Skruzdžių rūgšties (HCOOH) struktūra, panaudojimas ir savybės



The skruzdžių rūgštis arba metano rūgštisTai paprasčiausias ir mažiausias organinių rūgščių junginys. Taip pat žinomas kaip metano rūgštis, o jo molekulinė formulė yra HCOOH, turinti tik vieną vandenilio atomą, prijungtą prie anglies atomo. Jo pavadinimas kilęs iš žodžio formica, kuris lotyniškai reiškia ant.

Penkioliktojo amžiaus gamtos mokslininkai nustatė, kad tam tikrų rūšių vabzdžiai (formicidae), tokie kaip skruzdėlės, termitai, bitės ir vabalai, išskiria šį junginį, atsakingą už jų skausmingus įkandimus. Šie vabzdžiai taip pat naudoja skruzdžių rūgštį kaip atakos, gynybos ir cheminės signalizacijos mechanizmą. 

Turėkite nuodingų liaukų, kurios išskiria šį ir kitas rūgštis (pvz., Acto rūgštį) kaip purškimo priemonę į išorę. Skruzdžių rūgštis yra stipresnė už acto rūgštį (CH3COOH); todėl, ištirpinus vienodais kiekiais vandenyje, skruzdžių rūgštis gamina mažesnio pH vertės tirpalus.

Anglų gamtininkas John Ray pasiekė skruzdžių rūgšties izoliavimą 1671 m., Distiliuotas iš didelių skruzdžių kiekių.

Kita vertus, pirmąją sėkmingą šio junginio sintezę sukūrė prancūzų chemikas ir fizikas Joseph Gay-Lussac, naudojant reagentą su vandenilio cianidu (HCN).

Indeksas

  • 1 Kur tu esi?
  • 2 Struktūra
    • 2.1 Kristalinė struktūra
  • 3 Ypatybės
    • 3.1 Reakcijos
  • 4 Naudojimas
    • 4.1 Maisto ir žemės ūkio pramonė
    • 4.2 Tekstilės ir avalynės pramonė
    • 4.3 Kelių saugumas keliuose
  • 5 Nuorodos

Kur tai yra?

Skruzdžių rūgštis gali būti sausumoje, kaip biomasės arba atmosferos komponentas, dalyvaujantis daugelyje cheminių reakcijų; Ją galima rasti net po grindimis, aliejaus viduje arba dujinėje fazėje ant jos paviršiaus.

Biomasės požiūriu, vabzdžiai ir augalai yra pagrindinės šio rūgšties generatoriai. Deginant iškastinį kurą jie gamina dujinę skruzdžių rūgštį; todėl transporto priemonių varikliai į atmosferą patenka skruzdžių rūgšties.

Tačiau Žemėje yra pernelyg didelis skruzdžių skaičius, ir tarp visų jų gali per metus pagaminti tūkstančius kartų daugiau žmonių pagamintos skruzdžių rūgšties. Panašiai miško gaisrai yra skruzdžių rūgšties dujiniai šaltiniai.

Sudėtingesnėje atmosferos matricoje atsiranda didesnė fotocheminė skruzdžių rūgšties sintezė.

Šiuo metu daugelis lakiųjų organinių junginių (LOJ) nyksta ultravioletinės spinduliuotės poveikiu arba oksiduojami OH laisvųjų radikalų mechanizmuose. Turtinga ir sudėtinga atmosferos chemija yra dominuojantis skruzdžių rūgšties šaltinis planetoje.

Struktūra

Viršutiniame paveiksle parodyta skruzdžių rūgšties dujinio fazės dimero struktūra. Baltos sferos atitinka vandenilio atomus, raudonieji rutuliai atitinka deguonies atomus ir juodieji rutuliai atitinka anglies atomus.

Šiose molekulėse galima pamatyti dvi grupes: hidroksilą (-OH) ir formilą (-CH = O), abu galinčius sudaryti vandenilio jungtis.

Šios sąveikos yra O-H-O tipo, hidroksilo grupės yra H ir formilo grupės donorai, o O donorai..

Tačiau H jungtis su anglies atomu neturi šio pajėgumo. Šios sąveikos yra labai stiprios ir dėl elektronų prastos H atomo OH grupės vandenilis yra rūgštesnis; todėl šis vandenilis stabilizuoja tiltus dar labiau.

Kaip minėta pirmiau, skruzdžių rūgštis yra dimero pavidalu, o ne kaip atskira molekulė.

Kristalinė struktūra

Kai temperatūra nukrenta, dimeris nukreipia vandenilio jungtis, kad kartu su kitais dimeriais generuotų kuo stabilesnę struktūrą, taip sukuriant begalines skruzdžių rūgšties α ir β grandines.

Kita nomenklatūra yra "cis" ir "trans" konformeriai. Tokiu atveju „cis“ naudojama tam pačiai kryptimi orientuotoms grupėms žymėti ir „trans“ toms grupėms priešinga kryptimi.

Pavyzdžiui, α grandinėje formilo grupės „nukreipia“ į tą pačią pusę (kairėje pusėje), priešingai nei β grandinė, kur šios formilo grupės nukreiptos į priešingas puses (viršutinis vaizdas).

Ši kristalinė struktūra priklauso nuo fizinių kintamųjų, kurie veikia, pvz., Slėgis ir temperatūra. Taigi grandinės yra konvertuojamos; tai yra, skirtingomis sąlygomis "cis" grandinė gali būti transformuota į "trans" grandinę, ir atvirkščiai.

Jei slėgis padidėja iki drastiško lygio, grandinės yra pakankamai suspaustos, kad būtų laikomos skruzdžių rūgšties kristaliniu polimeru.

Savybės

- Skruzdžių rūgštis yra skystis kambario temperatūroje, bespalvis ir stiprus ir skverbiantis kvapas. Jo molekulinė masė yra 46 g / mol, lydosi 8,4 ° C temperatūroje ir virimo temperatūra yra 100,8 ° C, didesnė nei vandens.

- Jis yra maišomas vandenyje ir poliniuose organiniuose tirpikliuose, tokiuose kaip eteris, acetonas, metanolis ir etanolis.

- Priešingai, aromatiniuose tirpikliuose (pvz., Benzene ir toluene) jis šiek tiek tirpsta, nes skruzdžių rūgštis savo struktūroje turi vos anglies atomą..

- PKa yra 3,77, daugiau rūgšties negu acto rūgštis, kuri gali būti paaiškinta, nes metilo grupė prisideda prie elektronų tankio prie anglies atomo, oksiduoto dviejų oksigenų. Dėl to šiek tiek sumažėja protono rūgštingumas (CH3COOH, HCOOH).

- Rūgštis deprotonuojama, konvertuojama į HCOO anijoną-, kuris gali delokalizuoti neigiamą krūvį tarp dviejų deguonies atomų. Todėl jis yra stabilus anijonas ir paaiškina didelio skruzdžių rūgšties rūgštingumą.

Reakcijos

Skruzdžių rūgštis gali būti dehidratuota į anglies monoksidą (CO) ir vandenį. Esant platinos katalizatoriams, jis taip pat gali būti suskirstytas į molekulinį vandenilį ir anglies dioksidą:

HCOOH (l) → H2g) + CO2(g)

Ši savybė leidžia skruzdžių rūgščiai laikyti saugiu vandenilio laikymo būdu.

Naudojimas

Maisto ir žemės ūkio pramonė

Nepaisant kenksmingo skruzdžių rūgšties, ji yra tinkama koncentracija kaip konservantas maisto produktuose dėl antibakterinio poveikio. Dėl tos pačios priežasties jis naudojamas žemės ūkyje, kuriame taip pat veikia pesticidai.

Jame taip pat pateikiami ganyklų konservantai, padedantys užkirsti kelią žarnyno žarnyno žarnoms.

Tekstilės ir avalynės pramonė

Ji naudojama tekstilės pramonėje tekstilės dažymui ir rafinavimui, galbūt dažniausiai vartojant šią rūgštį.

Skruzdžių rūgštis naudojama odos apdorojimui dėl jos riebalų šalinimo ir plaukų šalinimo.

Kelių eismo saugumas

Siekiant sumažinti nelaimingų atsitikimų riziką, žiemos metu Šveicarijoje ir Austrijoje keliuose naudojamas ne tik nurodytas pramoninis panaudojimas, bet ir skruzdžių rūgšties dariniai (formatai). Šis gydymas yra efektyvesnis už paprastosios druskos naudojimą.

Nuorodos

  1. Tellus (1988). Atmosferos skruzdžių rūgštis iš skruzdžių skruzdžių: preliminarus įvertinimas408, 335-339.
  2. B. Millet ir kt. (2015). Atmosferos skruzdžių rūgšties šaltiniai ir kriauklės. Atmos. Chem. Phys., 15, 6283-6304.
  3. Vikipedija. (2018). Skruzdžių rūgštis. Gauta 2018 m. Balandžio 7 d., Iš: en.wikipedia.org
  4. Acipedija. Skruzdžių rūgštis. Gauta 2018 m. Balandžio 7 d., Iš: acipedia.org
  5. Dr. N. K. Patel. Modulis: 2, Paskaita: 7. Skruzdžių rūgštis. Gauta 2018 m. Balandžio 7 d., Iš: nptel.ac.in
  6. F. Goncharov, M. R. Manaa, J. M. Zaug, L. E. Fried, W. B. Montgomery. (2014). Skruzdžių rūgšties polimerizacija esant aukštam slėgiui.
  7. Jeanas ir Fredas. (2017 m. Birželio 14 d.). Termitai, išeinantys iš piliakalnių. [Pav.] Gauta iš: flickr.com
  8. Michelle Benningfield. (2016 m. Lapkričio 21 d.). Skruzdžių rūgšties panaudojimas. Gauta 2018 m. Balandžio 7 d., Iš: ehowenespanol.com