Рівняння хімічних реакцій мурашиної кислоти з метиловим. Застосування мурашиної кислоти
Мурашина кислота - сильний відновник, оскільки в її складі є альдегидная група:
НСООН + 2OH ® (NH 4) 2 CO 3 + 2Ag + 2NH 3 + H 2 O
(Реакція срібного дзеркала);
НСООН + 2Сu (OH) 2 ® CO 2 + Cu 2 O + 3H 2 O;
НСООН + Cl 2 ® CO 2 + 2HCl.
На відміну від інших граничних карбонових кислот мурашина кислота нестійка до дії концентрованих сірчаної та азотної кислот: НСООН 
СО + Н 2 О.
Все дикарбонові кислоти являють собою тверді кристалічні речовини, розчинні у воді. Взаємний вплив атомів в молекулах дикарбонових кислот призводить до того, що вони є сильнішими кислотами, ніж одноосновні. Двохосновні кислоти вступають в усі реакції, властиві одноосновних кислот, даючи два ряди похідних. Специфіка їх будови призводить до властивим тільки їм реакцій термічного розкладання. Щавлева і малонова кислоти при нагріванні піддаються декарбоксилюванню, інші утворюють циклічні ангідриди:
Ноос-СООН СО 2 + НСООН
Особливі властивості ненасичених карбонових кислот
Хімічні властивості ненасичених карбонових кислот обумовлені як властивостями карбоксильної групи, так і властивостями подвійного зв'язку. Специфічними властивостями володіють кислоти з близько розташованої від карбоксильної групи подвійним зв'язком - a, b-ненасичені кислоти. У цих кислот приєднання галогеноводородов і гідратація йдуть проти правила Марковникова:
СН 2 \u003d СН-СООН + НВr ® СН 2 Вr-СН 2 -СООН
Полімери акрилової і метакрилової кислот, а також їх складних ефірів є широко використовуваними конструкційними матеріалами (плексиглас, оргскло).
властивості оксикислот
Оксикислоти вступають в реакції, характерні для карбонових кислот і спиртів, мають також специфічними властивостями. Вони сильніші кислоти, ніж відповідні карбонові. Це пояснюється існуванням внутрішньомолекулярного водневого зв'язку між групами ОН і СООН в a і b-оксикислоти; сильнішу водневу зв'язок утворює карбоксилат-аніон, що виходить при дисоціації оксикислот. З солями деяких металів, напр. Fe (III), Cu (II), a-оксикислоти утворюють комплексні сполуки.
Особлива властивість оксикислот - їх перетворення при нагріванні.
1. a-Амінокислоти - межмолекулярная дегідратація, димеризація, освіту лактид :
2. b-Амінокислоти - внутримолекулярная дегідратація, освіту ненасичених кислот :
2. g і d-Амінокислоти - межмолекулярная дегідратація, освіту лактонов :
Освіта лактонов з більш віддаленої гідроксильною групою (більше 7 атомів вуглецю в молекулі) утруднено.
Оксикислоти широко поширені в природі, їх залишки входять до складу сфинголипидов тварин і рослин. Оксикислоти грають важливу роль в біохімічних процесах. Лимонна кислота і яблучна кислота - ключові продукти циклу трикарбонових кислот; b- і g-оксикислоти - проміжні продукти метаболізму жирних кислот, а молочна кислота - метаболізму вуглеводів.
ВИЗНАЧЕННЯ
Мурашина кислота - безбарвна рідина (будова молекули наведено на рис. 1). Добре розчиняється в ацетоні, бензолі, гліцерині, толуолі.
Змішується з водою, діетиловим ефіром, етанолом.
Мал. 1. Будова молекули мурашиної кислоти.
Таблиця 1. Фізичні властивості мурашиної кислоти.
Отримання мурашиної кислоти
Основний спосіб отримання мурашиної кислоти - окислювання граничних метану (1), метилового спирту (2), формальдегіду (метановий альдегід) (3):
CH 4 + 3 [O] → H-COOH + H 2 O (t \u003d 150 - 200 o C, p \u003d 30 - 60 atm) (1);
CH 3 -OH + [O] → H-COOH (2);
H-C (O) H + [O] → HCOOH (3).
Хімічні властивості мурашиної кислоти
У водному розчині мурашина кислота здатна диссоциировать на іони:
H-COOH↔H-COO - + H +.
Мурашина кислота має хімічними властивостями, характерними для розчинів неорганічних кислот, тобто взаємодіє з металами (1), їх оксидами (2), гідроксиду (3) і слабкими солями (4):
2H-COOH + Zn → (HCOO) 2 Zn + H 2 (1);
2H-COOH + CuO → (HCOO) 2 Cu + H 2 O (2);
H-COOH + KOH → H-COOK + H 2 O (3);
2H-COOH + NaHCO 3 → HCOONa + H 2 O + CO 2 (4).
При нагріванні і в присутності концентрованої сірчаної кислоти мурашина кислота взаємодіє зі спиртами з утворенням складних ефірів:
H-COOH + C 2 H 5 OH ↔H-C (O) -O-C 2 H 5 + H 2 O.
Застосування мурашиної кислоти
Мурашина кислота широко застосовується для отримання складних ефірів, які використовуються в парфумерії, в шкіряному справі (дублення шкір), текстильної промисловості (як протрава при фарбуванні), як розчинник і консервант.
Приклади розв'язання задач
ПРИКЛАД 1
ПРИКЛАД 2
| завдання | Мурашину кислоту масою 5,40 г помістили в посудину об'ємом 4,50 л і нагріли до температури 200 ° С. Тиск парів при цьому склало 43,7 кПа. Визначте число молекул димеру мурашиної кислоти в газовій фазі. |
| Рішення | У парах мурашина кислота знаходиться частково у вигляді димерів, а частково у вигляді окремих молекул: 2HCOOH → (HCOOH) 2. Початкове кількість мурашиної кислоти: n (HCOOH) \u003d m (HCOOH) / M (HCOOH) \u003d 5,4 / 60 \u003d 0,09 моль. Нехай в реакцію димеризации вступило х моль HCOOH, тоді утворилося х / 2 моль димера (HCOOH) 2 і залишилося (0,09 - х) моль HCOOH. Загальна кількість речовин в газовій фазі одно: n \u003d PV / (RT) \u003d 43,7 × 4,50 / (8,31 × 473) \u003d 0,05 \u003d х / 2 + (0,09 - х), звідки х \u003d 0,08 моль. Число молекул димеру мурашиної кислоти в газовій фазі одно: N [(HCOOH) 2] \u003d n × N A \u003d 0,08 / 2 × 6,02 × 10 23 \u003d 2,408 × 10 22. |
| відповідь | 2,408 × 10 22 молекул (HCOOH) 2. |
Мурашина або метанова кислота - представник ряду насичених одноосновних карбонових сполук.
При нормальних умовах це безбарвна рідина, розчинна в гліцерині, толуолі, ацетоні, бензолі. Вступає в реакцію з діетиловим ефіром, етанолом, водою.
Мурашина кислота вперше виділена з рудих лісових мурах в 1671 році вченим Джоном Рейем. Штучно синтезована тільки в ХІХ столітті хіміком Джозефом Люссаком.
Найпоширеніший метод отримання речовини - виділення сполуки при виробництві оцтової кислоти, під впливом жидкофазного окислення бутану. Інші способи «видобутку» метанової субстанції: шляхом розкладання гліцеринових ефірів щавлевої кислоти, при окисленні метанолу.
При великих концентраціях отруює організм, надаючи токсичну дію, бере в облогу пектини, тому в харчовій промисловості використовується як консервант в обмеженій кількості.
Загальні відомості
У природі метанова кислота виявлена \u200b\u200bв таких продуктах, як полуниця, малина, яблука, авокадо, дикий ямс, папайя, кропива, киноа, китайський лічі, Драконовий фрукт (пітаї).
Крім цього, з'єднання містять безалкогольні напої, квашені / мариновані овочі, яблучний оцет, секрет бджіл, фруктові / рибні консерви.
За органічній структурі речовина (НСООН) відноситься до групи жирних кислот і виявляє сильну антимікробну дію. Його небезпека залежить від концентрації. На підставі даних класифікації Європейського союзу встановлено, що рідкий 10% розчин при контакті зі шкірою подразнює, 15% і вище - роз'їдаюче, а 100% залишає сильні хімічні опіки, здатний викликати анафілактичний шок.
Для посилення смакових якостей, збільшення терміну придатності консервованих продуктів, корми для худоби, мурашина кислота і її солі використовуються в харчовій промисловості в якості добавок (Е236 - Е238).
Незважаючи на те, що сполука відноситься до групи найпростіших, його роль в життєдіяльності людини не можна недооцінювати. Метанова кислота бере участь в обмінних процесах. В організмі тварин вона забезпечує синтез пуринових підстав, метіоніл, нуклеїнових кислот.
застосування
Метанова кислота не відноситься до розряду життєво необхідних з'єднань для людського організму. допустима добова норма речовини становить 3 міліграма. Добре засвоюється печінкою, при високих концентраціях має сечогінну дію, виводиться з екскрементами.
Мурашина кислота - стимулятор, який активує міжклітинний матрикс, системи органів, сполучні тканини до реакцій, за рахунок чого організм швидко відновлюється.
Сьогодні з'єднання випускається у вигляді спиртових настоянок 1,4%, медичних препаратів, входить до складу гель-бальзамів, мазей.
Для усунення прищів метанову кислоту нанесіть на проблемне місце, при цьому, очищати шкіру попередньо не рекомендується, оскільки це призведе до зайвої втрати вологи. Через 10 хвилин після висихання спирту 1,4%, нанесіть на обличчя зволожуючий крем. Процедуру виконувати вранці і ввечері протягом п'яти днів.
Розглянемо докладно, якими властивостями володіє мурашина кислота і показання до застосування препарату в лікувальних цілях.
Медицина і метанова кислота
Органічне поєднання використовують як болезаспокійливий, очищаючу, антисептичну, протизапальну і бактерицидну засіб.
Для зовнішнього застосування фармакологічна промисловість випускає речовину у вигляді розчину: 1,4% мурашиної кислоти в 70% етиловому спирті. Стандартний обсяг флакона - 50, 100 мілілітрів. Прозора безбарвна рідина має характерний запах етанолу, посилений парами метанового з'єднання. Препарат відноситься до категорії медикаментів, які проявляють анальгезирующие і дратівливі властивості. При зовнішньому застосуванні мурашина кислота надає відволікаючу дію, викликає розширення судин, покращує живлення тканин.
Показання до застосування 1,4% розчину:
- невралгія;
- неспецифічні моно- або поліартрити;
- міозит;
- артралгія;
- міалгія.
Протипоказання:
- пошкодження шкірних покрив в місці нанесення засобу;
- гіперчутливість до з'єднання.
Крім спиртового розчину, мурашину кислоту використовують для приготування мазей.
Найпоширеніший засіб - гель-бальзам «Муравьівіт». Фармакологічні властивості препарату: відновлює, тонізуючі, протинабрякову, регенеруючу (оновлює тканини). Бальзам знімає запалення, заспокоює біль, зменшує проникність капілярів. Крім того, він уповільнює згортання крові, покращує мікроциркуляцію, підвищує тонус венозних судин і перешкоджає утворенню тромбозу. При місцевому застосуванні знищує грампозитивні, грамнегативні хворобливі мікроорганізми, надаючи антисептичну, бактерицидну дію.
Показання до застосування засоби:
- гострі напади болю в суглобах, попереку, верхньої частини спини, шиї;
- травми (розтягнення зв'язок, м'язів, вивихи, забиті місця);
- для якнайшвидшого загоєння: подряпин, саден, ранок, порізів, тріщин;
- обмороження кінцівок, легкі термічні опіки;
- для зняття свербіння від колючих рослин, укусу комах, подразнень;
- головні болі, синці, гематоми;
- варикозне розширення вен;
- відчуття тяжкості в ногах;
- екзема, дерматити;
- грибкові захворювання;
- вугрі, фурункули.
В народній медицині мурашина кислота здавна застосовувалася для лікування радикуліту, подагри, ревматизму, остеопорозу, педикульозу, стимуляції росту волосся.
Мазі, гелі-бальзами, спиртовий розчин призначені тільки для зовнішнього використання. Для полегшення стану і зняття запалення препарат потрібно тонким шаром нанести на проблемну ділянку і легкими масажними рухами плавно розподілити по шкірі, залишити до повного висихання. Уражені місця змащувати 2 - 3 рази на добу до зникнення симптомів.
Сьогодні метанова кислота також застосовується для виробництва передопераційного антисептичний засіб ( «первомуром») в хірургії для дезінфекції обладнання.
Побічні ефекти і взаємодія з алкоголем
При обробці шкіри препаратами, на основі мурашиної кислоти будьте уважні, дотримуйтесь інструкції виробника. Оскільки насичені розчини 10% і вище викликають больову реакцію, характеризуються роз'їдають властивостями. Випадковий прийом такого речовини всередину вражає слизову оболонку стравоходу, шлунка, сприяє появі вираженого некротичного гастриту. Пари хімічної сполуки роз'їдають тканини органів дихання, викликають опіки рогівки очей.
При попаданні концентрованого розчину мурашиної кислоти на ділянку шкіри негайно обробіть місце лужним розчином (харчовою содою, бикарбонатом натрію).
Метанове з'єднання і його формальдегід - метаболіти, що утворюються при розпаді метанолу в людському організмі. Дані речовини токсичні і вражають зоровий нерв, що веде до повної сліпоти. Якщо в організм потрапив метанол, щоб уникнути утворення мурашиної кислоти під впливом алкогольдегідрогенази, потрібно відразу випити розчин етилового спирту. Так ви зможете не допустити протікання реакції, наслідком якої є повна втрата зору.
Етиловий спирт - своєрідний антидот, що перешкоджає отруєння мурашиної кислотою.
Видалення волосся за допомогою метанової кислоти
З'єднання застосовується скоріше не для позбавлення від небажаної рослинності, а для уповільнення росту волосся після епіляційної процедури. Мурашина кислота використовується як потужний антисептик, виключно в розведеному вигляді. Її додають в масляну базу або набувають відразу готовий засіб. Після першого нанесення на виголена ділянка, масло з мурашиної кислотою збільшує терміни між епіляції, продовжуючи результативність процедури, потім при регулярному використанні блокує активність фолікула. В результаті волосяне волокно не утворюється, зростання рослинності зупиняється.
Згідно відгуками дівчат, що використовують даний метод, «мурашиної масло» не подразнює шкіру, а навпаки, робить її шовковистою, гладкою.
Послідовність виконання процедури:
- видалити волосся з проблемного місця (за допомогою цього приладу, воску, пінцета);
- обполоснути, просушити шкіру;
- на дану ділянку нанести тонким шаром засіб на 15 хвилин;
- змити масляний склад прохолодною водою;
- оглянути ділянку шкіри на наявність алергічної реакції, дискомфортних явищ (при появі свербежу, шорсткості, почервоніння наносити олію з мурашиної кислотою категорично забороняється, якщо даних явищ не спостерігається процедуру можна продовжити);
- нанести повторно засіб на обрану ділянку ще на 15 хвилин, поступово тривалість можна збільшувати і довести до 4 годин;
- ретельно змити масло мильним розчином.
Дану процедуру повторюйте в міру проростання нових волосків. Для досягнення стійкого результату запасіться терпінням, буде потрібно 7 - 10 епіляції з використанням мурашиного масла. Якщо на шкірі є ушкодження (подряпини, садна, рани, тріщини) від процедури слід утриматися до їх повного загоєння. Крім цього, з метою безпеки не рекомендується наносити засіб в період вагітності і лактації.
Для більш делікатного усунення волосся 10 крапель мурашиного масла потрібно додати в дитячий крем, отриману суміш можна щодня наносити на проблемні ділянки. Крім уповільнення росту волосся ви отримаєте справжнє живильний засіб.
висновок
Мурашина кислота - це з'єднання, яке завдяки лікувальним, профілактичним, антибактеріальним властивостям використовується в різних сферах діяльності людини.
А саме: харчової, текстильної, хімічної промисловості, медицині, сільському господарстві, парфумерії, косметології, бджільництві. Речовина випускається у формі спиртовмісної розчину, мазей, бальзамів і застосовується для боротьби з прищами, небажаною рослинністю на проблемних ділянках, лікування невралгії, шкірних захворювань, суглобів, якнайшвидшого загоєння ран, вивихів, ударів.
Кислота відпускається без рецепта, проте її потрібно використовувати з особливою увагою, дотримуючись правил безпеки, оскільки при прийомі всередину вона викликає важкий некротичний гастрит, а при попаданні концентрату на шкіру ̶ алергію.
Пам'ятайте, перш, ніж використовувати мурашиний спирт зовнішньо в лікувальних цілях, потрібно попередньо нанести склад на 10 хвилин на проблемну ділянку шкіри і спостерігати за опрацьованим місце. При відсутності алергії препарат можна застосовувати, дотримуючись обережності.
Мурашина кислота здатна діяти в якості як окисляє, так і відновлює хімікату одночасно, що дозволяє широко застосовувати дану речовину не тільки в медицині, але і в промисловості. Це найсильніша карбоксильная кислота, яка була виведена в 1671 році завдяки англійському натуралістові Джону Рею. Він виявив речовину в організмі (в черевних залозах) червоних мурах, потім взяв його в необхідному для вивчення кількості і описав все властивості хімікату. Мурашина кислота зустрічається також в хвої, кропиві, деяких фруктах, в виділеннях гусениць шовкопряда та інших комах. У великих кількостях речовина можна отримати синтетичним шляхом.
Хімічні властивості мурашиної кислоти
Даний хімікат має величезну перевагу перед іншими кислотами, так як є одночасно і карбоксильної кислотою, і альдегідів. НСООН - це хімічна формула речовини, яка зареєстрована під номером Е236 і використовується в якості харчової добавки в промисловості. Мурашина кислота - це рідина, яка не має кольору, але вона володіє характерним сильним запахом. Її похідними є Форміат (ефіри і солі) і формальдегід. Чудово розчиняється в ацетоні, гліцерині, толуолі і бензолі мурашина кислота. Хімічні властивості речовини дозволяють змішувати його з діетиловим ефіром, водою і етанолом.
Застосування мурашиної кислоти
А чи безпечна кислота?
Дуже небезпечна кислота в концентрованому вигляді, адже навіть при незначному попаданні на шкіру вона здатна викликати опіки. Крім того, на відміну від інших подібних хімікатів, дана речовина руйнує навіть жирової підшкірний шар! У разі отримання опіку слід якнайшвидше опрацювати уражене місце елементарним розчином солі або соди. Пари кислоти здатні завдати непоправної шкоди людському здоров'ю, зокрема, очам і органам дихання. Якщо хімікат потрапляє в організм у великих кількостях, то призводить до пошкодження зорового нерва, кашлю, печії, сліпоти, некротичного гастроентериту, захворювань нирок і печінки. Слід сказати, що в малих дозах мурашина кислота досить швидко переробляється в людському організмі і виводиться з нього. При низькій концентрації консервант Е236 надає місцевоанестезуючу, протизапальну і ранозагоювальну дії.
Мурашина (метанова) кислота - популярний продукт хімічної промисловості. Вона являє собою рідину без запаху і кольору, що має кислий смак. Мурашина кислота змішується з водою, розчиняється в ацетоні і гліцерині. Свою назву вона отримала завдяки тому, що вперше була здобута з рудих лісових мурах. Її першовідкривачем став натураліст з Англії на ім'я Джон Рей. Він детально вивчив і описав незнайоме людству речовина.
У природі метанова кислота міститься в виділеннях мурашок і бджіл, ряді фруктів, хвої і кропиві. В промислових масштабах її виробляють з оцтової кислоти і ряду інших компонентів.
Особливості виробництва мурашиної кислоти
Вперше мурашину кислоту штучним шляхом вдалося отримати французькому вченому Джозефу Гей-Люссаку в дев'ятнадцятому столітті. З тих пір виробництво цієї речовини було суттєво вдосконалено. Сьогодні мурашину кислоту найчастіше отримують в процесі виготовлення оцтової кислоти (при впливі на неї бутану). Метанова кислота може бути здобута і при окисленні метилового спирту до алкадіени, що виділяє воду і утворює альдегід CH2O, Окислюється до HCOOH.
Ще один поширений метод виробництва метанової кислоти - реакція гідроксиду натрію і монооксиду вуглецю. Відбувається вона наступним: чином: монооксид вуглецю проходить через гідроксид натрію під тиском. Отриманий в результаті цього форміат натрію проходить обробку сірчаною кислотою і піддається вакуумної перегонці.
Нещодавно фахівці розробили газофазних методику синтезу мурашиної кислоти за допомогою каталітичного окислення формальдегіду киснем. Ними була виготовлена \u200b\u200bспеціальна установка-прототип, ідентична тій, яка може використовуватися в промисловості. Метанол проходить стадію окислення на залізо-молібденовому каталізаторі в звичайних умовах. Що стосується окислення формальдегіду в кислоту, воно виконується на спеціальному оксидному титаново-ваннадіевом каталізаторі при температурі від 120 до 140 C.
Застосування мурашиної кислоти
Завдяки своїм особливим характеристикам мурашина кислота знайшла застосування відразу в декількох сферах діяльності людини. Давайте розглянемо його докладніше.
1. Медицина
Продається в аптеках мурашина кислота є дієвим бактерицидну, болезаспокійливу і протизапальну засобом. Вона застосовується зовнішньо. Даний препарат в народі використовується для лікування радикуліту і ревматизму. Лікарі ж прописують метанову кислоту пацієнтам з наступними захворюваннями:
- невралгією;
- специфічним полі-і моноартритом;
- артралгією.
Дана речовина входить до складу багатьох мазей, що застосовуються для лікування грибкових захворювань, варикозу, забитих місць і синців.
2. Косметологія
Мурашиний спирт (70-процентний розчин мурашиної кислоти) є непоганим засобом від вугрової висипки. Його найефективніше використовувати в якості лосьйону, завдаючи на проблемну шкіру двічі на день за допомогою ватного диска.
Жінки часто користуються HCOOH для видалення небажаного волосся на тілі. Обмовимося: вони застосовують не склад в чистому вигляді, а мурашиної масло, яке виготовляється в Азії. Також існує крем на основі мурашиної кислоти, що допомагає придбати гарну засмагу. Він розігріває шкіру, завдяки чому вона швидко набуває на сонці рівний смаглявий відтінок.
3. Виробництво продуктів харчування
У харчовій промисловості HCOOH задіюється в якості добавки Е-236. Цей компонент і його похідні (Е-237 і Е-238) незамінні при виготовленні різних напоїв та консервуванні овочів. Вони також входять до складу багатьох цукерок, тістечок і т. Д.
Згідно з останніми дослідженнями вчених, добавка Е-236 в великих кількостях може завдати шкоди організму людини. Однак при помірному вживанні вона не робить поганого впливу.
4. Сільське господарство
5. Бджільництво
Ще понад століття тому вчені з'ясували, що бджоли застосовують мурашину кислоту, щоб продезинфікувати вулики. Комахи самі виділяють її, але в незначній кількості. Додаткова ж обробка вуликів складом, отриманим штучним шляхом, є прекрасною профілактикою вароатозу - захворювання бджіл, що викликається кліщами.
6. Токсичність кислоти
Хімічне з'єднання HCOOH є низькотоксичні. У розбавленому стані мурашина кислота не може принести шкоду шкірі людини. А ось зі складами, що мають концентрацію більш 10 відсотків, слід звертатися акуратно. При їх потраплянні на епідерміс місце контакту необхідно обробити за допомогою розчину соди.
Поступаючи в організм невеликими дозами, метанова кислота не чинить на нього негативного впливу. У разі ж отруєння метанолом, з якого виробляється даний продукт, можливо погіршення зору або його повна втрата.
Вконтакте