Muurahaishappo (HCOOH)

Selitämme, mikä on muurahaishappo, sen ominaisuudet, rakenne ja sovellukset

Murmppihapon kaava ja rakenne

Mikä on muurahaishappo?

Hän muurahaishappo tai metaanihappoSe on yksinkertaisin ja pieni yhdiste kaikista orgaanisista hapoista. Se tunnetaan myös nimellä metaanihappo ja sen molekyylinen kaava on HCOOH, jolla on vain vetyatomi, joka on kytketty hiiliatomiin. Hänen nimensä on peräisin sanasta formika, mikä latinalaisella tarkoittaa muurahaista.

Viidennentoista vuosisadan luonnontieteilijät havaitsivat, että tietyntyyppiset hyönteiset (formícidos), kuten muurahaiset, termiitit, mehiläiset ja kovakuoriaiset, erittävät tämän yhdisteen, joka vastaa heidän kivuliasta hienonnettua. Lisäksi nämä hyönteiset käyttävät muurahaishappoa hyökkäys-, puolustus- ja kemiallisten opasteiden mekanismina. 

Heillä on myrkyllisiä rauhasia, jotka erittävät tämän ja muut hapot (esimerkiksi etikkahappo), kuten kaste. Muurahaishappo on vahvempi kuin etikkahappo (CH₃Cooh); Siksi, liuenneena yhtä suureen määrään vettä, muurahaishappo tuottaa liuoksia, joilla on alhaisemmat pH -arvot.

Englantilainen luonnontieteilijä John Ray saavutti muurahaishapon eristyksen vuonna 1671, tislaamalla sen suurista määristä muurahaisia.

Toisaalta tämän yhdisteen ensimmäisen onnistuneen synteesin suorittivat ranskalainen kemisti ja fyysikko Joseph Gay-Lussac käyttämällä yöhappoa (HCN) reagenssina.

Missä on muurahaishappo?

Muurahaiset erittävät muurahaishappoa

Mukana happoa voi olla läsnä maanpäällisillä tasoilla, biomassan tai ilmakehän komponenttina, joka osallistuu kemiallisten reaktioiden laajaan spektriin; Sitä voidaan löytää jopa maaperän, öljyn sisällä tai kaasufaasissa sen pinnalla.

Biomassan suhteen hyönteiset ja kasvit ovat tämän hapon päägeneraattoreita. Kun fossiilisia polttoaineita poltetaan, tuottaa kaasumaista muurahaishappoa; Tämän seurauksena ajoneuvon moottorit vapauttavat muurahaishappoa ilmakehään.

Maapallossa on kuitenkin kohtuuttoman määrän muurahaisia, ja kaikista näistä kykenevät tuottamaan vuoden aikana tuhansia kertoja ihmisen teollisuuden tuottaman muurahaishapon määrän. Myös metsäpalot edustavat kaasumaisia ​​muurahaishappolähteitä.

Se voi palvella sinua: litium: historia, rakenne, ominaisuudet, riskit ja käytöt

Yllä, monimutkaisessa ilmakehän matriisissa, esiintyy fotokemiallisia prosesseja, jotka syntetisoivat muurahaishappoa.

Tässä vaiheessa monet haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC) hajoavat ultraviolettisäteilyn vaikutuksista tai hapetetaan vapaiden radikaalien mekanismien avulla OH. Rikas ja monimutkainen ilmakehän kemia on ylivoimaisesti muodollisen muurahaishapon pääasiallinen lähde.

Muurahaishapparakenne

Muurahaishapon molekyylimalli

Ylemmässä kuvassa havainnollistetaan muurahaishapon kaasuhapon rakenne. Valkoiset pallot vastaavat vetyatomeja, punaista happea ja mustia atomeja hiiliatomiin.

Näissä molekyyleissä voidaan arvostaa kaksi ryhmää: hydroksyyli (-OH) ja formil (-CH = O), jotka molemmat kykenevät muodostamaan vety silloja.

Nämä vuorovaikutukset ovat O-H-O.

Hiiliatomiin kytketty H puuttuu kuitenkin tämä kapasiteetti. Nämä vuorovaikutukset ovat erittäin vahvoja, ja johtuen h köyhien atomista elektronissa, OH -ryhmän vety on happamempi; Siksi tämä vety stabiloi siltoja edelleen.

Edellä mainitun seurauksena muurahaishappo on pulttimuodossa eikä yksittäisenä molekyylinä.

Kiteinen rakenne

Lämpötilan laskeutuessa dimeeri ohjaa vety sillat tuottamaan stabiilimman mahdollisen rakenteen yhdessä muiden dimeerien kanssa, jolloin muodostuu äärettömiä ketjuja α ja β muukoshappoa.

Toinen nimikkeistö on "cis" ja "trans" -konformerit. Tässä tapauksessa "CIS": tä käytetään nimeämiseen samaan suuntaan suuntautuneisiin ryhmiin ja "trans" näille ryhmille päinvastaisissa osoitteissa.

Voi palvella sinua: Tanteo -tasapaino: vaiheet, esimerkit ja harjoitukset

Esimerkiksi a -ketjussa formiliryhmät "piste" samalle puolelle (vasen), toisin kuin β -ketju, jossa nämä formyyliryhmät osoittavat vastakkaisille puolille (ylivoimainen kuva).

Tämä kiteinen rakenne riippuu siihen vaikuttavista fyysisistä muuttujista, kuten paine ja lämpötila. Siten ketjut ovat vaihtovelkakirjalainoja; toisin sanoen eri olosuhteissa "cis" -ketju voidaan muuttaa "trans" -ketjuksi, ja päinvastoin.

Jos paineet nousevat dramaattisiin tasoihin, ketjut puristetaan tarpeeksi, jotta niitä voidaan pitää kiteisenä muurahaishapon polymeerinä.

Muurahaishappoominaisuudet

Muodostavan hapon fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet mainitaan alla:

• Muurahaishappo on neste huoneenlämpötilassa, väritön ja vahva ja tunkeutuva haju. Sen molekyylipaino on 46 g/mol, se sulaa 8,4 ° C: seen ja kiehumispiste on 100,8 ºC, suurempi kuin vesi.
• Se on sekoittumassa vesi- ja polaarisissa orgaanisissa liuottimissa, kuten eetterissä, asetonissa, metanolissa ja etanolissa.
• Toisaalta aromaattisissa liuottimissa (kuten bentseeni ja tolueeni) se on hiukan liukoinen, koska muurahaishapolla on tuskin hiiliatomi rakenteessaan.
• Sen PKA on 3,77, enemmän happoa kuin etikkahapon, joka voidaan selittää, koska metyyliryhmä tarjoaa elektronisen tiheyden hapettuneen hiiliatomiin kahdella happella. Tämä johtaa pieneen laskeutumiseen protonin happamuudessa (CH₃Cooh, hcoh).
• Happamattomuudet, tästä tulee anionin hcoo -muoto^-, joka voi purkaa negatiivisen kuormituksen kahden happiatomin välillä. Siksi se on stabiilin anionin ja selittää muurahaishapon suuren happamuuden.

Voi palvella sinua: aktivointienergia

Reaktiot

Muurahaishappo voidaan kuivata hiilimonoksidissa (CO) ja vedessä. Platinumkatalyyttien läsnä ollessa se voi myös hajottaa molekyylisen vedyn ja hiilidioksidin:

HCOOH (L) → H₂(g) + Co₂(g)

Tämä ominaisuus mahdollistaa muurahaishapon pitämisen turvallisena tapana vedyn säilyttämiseen.

Muurahaishappo käyttää/sovelluksia

Elintarvike- ja maatalousteollisuus

Huolimatta siitä, kuinka haitallista muurahaishappoa voi olla, sitä käytetään riittävissä pitoisuuksissa säilöntäaineena ruoassa sen antibakteerisen vaikutuksen vuoksi. Samasta syystä sitä käytetään maataloudessa, missä sillä on myös torjunta -aineiden vaikutus.

Se aiheuttaa myös säilöntäainetta laitumissa, mikä auttaa estämään suolistokaasuja kasvatuseläimissä.

Tekstiili- ja jalkineteollisuus

Sitä käytetään tekstiiliteollisuudessa tekstiilien värjäytymisessä ja hienostuneessa, ehkä tämän hapon olennon yleisimmin käyttö.

Mukana happoa käytetään nahkakäsittelyssä sen surkean toiminnan ja tämän materiaalin hiusten eliminoinnin vuoksi.

Liikenneturvallisuus teillä

Muotohapposta (muodoista) johdettujen teollisuuskäyttöön tarkoitettujen teollisuuskäyttöön tarkoitettujen teiden lisäksi teillä on talven aikana Sveitsissä ja Itävallassa onnettomuuksien riskin vähentämiseksi. Tämä hoito on tehokkaampaa kuin tavallisen suolan käyttö.

Viitteet

1. Tellus (1988). Ilmakehän muurahainen muurahaisista: alustava arviointi408, 335-339.
2. B -. Hollat ​​et ai. (2015). Ilmakehän muurahaishapon lähteet ja pesuallas. Atmos. Kemia. Fyysinen., 15, 6283-6304.
3. Wikipedia. (2018). MUURAHAISHAPPO. Haettu jstk.Wikipedia.org
4. Aktiivinen. MUURAHAISHAPPO. Actipediasta palautettu.org
5. DR. N. K -k -. Patel. Muutos: 2, Luento: 7. MUURAHAISHAPPO. Nptel toipunut.Ac.sisään
6. Jean ja Fred. (14. kesäkuuta 2017). Poistuu Mounds -termiiteistä. [Kuva]. Toipunut: Flickr.com