MYRESYRE (HCOOH): STRUKTUR, BRUK OG EGENSKAPER - KJEMI - 2026

Den maursyre eller metansyre er den enkleste og minste av alle organiske syrer forbindelse. Den er også kjent som metansyre, og dens molekylformel er HCOOH, med bare ett hydrogenatom bundet til karbonatomet. Navnet stammer fra ordet Formica, som er latin for maur.

Naturalister fra 1400-tallet fant ut at visse typer insekter (formicidene), som maur, termitter, bier og biller, skiller ut denne forbindelsen som er ansvarlig for deres smertefulle stikk. På samme måte bruker disse insektene maursyre som en mekanisme for angrep, forsvar og kjemisk signalering.

Maur og biller skiller ut maursyre

De har giftige kjertler som skiller ut denne og andre syrer (for eksempel eddiksyre) som en spray til utsiden. Myresyre er sterkere enn eddiksyre (CH ₃ COOH); derfor, oppløst i like store mengder i vann, produserer maursyre oppløsninger med lavere pH-verdier.

Den engelske naturforskeren John Ray lyktes i å isolere maursyre i 1671, og destillerte den fra et stort antall maur.

På den annen side ble den første vellykkede syntesen av denne forbindelsen utført av den franske kjemikeren og fysikeren Joseph Gay-Lussac ved å bruke hydrocyanic acid (HCN) som et reagens.

Hvor befinner det seg?

Myresyre kan være til stede på landnivåer, som en komponent av biomasse eller i atmosfæren, involvert i et bredt spekter av kjemiske reaksjoner; Det kan til og med bli funnet under bakken, inne i oljen eller i gassfasen på overflaten.

Når det gjelder biomasse, er insekter og planter de viktigste generatorene av denne syren. Når fossilt brensel blir brent, produserer de gassformig maursyre; følgelig frigjør kjøretøysmotorer maursyre ut i atmosfæren.

Imidlertid er jorden hjem til et ublu antall maur, og blant alle disse er de i stand til å produsere tusenvis av ganger mengden maursyre generert av menneskelig industri på ett år. Likeledes representerer skogbranner gassformige kilder til maursyre.

Høyere opp i den komplekse atmosfæriske matrisen forekommer fotokjemiske prosesser som syntetiserer maursyre.

På dette tidspunktet brytes mange flyktige organiske forbindelser (VOC) ned under virkningene av ultrafiolett stråling, eller oksideres av OH-mekanismer for frie radikaler. Den rike og komplekse atmosfæriske kjemien er den klart dominerende kilden til maursyre på planeten.

Struktur

Det øvre bildet illustrerer strukturen til en maursyre gassfasedimer. De hvite kulene tilsvarer hydrogenatomer, de røde kulene til oksygenatomer og de svarte kulene til karbonatomer.

To grupper kan sees i disse molekylene: hydroksyl (–OH) og formyl (–CH = O), begge i stand til å danne hydrogenbindinger.

Disse interaksjonene er av O-HO-typen, idet hydroksylgruppene er giverne av H og formylgruppene donorene til O.

Imidlertid mangler H festet til karbonatomet denne evnen. Disse interaksjonene er veldig sterke, og på grunn av det elektronfattige H-atomet er hydrogenet i OH-gruppen surere; derfor stabiliserer dette hydrogenet broene ytterligere.

Som et resultat av det ovennevnte eksisterer maursyre som en dimer og ikke som et individuelt molekyl.

Krystallstruktur

Når temperaturen synker, orienterer dimeren sine hydrogenbindinger for å generere den mest stabile strukturen som mulig sammen med de andre dimerer, og skaper således uendelige α- og ß-kjeder av maursyre.

En annen nomenklatur er "cis" og "trans" konformer. I dette tilfellet brukes "cis" for å utpeke grupper orientert i samme retning, og "trans" for disse gruppene i motsatte retninger.

For eksempel, i α-kjeden "peker" formylgruppene til samme side (venstre), i motsetning til β-kjeden, der disse formylgruppene peker mot motsatte sider (øvre bilde).

Denne krystallinske strukturen avhenger av de fysiske variablene som virker på den, for eksempel trykk og temperatur. Dermed er kjedene konvertible; det vil si at under "forskjellige forhold" kan en "cis" -kjede omdannes til en "trans" -kjede, og omvendt.

Hvis trykket stiger til drastiske nivåer, komprimerer kjedene nok til å bli betraktet som en krystallinsk polymer av maursyre.

Egenskaper

- Myresyre er en væske i romtemperatur, fargeløs og med en sterk og gjennomtrengende lukt. Den har en molekylvekt på 46 g / mol, smelter ved 8,4 ºC og har et kokepunkt på 100,8 ºC, høyere enn vann.

- Det er blandbart i vann og i polare organiske løsningsmidler, som eter, aceton, metanol og etanol.

- På den annen side er det i aromatiske løsningsmidler (som benzen og toluen) litt løselig, fordi maursyre knapt har ett karbonatom i sin struktur.

- Den har en pKa på 3,77, surere enn eddiksyre, noe som kan forklares fordi metylgruppen gir elektronisk tetthet til karbonatomet som er oksidert av de to oksygenene. Dette resulterer i en svak reduksjon i protonets surhet (CH ₃ COOH, HCOOH).

- Avskyddet syren, den blir anionet HCOO ^- format , som kan fjerne den negative ladningen mellom de to oksygenatomer. Følgelig er det en stabil anion og forklarer maursyrens høye surhet.

reaksjoner

Myresyre kan dehydreres til karbonmonoksid (CO) og vann. I nærvær av platinkatalysatorer kan den også spaltes til molekylært hydrogen og karbondioksid:

HCOOH (l) → H ₂ (g) + CO ₂ (g)

Denne egenskapen gjør at maursyre kan betraktes som en sikker måte å lagre hydrogen på.

applikasjoner

Mat- og landbruksnæringen

Til tross for hvor skadelig maursyre kan være, brukes den i tilstrekkelige konsentrasjoner som konserveringsmiddel i mat på grunn av dens antibakterielle virkning. Av samme grunn blir det brukt i landbruket, der det også har en plantevernmidler.

Den har også en konserverende virkning på beite, som hjelper til med å forhindre tarmgass hos avlsdyr.

Tekstil- og skotøyindustrien

Den brukes i tekstilindustrien i farging og raffinering av tekstiler, og er kanskje den hyppigste bruken av denne syren.

Myresyre brukes i skinnbehandling på grunn av dens avfetting og hårfjerning av dette materialet.

Trafikksikkerhet på veiene

I tillegg til indikert industriell bruk, brukes maursyrederivater (formater) i Sveits og Østerrike på veier om vinteren for å redusere risikoen for ulykker. Denne behandlingen er mer effektiv enn bruk av vanlig salt.

referanser

1. Tellus (1988). Atmosfærisk maursyre fra myremyrmyrer: en foreløpig vurdering408, 335-339.
2. B. Millet et al. (2015). Kilder og vasker av atmosfærisk maursyre. Atmos. Chem. Phys., 15, 6283-6304.
3. Wikipedia. (2018). Myresyre. Hentet 7. april 2018, fra: en.wikipedia.org
4. Acipedia. Myresyre. Hentet 7. april 2018, fra: acipedia.org
5. Dr. NK Patel. Modul: 2, Foredrag: 7. Myresyre. Hentet 7. april 2018, fra: nptel.ac.in
6. F. Goncharov, MR Manaa, JM Zaug, LE Fried, WB Montgomery. (2014). Polymerisering av maursyre under høyt trykk.
7. Jean og Fred. (14. juni 2017). Termitter som forlater haugene. . Gjenopprettet fra: flickr.com
8. Michelle Benningfield. (2016, 21. november). Bruk av maursyre. Hentet 7. april 2018, fra: ehowenespanol.com