Вещество, которое было обнаружено в XVII в. и выделяется при укусе соответствующего насекомого, называется муравьиная кислота. Позже исследователь Джон Рейем выяснил, что реагент встречается также в некоторых растениях, фруктах и теле человека (выделяется вместе с потом). Нельзя назвать открытие прорывом, но все же оно помогло продвинуться дальше некоторым химическим и медицинским направлениям.
Понятие и определение
НСООН — формула муравьиной кислоты. Относится к карбоксильной группе. Является биогенным веществом, поскольку получается двумя способами:
- Синтетически. Вырабатывается в медицинских лабораториях с использованием метана. Первым синтезировавшим ее стал французский химик Джозеф Люссак.
- Живыми организмами. Естественный процесс, вырабатывается преимущественно для поддержания защитных функций.
Не имеет ярко выраженного воздействия на кожный покров человека. Тем не менее является кислотой, поэтому легкое жжение все-таки будет испытываться. Внешне вещество прозрачной бесцветной жидкостью с кислым запахом и вкусом. Состояние наблюдается при нормальных условиях. Изменение температуры влияет и на видовые характеристики.
Основные свойства
Свойства муравьиной кислоты нельзя недооценивать. Несмотря на то что она характеризуется простейшим соединением, принимает участие в обменных процессах человека и животных. Физические параметры:
- Внешний вид — бесцветная жидкость;
- Молярная масса — 46,025г/моль;
- Константа диссоциации — 1,772⋅0,0001;
- Температура кипения — 100,7 г градусов.
В природе кислота встречается в разбавленном виде, концентрация составляет 10−15%. Но при 100% (можно достичь в химической лаборатории) начинает разъедать кожу в считаные секунды. К химическим свойствам относят:
- При смешивании с основаниями и солями образуются формиаты;
- Нагревание со спиртом способствует получению сложного эфира;
- Окисляется калием, как угольная кислота;
- Очень горючая, взрывоопасная. Степень и очаги поражения зависят от концентрации и количества вещества;
- Выделяет оксид углерода при контакте с серной кислотой;
Благодаря уникальным химическим свойствам, кислота нашла широкое применение. В современности невозможно найти такую отрасль или сферу производства, где бы обошлись без нее. Существует также суточная норма потребления вещества, необходимая для стабильного и нормального функционирования организма. Поскольку она присутствует во многих продуктах, достичь таковой не составит труда.
Способы получения
В природе наблюдается естественное получение муравьиной кислоты. Ферменты берут у насекомых. Но она содержится и в растениях:
- яблоки;
- клубника;
- малина;
- папайя;
- авокадо;
- крапива.
Также вещество выделяется некоторыми животными и насекомыми. Например, оно генерируется пчелами в процессе строительства домиков для молодых особей. Сами муравьи пользуются кислотой для защиты, а также чтобы перегрызть крупные предметы, которые они используют в качестве заготовок на зиму, строительства муравейника.
В химических лабораториях синтезировать можно несколькими методами. Наиболее распространенный — побочное вещество при производстве уксуса. Атомы бутана окисляются, будучи в жидкой фазе, и происходит расщепление на два элемента — основной и второстепенный. Также есть другие способы искусственного получения:
- воздействие щелочью на углерод;
- нагрев щавелевой кислоты с глицерином;
- омыливание синильной кислоты.
В промышленности тоже добывается рассматриваемое вещество. Используется метод соединения монооксида углерода с едким натром. Образуется формиат натрия, который впоследствии легко перевести в муравьиную кислоту. Остальные способы синтеза не получили широкого распространения.
Области применения
Благодаря многочисленным положительным качествам, применение муравьиной кислоты распространяется почти на все области человеческой деятельности. Подробная картина представлена в таблице.
| Отрасль | Как используется |
| Медицина | Обезболивающее вещество наружного действия |
| Сельскохозяйственная сфера | Являясь отличным природным консервантом, позволяет продлить сроки хранения кормов для животных. Замедляется гниение, поэтому вещество добавляется преимущественно в сено, силос и другие растительные заготовки |
| Химическая промышленность | Представляет собой легкий растворитель, способный взаимодействовать с разными составами |
| Текстиль | Окрашивает шерсть и некоторые другие натуральные дорогостоящие материалы |
| Пищевая промышленность | Натуральный безвредный консервант |
| Пчеловодство, пасека | Отпугивает паразитов, способных навредить взрослым и молодым особям, испортить соты или уменьшить производство меда |
Узкопрофильное использование
Отдельные отрасли не представляют своего существования без муравьиной кислоты. Ее реакция, молекулярная плотность и уникальная кислотность не имеют сравнения. Поэтому некоторые промышленные сферы используют вещество несколькими разными способами. К примеру, в пищевом производстве она является не только хорошим консервантом. Обладая отличными дезинфицирующими свойствами, позволяет подготовить емкости к дальнейшему применению.
В медицине элемент является отличным антисептиком. Однако спектр его действия этим не ограничивается. При правильной концентрации может использоваться другими способами:
- Улучшает обменные процессы на поверхности кожи.
- Положительно сказывается на питании тканей.
- Расширяет сосуды, чтобы лекарственные препараты начали действовать быстрее и эффективнее.
При этом возможности для лечения открываются широкие. Вещество хорошо себя проявило в устранении синяков, борьбе с грибковыми заболеваниями, варикозным расширением вен. Его используют для очищения поверхности кожи и избавления от угревой сыпи, поэтому оно востребовано и в косметологии. Противопоказание только одно — не стоит наносить на открытое повреждение, поскольку продукт быстро разъест чувствительные ткани, даже при минимальной концентрации.
Химические реакции
Если рассматривать применение не в быту, область существенно расширяется. Химическое использование продукта несколько иное. Задействуются разные реакции, чтобы синтезировать производные:
- Уникальная особенность вещества в том, что помимо кислотных свойств у него имеются также и альдегидные. При окислении образует углекислый газ.
- Процесс нагревания приводит к структурному разложению на воду и углерод.
- Наблюдается отличное взаимодействие с аммиачным раствором серебряного оксида. При этом серебро выводится, как самостоятельный элемент. Такая реакция называется «зеркалом».
- Взаимодействует с гидроксидом меди, образуя на выходе углекислый газ, оксид металла и воду.
Состоит из атомов углерода, водорода и кислорода. Реагирует на разные воздействия очень остро, поэтому можно быстро получить совершенно новое вещество или отдельный элемент. Исходя из названия, наблюдается опасность, если концентрация превосходит 10%.
Гидролиз — реакция, направленная на элемент и воду. Взаимодействие с кислотами является обратимым процессом. Т. е. концентрацию можно поднять после разбавления, но в лабораторных условиях и с использованием специального оборудования. Без катализаторов действие слабое и медленное, с ними ускоряется до нескольких секунд. Взглянув на уравнения, можно наблюдать разносторонние изменения (как растворение, так и концентрирование).
У муравьиной кислоты есть множество гомологов. Это элементы с аналогичной цепочкой, но измененным количеством атомов углерода. Среди них ближайшие:
- уксусная;
- пропионовая;
- масляная;
- валериановая;
- капроновая.
Дегидратация представляет собой процесс получения чистого оксида углерода. Происходит естественным образом, но реакция сильно замедлена. Чтобы ускорить процесс, обработка в лабораториях осуществляется совместно с серной кислотой — в нее постепенно влияют вещество.
