El acid formic o Acidul metanoic este cel mai simplu și mai mic compus dintre toți acizii organici. Are formula moleculară HCOOH cu un singur atom de hidrogen legat de un atom de carbon. Numele său provine de la cuvântul formica, care înseamnă furnică în latină. Este un compus destul de important în lumea chimiei și utilizat pe scară largă astăzi.
Din acest motiv, vom dedica acest articol pentru a vă spune tot ce trebuie să știți despre acidul formic, caracteristicile și importanța acestuia.
caracteristici cheie
Naturaliştii din secolul al XV-lea au descoperit că anumite tipuri de insecte (termicide), cum ar fi furnici, termite, albine și gândaci, ei secretă acest compus care le face mușcăturile dureroase. În plus, aceste insecte folosesc acest compus ca mecanism de atac, apărare și semnalizare chimică.
Au glande toxice care expulzează acest și alți acizi, precum acidul acetic, din organism sub formă de ceață. Acidul formic este mai puternic decât acidul acetic (CH3COOH); prin urmare, o cantitate egală de acid formic dizolvat în apă va avea ca rezultat o soluție cu un pH mai scăzut.
Naturalistul englez John Ray a realizat izolarea acestui compus în 1671, extras dintr-un număr mare de furnici. Pe de altă parte, prima sinteză cu succes a acestui compus a fost realizată de chimistul și fizicianul francez Joseph Gay-Lussac, folosind acidul cianhidric (HCN) ca reactiv.
acid formic în natură
Acidul formic poate exista la nivel terestru, ca componentă a biomasei sau în atmosferă, participând la o gamă largă de reacții chimice, poate fi găsit chiar în subteran, în petrol sau în fază gazoasă la suprafața sa.
În ceea ce privește biomasa, insectele și plantele sunt principalii producători ai acestui acid. Când combustibilii fosili ard, ei produc acid formic gazos; prin urmare, motoarele auto eliberează acest acid în atmosferă.
Sin embargo, există o mulțime de furnici care trăiesc pe pământ, iar producția de acid formic între ele este de mii de ori mai mare decât cantitatea de acid metanoic produsă de industria umană într-un an. Incendiile de pădure sunt, de asemenea, o sursă gazoasă de acid formic.
Mai sus, în matricea atmosferică complexă, au loc procese fotochimice pentru sinteza acidului formic. În acest moment, mulți compuși organici volatili (COV) se degradează sub acțiunea radiațiilor UV sau sunt oxidați prin mecanismul radicalului OH. Chimia atmosferică bogată și complexă este de departe principala sursă de acid metanoic de pe Pământ.
Structura atomică a acidului formic
Figura de mai sus arată structura dimerului în fază gazoasă a acidului formic. Sferele albe corespund atomilor de hidrogen, cele roșii atomilor de oxigen și cele negre atomilor de carbon.
Două grupuri pot fi văzute în aceste molecule: hidroxil (-OH) și formil (-CH=O), care sunt capabile să formeze legături de hidrogen. Aceste interacțiuni sunt de tip OHO, unde gruparea hidroxil este donorul H și gruparea formil este donorul O.
Cu toate acestea, H legat de atomi de carbon nu are această capacitate. Aceste interacțiuni sunt foarte puternice, iar hidrogenul din grupa OH este mai acid datorită atomului de H cu deficit de electroni; Prin urmare, acest hidrogen stabilizează și mai mult puntea. Ca urmare a celor de mai sus, acidul formic există ca dimer și nu ca moleculă individuală.
Pe măsură ce temperatura scade, dimerul își orientează legăturile de hidrogen pentru a crea cea mai stabilă structură cu alți dimeri, rezultând lanțuri infinite alfa și beta de acid metanoic. Această structură de cristal Depinde de variabilele fizice care acționează asupra acestuia, cum ar fi presiunea și temperatura.. Prin urmare, șirul este convertibil. Dacă presiunea este crescută la niveluri extreme, lanțurile sunt comprimate suficient pentru a fi considerate un polimer cristalin al acidului formic.
Proprietăţi
Ne vom concentra pe descrierea principalelor proprietăți ale acidului formic:
- acidul metanoic este un lichid incolor la temperatura camerei cu un miros puternic înțepător. Are o greutate moleculară de 46g/mol, un punct de topire de 8,4ºC și un punct de fierbere de 100,8ºC, mai mare decât cel al apei.
- Miscibil cu apă și solvenți organici polari, cum ar fi eter, acetonă, metanol și etanol.
- Dimpotrivă, în solvenții aromatici precum benzenul și toluenul, este slab solubil deoarece acidul formic are puțini atomi de carbon în structura sa.
- Are un pKa de 3,77, care este mai acid decât acidul acetic, ceea ce poate fi explicat deoarece gruparea metil oferă densitate electronică atomului de carbon oxidat de doi oxigeni. Aceasta are ca rezultat o scădere ușoară a acidității protonilor (CH3COOH, HCOOH).
- Odată ce acidul este deprotonat, este convertit în anionul formiat HCOO-, care delocalizează sarcina negativă dintre cei doi atomi de oxigen. Prin urmare, este un anion stabil și este responsabil pentru aciditatea ridicată a acidului formic.
Utilizări ale acidului formic
Industria alimentară și agricolă
La fel de nociv ca acidul metanoic, se foloseste in concentratii suficiente ca conservant alimentar datorita efectului sau antibacterian. Din același motiv pentru care este folosit în agricultură, are și proprietăți insecticide. De asemenea, are un efect antiseptic asupra ierburilor și ajută la prevenirea gazelor intestinale la animalele de fermă.
Industria textila si incaltaminte
Este folosit în industria textilă pentru vopsirea și rafinarea textilelor și este probabil cea mai comună utilizare a acestui acid. Acidul formic este folosit pentru prelucrarea pielii și pentru epilarea acestui material prin actiunea sa de degresare. Deprotonarea acidului formic se transformă în anionul formiat HCOO-, care delocalizează sarcina negativă dintre cei doi atomi de oxigen. Prin urmare, este un anion stabil și este responsabil pentru aciditatea ridicată a acidului formic.
Siguranța rutieră
Pe lângă utilizările industriale specificate, derivații de acid formic (format) sunt utilizați pe drumurile de iarnă din Elveția și Austria pentru a reduce riscul de accidente. Acest tratament este mai eficient decât utilizarea sării de masă.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre acidul formic, structura și utilizările sale.