MYRSYRA (HCOOH): STRUKTUR, ANVÄNDNING OCH EGENSKAPER - KEMI - 2026

Den myrsyra eller metansyra är den enklaste och minsta av alla organiska syror förening. Den är också känd som metansyra och dess molekylformel är HCOOH, med bara en väteatom bunden till kolatomen. Dess namn härstammar från ordet Formica, som är latin för myra.

Naturalister från 1400-talet fann att vissa typer av insekter (formiciderna), såsom myror, termiter, bin och skalbaggar, utsöndrar denna förening som är ansvarig för deras smärtsamma stick. På samma sätt använder dessa insekter myrsyra som en mekanism för attack, försvar och kemisk signalering.

Myror och skalbaggar utsöndrar myrsyra

De har giftiga körtlar som utsöndrar denna och andra syror (till exempel ättiksyra) som en spray på utsidan. Myrsyra är starkare än ättiksyra (CH ₃ COOH); därför, myrsyra, löst i lika stora mängder i vatten, producerar lösningar med lägre pH-värden.

Den engelska naturforskaren John Ray lyckades isolera myrsyra 1671 och destillerade den från ett stort antal myror.

Å andra sidan utfördes den första framgångsrika syntesen av denna förening av den franska kemisten och fysikern Joseph Gay-Lussac med användning av hydrocyanic acid (HCN) som reagens.

Var ligger den?

Myrsyra kan vara närvarande vid marknivåer, som en komponent av biomassa eller i atmosfären, involverad i ett brett spektrum av kemiska reaktioner; Det finns till och med under marken, inuti oljan eller i gasfasen på ytan.

När det gäller biomassa är insekter och växter de viktigaste generatorerna av denna syra. När fossila bränslen förbränns producerar de gasformig myrsyra; följaktligen släpper fordonsmotorer myrsyra ut i atmosfären.

Men jorden är hem för ett orimligt antal myror, och bland alla dessa kan de producera tusentals gånger den mängd myrsyra som genereras av mänsklig industri på ett år. På samma sätt representerar skogsbränder gasformiga källor till myrsyra.

Högre upp i den komplexa atmosfäriska matrisen inträffar fotokemiska processer som syntetiserar myrsyra.

Vid denna tidpunkt bryts många flyktiga organiska föreningar (VOC) ned under effekterna av ultraviolett strålning eller oxideras av OH-mekanismer med fria radikaler. Den rika och komplexa atmosfärskemin är den övervägande källan till myrsyra på planeten.

Strukturera

Den övre bilden illustrerar strukturen för en myrsyra gasfasdimer. De vita sfärerna motsvarar väteatomer, de röda sfärerna till syreatomer och de svarta sfärerna till kolatomer.

Två grupper kan ses i dessa molekyler: hydroxyl (–OH) och formyl (–CH = O), båda kan bilda vätebindningar.

Dessa interaktioner är av O-HO-typen, varvid hydroxylgrupperna är givarna av H och formylgrupperna som givarna av O.

Emellertid saknar H fäst vid kolatomen denna förmåga. Dessa interaktioner är mycket starka och på grund av den elektronfattiga H-atomen är vätet i OH-gruppen surare; därför stabiliserar detta väte broarna ytterligare.

Som ett resultat av ovanstående existerar myrsyra som en dimer och inte som en individuell molekyl.

Kristallstruktur

När temperaturen sjunker, orienterar dimern sina vätebindningar för att generera den mest stabila strukturen som möjligt tillsammans med de andra dimererna och skapar därmed oändliga a- och ß-kedjor av myrsyra.

En annan nomenklatur är "cis" och "trans" conformers. I detta fall används "cis" för att utse grupper orienterade i samma riktning och "trans" för dessa grupper i motsatta riktningar.

Till exempel, i a-kedjan "pekar" formylgrupperna till samma sida (till vänster), i motsats till p-kedjan, där dessa formylgrupper pekar mot motsatta sidor (övre bild).

Denna kristallina struktur beror på de fysiska variablerna som verkar på den, till exempel tryck och temperatur. Således är kedjorna konvertibla; det vill säga, under olika förhållanden kan en "cis" -kedja omvandlas till en "trans" -kedja, och vice versa.

Om trycket stiger till drastiska nivåer, komprimeras kedjorna tillräckligt för att betraktas som en kristallin polymer av myrsyra.

Egenskaper

- Myrsyra är en vätska vid rumstemperatur, färglös och med en stark och penetrerande lukt. Den har en molekylvikt på 46 g / mol, smälter vid 8,4 ºC och har en kokpunkt på 100,8 ºC, högre än för vatten.

- Det är blandbart i vatten och i polära organiska lösningsmedel, såsom eter, aceton, metanol och etanol.

- Å andra sidan är det i aromatiska lösningsmedel (som bensen och toluen) något lösligt, eftersom myrsyra knappast har en kolatom i sin struktur.

- Den har en pKa på 3,77, surare än ättiksyra, vilket kan förklaras eftersom metylgruppen ger elektronisk densitet till kolatomen som oxideras av de två oxygnen. Detta resulterar i en liten minskning av surheten hos protonen (CH ₃ COOH, HCOOH).

- deprotonerade syran, det blir HCOO ^- formatet anjon , som kan utlokalisering den negativa laddningen mellan de två syreatomerna. Följaktligen är det en stabil anjon och förklarar myrsyraens höga surhet.

reaktioner

Myrsyra kan dehydratiseras till kolmonoxid (CO) och vatten. I närvaro av platinkatalysatorer kan den också sönderdelas till molekylärt väte och koldioxid:

HCOOH (l) → H ₂ (g) + CO ₂ (g)

Denna egenskap gör att myrsyra kan betraktas som ett säkert sätt att lagra väte.

tillämpningar

Livsmedels- och jordbruksindustrin

Trots hur skadlig myrsyra kan vara, används den i tillräckliga koncentrationer som konserveringsmedel i livsmedel på grund av dess antibakteriella verkan. Av samma anledning används det i jordbruket, där det också har en bekämpningsmedel.

Det har också en konserverande verkan på betesmarker, vilket hjälper till att förhindra tarmgas hos aveldjur.

Textil- och skorindustrin

Det används inom textilindustrin för färgning och förädling av textilier, eftersom det kanske är den vanligaste användningen av denna syra.

Myrsyra används vid läderbearbetning på grund av dess avfettning och hårborttagning av detta material.

Trafiksäkerhet på vägarna

Förutom de angivna industriella användningarna används myrsyraderivat (format) i Schweiz och Österrike på vägar under vintern för att minska risken för olyckor. Denna behandling är effektivare än användningen av vanligt salt.

referenser

1. Tellus (1988). Atmosfärisk myrsyra från myrsmyror: en preliminär bedömning408, 335-339.
2. B. Millet et al. (2015). Källor och sänkor av atmosfärisk myrsyra. Atmos. Chem. Phys., 15, 6283-6304.
3. Wikipedia. (2018). Myrsyra. Hämtad den 7 april 2018 från: en.wikipedia.org
4. Acipedia. Myrsyra. Hämtad den 7 april 2018 från: acipedia.org
5. Dr. NK Patel. Modul: 2, Föreläsning: 7. Myrsyra. Hämtad den 7 april 2018 från: nptel.ac.in
6. F. Goncharov, MR Manaa, JM Zaug, LE Fried, WB Montgomery. (2014). Polymerisation av myrsyra under högt tryck.
7. Jean och Fred. (14 juni 2017). Termiter som lämnar högarna. . Återställd från: flickr.com
8. Michelle Benningfield. (2016, 21 november). Användning av myrsyra. Hämtad den 7 april 2018 från: ehowenespanol.com