફોર્મિક એસિડ, તેની રચના અને તેના ઉપયોગો વિશે વધુ જાણી શકશો.