El asid formik o Asid metanoik ialah sebatian termudah dan terkecil daripada semua asid organik. Ia mempunyai formula molekul HCOOH dengan hanya satu atom hidrogen yang terikat pada atom karbon. Namanya berasal dari perkataan formika, yang bermaksud semut dalam bahasa Latin. Ia adalah sebatian yang agak penting dalam dunia kimia dan digunakan secara meluas hari ini.
Atas sebab ini, kami akan mendedikasikan artikel ini untuk memberitahu anda semua yang anda perlu tahu tentang asid formik, ciri dan kepentingannya.
ciri-ciri utama
Ahli naturalis abad kelima belas mendapati bahawa beberapa jenis serangga (perisidan), seperti semut, anai-anai, lebah dan kumbang, mereka merembeskan sebatian ini yang membuat gigitan mereka menyakitkan. Selain itu, serangga ini menggunakan sebatian ini sebagai mekanisme serangan, pertahanan dan isyarat kimia.
Mereka mempunyai kelenjar toksik yang mengeluarkan ini dan asid lain, seperti asid asetik, dari badan dalam bentuk kabus. Asid formik lebih kuat daripada asid asetik (CH3COOH); oleh itu, jumlah asid formik yang sama terlarut dalam air akan menghasilkan larutan dengan pH yang lebih rendah.
naturalis Inggeris John Ray mencapai pengasingan sebatian ini pada tahun 1671, diekstrak daripada sejumlah besar semut. Sebaliknya, sintesis pertama yang berjaya bagi sebatian ini telah dijalankan oleh ahli kimia dan fizik Perancis Joseph Gay-Lussac menggunakan asid hidrosianik (HCN) sebagai reagen.
asid formik dalam alam semula jadi
Asid formik boleh wujud pada tahap daratan, sebagai komponen biojisim atau di atmosfera, mengambil bahagian dalam pelbagai tindak balas kimia, malah ia boleh ditemui di bawah tanah, dalam minyak atau dalam fasa gas di permukaannya.
Dari segi biojisim, serangga dan tumbuhan adalah pengeluar utama asid ini. Apabila bahan api fosil terbakar, ia menghasilkan asid formik gas; oleh itu, enjin kereta melepaskan asid ini ke atmosfera.
Walau bagaimanapun, terdapat banyak semut yang hidup di bumi, dan pengeluaran asid formik di antara mereka adalah beribu-ribu kali lebih besar daripada jumlah asid metanoik yang dihasilkan oleh industri manusia dalam satu tahun. Kebakaran hutan juga merupakan sumber gas asid formik.
Di atas, dalam matriks atmosfera yang kompleks, proses fotokimia untuk sintesis asid formik berlaku. Pada ketika ini, banyak sebatian organik meruap (VOC) merosot di bawah tindakan sinaran UV atau dioksidakan oleh mekanisme radikal OH. Kimia atmosfera yang kaya dan kompleks setakat ini sumber utama asid metanoik di Bumi.
Struktur atom asid formik
Rajah di atas menunjukkan struktur dimer fasa gas asid formik. Sfera putih sepadan dengan atom hidrogen, yang merah dengan atom oksigen dan yang hitam dengan atom karbon.
Dua kumpulan boleh dilihat dalam molekul ini: hidroksil (-OH) dan formil (-CH=O), yang mampu membentuk ikatan hidrogen. Interaksi ini adalah daripada jenis OHO, di mana kumpulan hidroksil ialah penderma H dan kumpulan formil ialah penderma O.
Walau bagaimanapun, H terikat kepada atom karbon tidak mempunyai keupayaan ini. Interaksi ini sangat kuat, dan hidrogen dalam kumpulan OH lebih berasid disebabkan oleh atom H kekurangan elektron; Oleh itu, hidrogen ini menstabilkan lagi jambatan. Hasil daripada perkara di atas, asid formik wujud sebagai dimer dan bukan sebagai molekul individu.
Apabila suhu menurun, dimer mengorientasikan ikatan hidrogennya untuk mencipta struktur yang paling stabil dengan dimer lain, menghasilkan rantai alfa dan beta tak terhingga asid metanoik. Struktur kristal ini Ia bergantung kepada pembolehubah fizikal yang bertindak ke atasnya, seperti tekanan dan suhu.. Oleh itu, rentetan boleh ditukar. Jika tekanan dinaikkan ke tahap yang melampau, rantai cukup mampat untuk dianggap sebagai polimer kristal asid formik.
hartanah
Kami akan memberi tumpuan kepada menerangkan sifat utama asid formik:
- asid metanoik ialah cecair tidak berwarna pada suhu bilik dengan bau pedas yang kuat. Ia mempunyai berat molekul 46g/mol, takat lebur 8,4ºC dan takat didih 100,8ºC, lebih tinggi daripada air.
- Bercampur dengan air dan pelarut organik polar seperti eter, aseton, metanol dan etanol.
- Sebaliknya, dalam pelarut aromatik seperti benzena dan toluena, ia kurang larut kerana asid formik mempunyai sedikit atom karbon dalam strukturnya.
- Ia mempunyai pKa 3,77, yang lebih berasid daripada asid asetik, yang boleh dijelaskan kerana kumpulan metil memberikan ketumpatan elektron kepada atom karbon yang dioksidakan oleh dua oksigen. Ini mengakibatkan sedikit penurunan keasidan proton (CH3COOH, HCOOH).
- Sebaik sahaja asid terdeprotonasi, ditukar kepada anion format HCOO-, yang menyahtempatkan cas negatif antara dua atom oksigen. Oleh itu, ia adalah anion yang stabil dan bertanggungjawab untuk keasidan tinggi asid formik.
Kegunaan Asid Formik
Industri makanan dan pertanian
Sama berbahaya seperti asid metanoik, ia digunakan dalam kepekatan yang mencukupi sebagai pengawet makanan kerana kesan antibakterianya. Atas sebab yang sama bahawa ia digunakan dalam pertanian, ia juga mempunyai sifat racun serangga. Ia juga mempunyai kesan antiseptik pada rumput dan membantu mencegah gas usus dalam haiwan ternakan.
Industri tekstil dan kasut
Ia digunakan dalam industri tekstil untuk mewarna dan menapis tekstil dan mungkin merupakan penggunaan asid ini yang paling biasa. Asid formik digunakan untuk pemprosesan kulit dan penyusutan bahan ini oleh tindakan degreasingnya. Penyahprotonan asid formik bertukar kepada anion format HCOO-, yang menyahtempatkan cas negatif antara dua atom oksigen. Oleh itu, ia adalah anion yang stabil dan bertanggungjawab untuk keasidan tinggi asid formik.
Keselamatan jalan raya
Sebagai tambahan kepada kegunaan industri yang ditentukan, terbitan asid formik (format) digunakan pada jalan musim sejuk di Switzerland dan Austria untuk mengurangkan risiko kemalangan. Rawatan ini lebih berkesan daripada menggunakan garam meja.
Saya berharap dengan maklumat ini anda boleh mengetahui lebih lanjut tentang asid formik, struktur dan kegunaannya.