Մրջնաթթու

Մրջնաթթու
Ընդհանուր տեղեկություններ
Դասական անվանակարգում	մրջնաթթու
Ավանդական անվանում	մեթանաթթու
Քիմիական բանաձև	CH₂O₂
Ռացիոնալ բանաձև	CH2O2
Ֆիզիկական հատկություններ
Ագրեգատային վիճակ	հեղուկ
Մոլային զանգված	7,6E−26 կիլոգրամ գ/մոլ
Խտություն	1,22 ± 0,01 գ/սմ³ գ/սմ³
Դինամիկ մածուցիկություն	0,16 պուազեյլ Պա/վ
Իոնիզացման էներգիա	11,05 ± 0,01 Էլեկտրոն-վոլտ կՋ/մոլ
Ջերմային հատկություններ
Հալման ջերմաստիճան	8,25 °C, 8 °C և 8,3 °C °C
Եռման ջերմաստիճան	100,7 °C և 101 °C °C
Այրման ջերմաստիճան	122 ± 1 ℉
Ինքնաբռնկման ջերմաստիճան	520 °C
Եռյակ կետ	281,40 K (8,25 °C), 2,2 ԿՊա
Կրիտիկական ճնշում	588 K (315 °C), 5,81 ՄՊա մթն.
Մոլյար ջերմատարողություն	98,74 Ջ/(մոլ•Կ)
Գոյացան էնթալպիա	−234,8 կՋ/մոլ
Գոլորշու ճնշում	35 ± 1 mm Hg
Քիմիական հատկություններ
pKa	3,81 ± 0,01
Բեկման ցուցիչ	1,3714
Դիպոլ մոմենտ	4,7E−30 Կլ·մ
Դասակարգում
CAS համար	64-18-6
PubChem	284
EINECS համար	200-579-1
SMILES	C(=O)O
ЕС	200-579-1
RTECS	LQ4900000
ChEBI	278
IDLH	56,4 ± 0,1 mg/m³
Եթե հատուկ նշված չէ, ապա բոլոր արժեքները բերված են ստանդարտ պայմանների համար (25 °C, 100 կՊա)

Մրջնաթթու (միջազգային անվանումը՝ մեթանաթթու), սահմանային թթուների հոմոլոգիական շարքի առաջին անդամն է, պարզագույն միահիմն կարբոնաթթու։ Գրանցված է որպես սննդամթերքի հավելում՝ E236 նշանակությամբ։

Բանաձևը՝ ${HCOOH}$։

Անվանում

Մրջնաթթուն իր անունը ստացել է այն պատճառով, որ առաջին անգամ հայտնաբերվել է մրջյուններում (17-րդ դարում), օրինակ Formica rufa կարմիր անտառային մրջյունի գեղձի արտաթորանքում։ Մրջնաթթուն պարունակվում է մրջյունների խայթիչ արտաթորանքներում, եղինծում և եղևնու փշատերևում։ Այստեղից էլ առաջացել է նրա լատին․՝ acidium formicum անվանումը, դրա համար էլ մրջնաթթվի աղերն անվանում են ֆորմիատներ։

Ֆիզիկական հատկություններ

Սուր հոտով, անգույն հեղուկ է, խտությունը՝ 1212,6 կգ/մ³, հալման ջերմաստիճանը՝ 8,25 °C, եռմանը՝ 100,7 °C։ Անսահմանափակ քանակով լուծվում է ջրում և սպիրտում։ Ջրի հետ առաջացնում է ազեոտրոպ խառնուրդ (77,4% մրջնաթթու, եռման ջերմաստիճանը՝ 107,2 °C)։ Ամենաուժեղ ճարպաթթուն է, մաշկի վրա առաջացնում է այրվածք։ Ունի կարբոնաթթուներին բնորոշ քիմիական հատկություններ։ Մրջնաթթվի աղերը և էսթերները կոչվում են ֆորմիատներ։ Վերականգնիչ է, տալիս է «արծաթահայելու» ռեակցիան։

Մրջնաթթվի հատկությունները

Գոլորշի ճնշումը	120 մմ ս. ս. (50 °C-ում)
Էնթալպիայի ձևավորում ΔH	−409,19 կՋ/մոլ (հեղ.) (298 К-ում)
Գիբբսի ստանդարդ էներգիայի ձևավորումը G	−346 կՋ/մոլ (հեղ.) (298 К-ում)
Նորմալ Էնտրոպիայի ձևավորումը S	128,95 Ջ/մոլ·K (հեղ.) (298 К-ում)
Ստանդարտ մոլային ջերմունակություն Cp	98,74 Ջ/մոլ·K (հեղ) (298 К-ում)
Հալման էնթալպիա ΔHհալ	12,72 կՋ/մոլ
եռման էնթալպիա ΔHեռ	22,24 կՋ/մոլ
Այրման ջերմություն -ΔH°298 (վերջանյութ CO2, H2O)	254,58 կՋ/մոլ

Մրջնաթթվի խտությունը ջրային լուծույթներում 20 °C ջերմաստիճանում

ω(H2CO2)	1	2	4	6	8	10	12	14	16	18	22	26	30
ρ, գ/սմ³	1,0020	1,0045	1,0094	1,0142	1,0197	1,0247	1,0297	1,0346	1,0394	1,0442	1,0538	1,0634	1,0730

Մրջնաթթվի մակերևութային լարվածությունը

15	20	30
σ, Ն/մ	3,813×10−2	3,758×10−2	3,648×10−2

Եռման ջերմաստիճանը ցածր մթնոլորտային ճնշման դեպքում

Ճնշում, կՊա (մմ ս. ս.)	0,133(1)	0,667(5)	1,333(10)	2,666(20)	5,333(40)
Tкип, °C	−20,0	−5,0	+2,1	10,3	24,0
Ճնշումը, կՊա (մմ ս. ս.)	7,999(60)	13,333(100)	26,66(200)	53,33(400)	101,32(760)
Tкип, °C	32,4	43,8	61,4	80,3	100,7

Մրջնաթթու

Լուծույթների ինտեգրալ ջերմությունը 25 °C-ում

Մոլայի թիվ H2O 1 մոլ HCOOH	m, մոլ HCOOH 1 կգ-ում H2O	-ΔHm, կՋ/մոլ
1	55,51	0,83
2	27,75	0,87
3	18,50	0,79
4	13,88	0,71
5	11,10	0,67
6	9,25	0,62
8	6,94	0,58
10	5,55	0,56
15	3,70	0,55
20	2,78	0,55
30	1,85	0,56
40	1,39	0,57
50	1,11	0,60
75	0,740	0,65
100	0,555	0,66
∞	0,0000	0,71

Ստացում

Արդյունաբերության մեջ մրջնաթթուն ստացվում է բարձր ճնշման և ջերմաստիճանի պայմաններում ածխածնի (II) օքսիդի ու կալիումի հիդրօքսիդի փոխազդեցությամբ։ Ստանում են նաև մեթանի կատալիտիկ օքսիդացմամբ, Н₂0 + С0 սինթեզով և հիմնականում NaOH-ի և CO-ի փոխազդեցությամբ (120- 150°С, 6-8 մթն, առաջանում է նատրիումի ֆորմիատ, որից մրջնաթթու անջատվում են ծծմբական թթվով).

$\mathrm {KOH+CO\longrightarrow HCOOK}$ կալիումի ֆորմիատ

• Կալիումի ֆորմիատից ազատ թթուն դուրս է մղվում ավելի ուժեղ հանքային թթվով.

$\mathrm {2\ HCOOK+H_{2}SO_{4}\longrightarrow 2\ HCOOH+K_{2}SO_{4}}$

• Մեթանի կատալիտիկ օքսիդացումով.

Մրջնաթթվի ստացումը մեթանի կատալիտիկ օքսիդացումով

Քիմիական հատկություններ

Ի տարբերություն մյուս կարբոնաթթուների, միջին ուժեղության թթու է, որը պայմանավորված է կարբօքսիլային խմբին միացած ջրածնի ատոմի փոքր էլեկտրադրական ինդուկցիայով։ Մրջնաթթուն մտնում է կարբոնաթթուներին բնորոշ ռեակցիաների մեջ, միաժամանակ օժտված է որոշ յուրահատկություններով, որոնք պայմանավորված են ածխաջրածնային ռադիկալի բացակայությամբ։ Մրջնաթթուն հեշտությամբ օքսիդանում է առաջացնելով ածխաթթու գազ և ջուր.

$\mathrm {2\ HCOOH+O_{2}\longrightarrow 2\ CO_{2}+2\ H_{2}O}$

Սննդարդյունաբերության մեջ մրջնաթթվի այդ հատկությունը օգտագործում են նիկել կատալիզատորի ստացման համար, որը, մասնավորապես կիրառվում է ճարպերի հիդրոգենման ժամանակ.

$\mathrm {(HCOO)_{2}Ni\longrightarrow Ni+2CO_{2}+H_{2}}$

Սուլեմայի լուծույթը տաքացնելիս, որը թթվեցրած է մրջնաթթվի լուծույթով, սկզբում սուլեման վերականգնվելով վերածվում է կալոմելի, ապա մետաղական սնդիկի՝

$\mathrm {HCOOH+2HgCl_{2}\longrightarrow Hg_{2}Cl_{2}+CO_{2}+2HCl}$ $\mathrm {HCOOH+Hg_{2}Cl_{2}\longrightarrow 2Hg+2HCl+CO_{2}}$

Մրջնաթթվի սնդիկային աղերը տաքացնելիս սնդիկը վերականգնվում է մինչև ազատ մետաղ, իսկ ածխածնի կեսը օքսիդանալով առաջացնում է ածխաթթու գազ՝

$\mathrm {(HCOO)_{2}Hg\longrightarrow Hg+HCOOH+CO_{2}}$

Խիտ ծծմբական թթվով ազդելիս մրջնաթթուն քայքայվում է ածխածնի մոնօքսիդի և ջրի՝

$\mathrm {HCOOH\longrightarrow CO+H_{2}O}$

Կիրառություն

Սննդարդյունաբերության մեջ մրջնաթթվի այդ հատկությունը օգտագործում են նիկել կատալիզատորի ստացման համար, որը, մասնավորապես կիրառվում է ճարպերի հիդրոգենման ժամանակ։

Մրջնաթթու կիրառվում է օրգանական սինթեզում, արծնիչային ներկման, կաշվի վերամշակման, մրգահյութերի պահածոյացման, սարքավորումների ախտահանման համար։

Գրականություն

• Օրգանական քիմիայի դասընթաց, Բ. Ա. Պավլով, Ա. Պ. Տերենտև
• Ameisensäure, Formiate, Diglykol-bis–chlorformiat. VCH, Weinh, ISBN 3-527-28529-6.
• Ausgewählte C-H-O Radikale. Ameisensäure. Essigsäure. Oxalsäure (Gmelin Handbook of Inorganic and Organometallic Chemistry - 8th edition ELEM C TL C LFG 4). Springer Verlag, ISBN 3-540-93283-6.
• Gundula Jänsch-Kaiser und Dieter Behrens։ Ameisensäure und Erdalkalihydroxide. DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., ISBN 3-926959-00-2.

Արտաքին հղումներ

• Carbon monoxide as reagent in the formylation of aromatic compounds.
• International Chemical Safety Card 0485.
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards.
• ChemSub Online (Formic acid).
• Formic Acid Use in Beekeeping: Handbook and Manual of Treatments.

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 8, էջ 67)։