Hangyasav (HCOOH) szerkezete, felhasználása és tulajdonságai

az hangyasav vagy metánsavA szerves savak legegyszerűbb és legkisebb összetevője. Metánsav néven is ismert, és molekuláris képlete HCOOH, amely csak egy hidrogénatommal kapcsolódik a szénatomhoz. A neve a szóból származik formica, ami latinul az ant.

XV században természetbúvárok találtuk, hogy bizonyos típusú rovarok (a Formicidae), mint például a hangyák, termeszek, bogarak és a méhek szekretálnak e felelős a fájdalmas csípése vegyületet. Szintén ezek a rovarok hangyasavat használni, mint egy mechanizmust a támadás, védelem és kémiai jelátvitel. 

Vegyünk mérgező mirigyeket, amelyek ezt a savat és más savakat (pl. Ecetsavat) a külső felületre permetezik. A hangyasav erősebb, mint az ecetsav (CH₃COOH); így egyenlő mennyiségben vízben oldva a hangyasav alacsonyabb pH-értékű oldatokat hoz létre.

Az angol természettudós, John Ray 1671-ben nagy hangyákból desztillált hangyasav elszigetelést ért el.

Másrészt ennek a vegyületnek az első sikeres szintézisét a francia kémikus és Joseph Gay-Lussac fizikus végezte, hidrogén-cianátot (HCN) reagensként használva.

index

• 1 Hol vagy?
• 2 Szerkezet
  • 2.1 Kristályszerkezet
• 3 Tulajdonságok
  • 3.1 Reakciók
• 4 Felhasználások
  • 4.1 Az élelmiszeripar és a mezőgazdaság
  • 4.2 A textil- és lábbeliipar
  • 4.3 Közúti közlekedésbiztonság az utakon
• 5 Referenciák

Hol van?

A hangyasav a biomassza részeként vagy a légkörben a szárazföldi szinteken jelen lehet, amely vegyi reakciók széles spektrumában részt vesz; Még a padló alatt is megtalálható, az olajban vagy a gázfázisban a felületén.

A biomassza szempontjából ezek a savak a rovarok és a növények. Ha fosszilis tüzelőanyagokat égetnek el, gáznemű hangyasavat termelnek; következésképpen a járműmotorok a hangyasavat a légkörbe engedik.

Ugyanakkor a Földön túl sok hangyák állnak rendelkezésre, és ezek között évente több ezer alkalommal lehet előállítani az emberi ipar által termelt hangyasavat. Hasonlóképpen, az erdőtüzek a hangyasav gázforrásai.

A komplex légköri mátrixban a hangyasavat szintetizáló fotokémiai folyamatok magasabbak.

Mostanra számos illékony szerves vegyületek (VOC-k, a betűszó) lebomlanak befolyása alatt ultraibolya sugárzás, vagy oxidált szabad gyökös mechanizmusok OH. A gazdag és összetett légkörkémia messze a domináns forrás hangyasav bolygó.

struktúra

A felső képen a hangyasav gázfázisú dimer szerkezetét mutatjuk be. A fehér gömbök megfelelnek a hidrogénatomoknak, a piros gömbök megfelelnek az oxigénatomoknak és a fekete gömbök megfelelnek a szénatomoknak.

Ezekben a molekulákban két csoport látható: hidroxil (-OH) és formil (-CH = O), mindkettő képes hidrogénkötéseket képezni.

Ezek az interakciók O-H-O típusúak, a hidroxilcsoportok a H és a formilcsoportok donorjai, az O-donorok..

A szénatomhoz kapcsolt H azonban nem rendelkezik ezzel a kapacitással. Ezek az interakciók nagyon erősek, és az elektron-szegény H-atom miatt az OH-csoport hidrogénje savasabb; ezért ez a hidrogén még jobban stabilizálja a hidakat.

A fentiek eredményeképpen a hangyasav dimer formájában van, nem pedig egyéni molekulaként.

Kristályszerkezet

Ahogy a hőmérséklet csökken, a dimer orientálja a hidrogénkötések generálni a legstabilabb szerkezetet a többi dimerek, ezáltal végtelen láncokat α és β hangyasav.

Egy másik nómenklatúra a "cisz" és "transz" konformerek. Ebben az esetben a "cis" -t olyan csoportok kijelölésére használják, amelyek ugyanabban az irányban irányulnak, és a "transz" azoknak a csoportoknak, amelyek ellenkező irányban vannak.

Például, a α-lánc formyls csoportok „pont”, hogy ugyanazon az oldalon (a bal oldalon), ellentétben a β-lánc, ahol ezek a csoportok formyls pont ellentétes oldalán (felső).

Ez a kristályszerkezet a fizikai változóktól függ, mint például a nyomás és a hőmérséklet. Így a láncok átalakíthatóak; vagyis különböző körülmények között a "cisz" lánc "transz" láncsá alakítható, és fordítva.

Ha a nyomás drasztikus szintre emelkedik, akkor a láncok eléggé összenyomódnak ahhoz, hogy a hangyasav kristályos polimerének tekinthetők.

tulajdonságok

- A hangyasav folyadék szobahőmérsékleten, színtelen és erős és behatoló szaggal. A molekulatömege 46 g / mol, 8,4 ° C-on olvad és 100,8 ° C forráspontja magasabb, mint a vízé..

- Vízben és poláros szerves oldószerekben, például éterben, acetonban, metanolban és etanolban elegyedik.

- Ezzel szemben aromás oldószerekben (például benzolban és toluolban) enyhén oldódik, mivel a hangyasavnak alig van szénatomja a szerkezetében.

- A pKa értéke 3,77, savval több, mint az ecetsavé, ami magyarázható, mert a metilcsoport a két oxigén által oxidált szénatomhoz elektron-sűrűséget eredményez. Ez a proton savasságának enyhe csökkenését eredményezi (CH₃COOH, HCOOH).

- A savat deprotonálják, ez átalakul a HCOO-anionokká^-, amely a két oxigénatom között a negatív töltést delokalizálhatja. Ezért ez egy stabil anion, és magyarázza a hangyasav magas savasságát.

reakciók

A hangyasavat szén-monoxiddá (CO) és vízre dehidratálhatjuk. Platina katalizátorok jelenlétében molekuláris hidrogénre és szén-dioxidra bontható:

HCOOH (l) → H₂(g) + CO₂(G)

Ez a tulajdonság lehetővé teszi a hangyasav biztonságos módját a hidrogén tárolására.

alkalmazások

Az élelmiszeripar és a mezőgazdaság

Annak ellenére, hogy káros lehet a hangyasav, megfelelő koncentrációban tartósítószerként használják élelmiszerekben antibakteriális hatásuk miatt. Ugyanezen okból a mezőgazdaságban is használják, ahol peszticid hatású.

Tartósító hatást is mutat a legelőkön, ami segít megakadályozni a bélgázokat a tenyészállatokban.

A textil- és lábbeliipar

A textiliparban a textíliák festésére és finomítására használják, ami talán a sav leggyakoribb alkalmazása.

A hangyasavat a bőr feldolgozásában zsírtalanító hatásuk és a szőrtelenítés miatt használják.

Közúti közlekedésbiztonság az utakon

A jelzett ipari felhasználások mellett a balesetveszély csökkentése érdekében a hangyasav-származékokat (formátumokat) Svájcban és Ausztriában használják utakon a közutakon. Ez a kezelés hatékonyabb, mint a közönséges só használata.

referenciák

1. Tellus (1988). A hangyasav hangyasavának hangulatos hangulata: előzetes értékelés408, 335-339.
2. B. Millet és mtsai. (2015). A hangyasav légköri forrásai és mosogatása. Atmos. Chem. Phys., 15, 6283-6304.
3. Wikipedia. (2018). Hangyasav. 2018. április 7-én, a következő címen szerezhető be: en.wikipedia.org
4. Acipedia. Hangyasav. Szerkesztve 2018. április 7-én: acipedia.org
5. Dr. N. Patel. Modul: 2, előadás: 7. Hangyasav. A (z) 2018. április 7-én érkezett: nptel.ac.in
6. F. Goncharov, M. R. Manaa, J. M. Zaug, L. E. Fried, W. B. Montgomery. (2014). A hangyasav polimerizációja nagy nyomás alatt.
7. Jean és Fred. (2017. június 14.). Termeszek elhagyják a dombokat. [Ábra]. A lap eredeti címe: flickr.com
8. Michelle Benningfield. (2016. november 21.). A hangyasav felhasználása. A (z) 2018. április 7-én érkezett: ehowenespanol.com