Муравьиная кислота: свойства и применение¶

Муравьиная кислота (метановая кислота, HCOOH) — простейшая одноосновная карбоновая кислота, при нормальных условиях представляющая собой бесцветную жидкость с резким раздражающим запахом. Это первый член гомологического ряда предельных карбоновых кислот; в её молекуле карбоксильная группа связана непосредственно с атомом водорода, а не с углеводородным радикалом, что определяет ряд её аномальных свойств.

¶Физические и химические свойства

Молярная масса муравьиной кислоты составляет 46,03 г/моль, плотность — около 1,22 г/см³, температура плавления — 8,4 °C, кипения — 100,8 °C. Она смешивается с водой, этанолом, диэтиловым эфиром в любых соотношениях. По силе (pKa ≈ 3,75) она заметно превосходит уксусную кислоту и близка к некоторым минеральным кислотам.

Химическая специфика обусловлена строением: карбоксильная группа присоединена к атому водорода, поэтому кислота проявляет одновременно свойства карбоновых кислот и альдегидов. Она легко окисляется до углекислого газа и воды, даёт реакцию «серебряного зеркала», разлагается при нагревании с концентрированной серной кислотой на оксид углерода(II) и воду. Соли и эфиры муравьиной кислоты называются формиатами.

¶Нахождение в природе и получение

Название кислота получила из-за содержания в выделениях муравьёв (рода Formica) — она служит им для защиты и охоты. Вещество обнаружено также в жгучих волосках крапивы, пчёлах, некоторых растениях и продуктах брожения. В промышленности её получают несколькими способами:

• взаимодействием оксида углерода(II) с гидроксидом натрия под давлением с последующим гидролизом формиата натрия;
• окислением метанола или формальдегида;
• побочно — при производстве уксусной кислоты (окисление бутана и лёгких фракций).

Мировое производство измеряется сотнями тысяч тонн в год.

¶Применение

Основные направления использования муравьиной кислоты:

В медицине и ветеринарии разбавленные растворы применяются как антисептик и раздражающее средство. В лабораторной практике кислота служит восстановителем и источником оксида углерода(II).

¶Токсичность и безопасность

Муравьиная кислота токсична: при попадании на кожу и слизистые вызывает химические ожоги, пары раздражают дыхательные пути и глаза. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны — 1 мг/м³. При работе с концентрированной кислотой применяют защитные очки, перчатки и вентиляцию. Вещество горюче, образует с воздухом взрывоопасные смеси.

¶Значение

Муравьиная кислота — важное крупнотоннажное химическое сырьё и одновременно объект фундаментальных исследований: её строение и реакции иллюстрируют взаимосвязь карбоновых кислот и альдегидов. Благодаря доступности и высокой реакционной способности она широко востребована в агропромышленном комплексе, лёгкой и нефтедобывающей промышленности.