Ácido fórmico

Ácido fórmico
Nome IUPAC Ácido methanoic
Outros nomes Ácido carboxílico de hidrogénio Ácido formylic Aminic acid
Identificadores
Número CAS	64-18-6
Número RTECS	LQ4900000
Imagens-jmol 3D	Imagem 1
SMILES O = CO
Propriedades
Fórmula molecular	CH 2 O 2 HCOOH
Massa molar	46,0254 g / mol
Aparência	Incolor, líquido fumegante
Densidade	1,22 g / mL, líquida
Ponto de fusão	8,4 ° C (47,1 ° F)
Ponto de ebulição	100,8 ° C (213,3 ° F)
Solubilidade em água	Miscível
Acidez (p Ka)	3,744
Viscosidade	1,57 c P a 26 ° C
Estrutura
Forma molecular	Planar
Momento de dipolo	1.41 D (gás)
Perigos
MSDS	MSDS External
Frases R	R10, R35
Frases-S	(S1 / 2), S23, S26, S45
Principal Perigos	Corrosivo; irritante; sensibilizador.
NFPA 704	2 3 0
Ponto de centelha	69 ° C (156 ° F)
Os compostos relacionados
Relacionadas ácidos carboxílicos	Ácido acético O ácido propiônico
Os compostos relacionados	Formaldeído Metanol
Página Suplementar dados
Estrutura e Propriedades	N, ε r, etc.
Termodinâmica dados	Comportamento de fase Sólido, líquido, gasoso
Os dados espectrais	UV, IV, RMN , MS
Excepto quando indicado, os dados são dados para materiais no seu estado normal (a 25 ° C, 100 kPa)
Referências de Infobox

Ácido fórmico (sistematicamente chamado ácido metanóico) é o mais simples de ácido carboxílico . A sua fórmula é H C O OH ou CH ₂ O _2. É um importante intermediário na síntese química e ocorre naturalmente, mais notadamente no veneno de abelha e formiga picadas.

Na natureza , que é encontrada no picadas e picadas de muitos insetos da ordem Hymenoptera , principalmente formigas . É também uma significativa produto resultante da combustão alimentada alternativa veículos a arder metanol (e etanol , se contaminado com água ) quando misturado com gasolina. Seu nome vem do latim palavra por formiga, fórmica, referindo-se ao seu início por isolamento a destilação de corpos de formigas. Um composto químico tal como um sal a partir do neutralização de ácido fórmico com um de base, ou um éster derivado de ácido fórmico, é referido como formato (ou methanoate). O formiato de iões tem a fórmula HCOO ^-.

Propriedades

O ácido fórmico é miscível com a água e a maioria dos polares orgânicos solventes , e um pouco solúvel em hidrocarbonetos. Em hidrocarbonetos e na fase de vapor, que consiste realmente dímeros ligados a hidrogénio, em vez de moléculas individuais. Em fase gasosa, os resultados desta-ligação de hidrogénio em grandes desvios da lei do gás ideal. Ácido fórmico líquido e sólido é constituído por uma rede de forma eficaz sem fim de moléculas de ácido fórmico ligado a hidrogénio.

Partes ácido fórmico a maioria das propriedades químicas de outros ácidos carboxílicos , ainda que sob condições normais não irão formar uma ou cloreto de acilo ou um anidrido de ácido. Até muito recentemente, todas as tentativas de formar um desses derivativos resultaram em monóxido de carbono em seu lugar. Foi agora demonstrado que o anidrido pode ser produzido por reacção de fluoreto de formilo com formato de sódio à temperatura de -78 ° C, e o cloreto de passando HCl a uma solução de 1-formimidazole em monochloromethane a -60 ° C. O calor também pode causar ácido fórmico a decompor-se em monóxido de carbono e água. Partes de ácido fórmico a alguns propriedades de redução aldeídos.

O ácido fórmico é único entre os ácidos carboxílicos na sua capacidade de participar em reacções de adição com alcenos . Ácidos fórmico e alcenos prontamente reagem para formar formiato ésteres. Na presença de certos ácidos, incluindo sulfúrico e ácidos fluorídrico, no entanto, uma variante da Koch reacção tem lugar em vez disso, e de ácido fórmico adiciona ao alceno para produzir um ácido carboxílico maior.

A maioria dos sais formato simples são água- solúvel . É também um composto bi-funcional.

Produção

Uma quantidade significativa de ácido fórmico é produzido como um subproduto na produção de outros produtos químicos, especialmente o ácido acético . Esta produção é insuficiente para atender a atual demanda por ácido fórmico, e alguns ácido fórmico deve ser produzido para seu próprio bem.

Quando metanol e monóxido de carbono são combinados na presença de um forte base, o derivado de ácido fórmico Resultados de formato de metilo, de acordo com o equação química

_CH3OH + CO → HCOOCH ₃

Na indústria, esta reacção é realizada em fase líquida a pressão elevada. As condições reaccionais típicas são de 80 ° C e 40 atm. A base mais amplamente utilizado é metóxido de sódio. A hidrólise do formato de metilo produz ácido fórmico:

HCOOCH ₃ + _H2O + HCOOH → _CH3OH

Hidrólise directa de formato de metilo requer um grande excesso de água para prosseguir eficientemente, e alguns produtores realizá-la por uma via indirecta, fazendo reagir primeiro o formato de metilo, com amónia para produzir formamida, e, em seguida, a hidrólise da formamida com ácido sulfúrico para produzir o ácido fórmico:

HCOOCH ₃ + NH ₃ → HCONH ₂ + _CH3OH

HCONH ₂ + _H2O + ½ H ₂ SO ₄ → HCOOH + ½ (NH _{4) 2} SO ₄

Esta técnica tem seus próprios problemas, especialmente a eliminação da sulfato de amônio subproduto, a energia assim que alguns fabricantes desenvolveram recentemente meios eficientes de separação do ácido fórmico a partir da grande quantidade em excesso de água utilizada na hidrólise direta. Em um destes processos (usado por BASF) o ácido fórmico é removido da água através extracção líquido com uma base orgânica.

No laboratório, o ácido fórmico pode ser obtido por aquecimento ácido oxálico em anidro glicerol e extração por destilação a vapor. Outra preparação (que deve ser realizado sob uma coifa) é o ácido hidrólise de acetato de isonitrilo utilizando HCl solução.

C ₂ H ₅ NC + 2 _H2O → C ₂ H ₅ NH ₂ + HCOOH

O isonitrilo ser obtido por reacção de amina com acetato clorofórmio (note que o exaustor é necessário por causa do odor overpoweringly censurável do isonitrile).

Usos

A principal utilização de ácido fórmico é como um conservante e antibacteriano agente na alimentação animal. Quando pulverizado em fresco feno ou outro silagem, que detém certos processos de deterioração e faz com que a alimentação para manter o seu valor nutritivo mais tempo, e por isso é amplamente usado para preservar alimentos de inverno para o gado . No aves indústria, às vezes é adicionado para alimentar para matar bactéria Salmonella. Outros usos:

• É usado para processar látex orgânico (seiva) em bruto de borracha .
• Apicultores usar ácido fórmico como um acaricida contra o traqueal ( Acarapis woodi) eo ácaro Ácaro Varroa.
• É de menor importância no têxtil indústria e para a de curtimento couro.
• Alguns formato ésteres são os aromatizantes artificiais ou perfumes.
• É o ingrediente activo em algumas marcas de agregado removedor de calcário.
• É usado em laboratórios, tal como um modificador de solvente para Separações por HPLC de proteínas e péptidos, especialmente quando a amostra está a ser preparado para a espectrometria de massa de análise.
• Ele é usado por laboratórios de patologia clínica para desinfectar prião atividade em amostras de cérebro

Em química orgânica sintética, ácido fórmico é frequentemente utilizado como uma fonte de ião hidreto. O Reacção de Eschweiler-Clarke eo Reação Leuckart-Wallach são exemplos dessa aplicação. É também usado como uma fonte de hidrogénio na hidrogenação de transferência.

No laboratório, o ácido fórmico é também utilizado como fonte para o monóxido de carbono , o qual é libertado por meio da adição de ácido sulfúrico . O ácido fórmico é também uma fonte para um grupo formilo, por exemplo, na formilação de metilanilina a N-metilformanilida em tolueno .

As células de combustível que usam modificados ácido fórmico são promissores.

História

Já no século 15, alguns alquimistas e naturalistas estavam cientes de que formigueiros exalava um vapor ácido. A primeira pessoa para descrever o isolamento desta substância (por destilação de um grande número de formigas) foi o Inglês naturalista John Ray, em 1671. As formigas secretar o ácido fórmico para fins de ataque e defesa. O ácido fórmico foi sintetizado pela primeira vez a partir de ácido cianídrico pela francesa químico Joseph Gay-Lussac. Em 1855, outro químico francês, Marcellin Berthelot, desenvolveu uma síntese a partir de monóxido de carbono que é semelhante ao utilizado hoje.

Na indústria química, o ácido fórmico foi durante muito tempo considerado um composto químico de interesse industrial apenas pequenas. No final dos anos de 1960, no entanto, quantidades significativas de, tornou-se disponível como um subproduto de ácido acético produção. Ele agora se encontra crescente utilização como conservante e antibacteriana em alimentação do gado.

Segurança

O principal perigo de ácido fórmico é de pele ou olhos com ácido fórmico líquido ou com os vapores concentrados. Qualquer uma dessas vias de exposição pode causar graves queimaduras químicas, e exposição dos olhos pode resultar em danos permanentes nos olhos. Vapores inalados pode igualmente provocar irritação ou queimaduras no trato respiratório. Uma vez que o monóxido de carbono pode também estar presente em vapores de ácido fórmico, deve ser tomado cuidado, sempre que grandes quantidades de fumos de ácido fórmico estão presentes. Os EUA OSHA Nível de exposição permissível ( PEL) de vapor de ácido fórmico no ambiente de trabalho é de 5 partes por milhão de partes de ar ( ppm).

O ácido fórmico é rapidamente metabolizado e eliminado pelo organismo. No entanto, alguns efeitos crónicos foram documentados. Algumas experiências com animais demonstrou-se ser um mutagênico, e exposição crônica pode causar danos no fígado ou nos rins. Outra possibilidade com a exposição crônica é o desenvolvimento de uma pele alergia que se manifesta após a re-exposição ao produto químico.

Os perigos de soluções de ácido fórmico a depender da concentração. A tabela a seguir lista o Classificação da UE de soluções de ácido fórmico:

Um ensaio para ácido fórmico em fluidos corporais, concebidos para a determinação de formato após envenenamento por metanol, baseia-se na reacção de formiato com formiato de desidrogenase bacteriana.