FORMIK ASIT (HCOOH): YAPISI, KULLANIMLARI VE ÖZELLIKLERI - KIMYA - 2025

Formik asit veya metanoik asit organik asitler bileşiğin basit ve en küçüğüdür. Metanoik asit olarak da bilinir ve moleküler formülü, karbon atomuna bağlı sadece bir hidrojen atomuna sahip olan HCOOH'dir. Adı Latince karınca anlamına gelen Formica kelimesinden türemiştir.

15. yüzyılın doğa bilimcileri, karıncalar, termitler, arılar ve böcekler gibi belirli böcek türlerinin (formisitler), acı veren sokmalarından sorumlu olan bu bileşiği salgıladıklarını buldular. Benzer şekilde, bu böcekler formik asidi bir saldırı, savunma ve kimyasal sinyalleşme mekanizması olarak kullanır.

Karıncalar ve böcekler formik asit salgılar

Bunu ve diğer asitleri (örneğin asetik asit) dışarıya sprey olarak salgılayan zehirli bezlere sahiptirler. Formik asit, asetik asit (CH daha güçlü olan ₃ -COOH); bu nedenle suda eşit miktarda çözünen formik asit, daha düşük pH değerlerine sahip solüsyonlar üretir.

İngiliz doğa bilimci John Ray, 1671'de formik asidi çok sayıda karıncadan ayırmayı başardı.

Öte yandan, bu bileşiğin ilk başarılı sentezi, reaktif olarak hidrosiyanik asit (HCN) kullanılarak Fransız kimyager ve fizikçi Joseph Gay-Lussac tarafından gerçekleştirildi.

Nerede bulunuyor?

Formik asit, biyokütlenin bir bileşeni olarak veya atmosferde, geniş bir kimyasal reaksiyon yelpazesinde yer alan karasal seviyelerde mevcut olabilir; Yerin altında, yağın içinde veya yüzeyinde gaz fazında bile bulunabilir.

Biyokütle açısından böcekler ve bitkiler bu asidin ana üreteçleridir. Fosil yakıtlar yandığında gaz halinde formik asit üretirler; sonuç olarak, araç motorları atmosfere formik asit salmaktadır.

Bununla birlikte, Dünya aşırı sayıda karıncaya ev sahipliği yapıyor ve bunların arasında, insan endüstrisi tarafından bir yılda üretilen miktarın binlerce katı kadar formik asit üretme kapasitesine sahipler. Aynı şekilde, orman yangınları gaz halindeki formik asit kaynaklarını temsil eder.

Karmaşık atmosferik matrisin üst kısımlarında, formik asidi sentezleyen fotokimyasal süreçler meydana gelir.

Bu noktada, birçok uçucu organik bileşik (VOC) ultraviyole radyasyonun etkisi altında bozulur veya OH serbest radikal mekanizmalarıyla oksitlenir. Zengin ve karmaşık atmosferik kimya, gezegendeki açık ara en baskın formik asit kaynağıdır.

yapı

Üstteki resim, bir formik asit gaz fazı dimerinin yapısını göstermektedir. Beyaz küreler hidrojen atomlarına, kırmızı küreler oksijen atomlarına ve siyah küreler karbon atomlarına karşılık gelir.

Bu moleküllerde iki grup görülebilir: her ikisi de hidrojen bağı oluşturabilen hidroksil (–OH) ve formil (–CH = O).

Bu etkileşimler O-HO tipindedir, hidroksil grupları H'nin donörleri ve formil grupları O'nun donörleridir.

Bununla birlikte, karbon atomuna bağlı H bu kabiliyetten yoksundur. Bu etkileşimler çok güçlüdür ve elektron açısından fakir H atomu nedeniyle OH grubundaki hidrojen daha asidiktir; bu nedenle, bu hidrojen köprüleri daha da stabilize eder.

Yukarıdakilerin bir sonucu olarak, formik asit tek bir molekül olarak değil, bir dimer olarak mevcuttur.

Kristal yapı

Sıcaklık düştükçe dimer, hidrojen bağlarını diğer dimerlerle birlikte mümkün olan en kararlı yapıyı oluşturacak şekilde yönlendirir, böylece sonsuz a ve form formik asit zincirleri oluşturur.

Başka bir isimlendirme "cis" ve "trans" konformerleridir. Bu durumda, aynı yöne yönlendirilmiş grupları belirtmek için "cis" ve bu gruplar için zıt yönlerde "trans" kullanılır.

Örneğin, a zincirinde formil grupları aynı tarafa (solda) "işaret eder", bu formil gruplarının zıt taraflara işaret ettiği (üstteki resim) β zincirinin tersine.

Bu kristal yapı, basınç ve sıcaklık gibi ona etki eden fiziksel değişkenlere bağlıdır. Böylece, zincirler dönüştürülebilir; yani, farklı koşullar altında bir "cis" zinciri, bir "trans" zincirine dönüştürülebilir ve bunun tersi de geçerlidir.

Basınç şiddetli seviyelere yükselirse, zincirler kristalin formik asit polimeri olarak kabul edilebilecek kadar sıkışır.

Özellikleri

- Formik asit, oda sıcaklığında, renksiz, güçlü ve nüfuz edici bir kokuya sahip bir sıvıdır. 46 g / mol moleküler ağırlığa sahiptir, 8.4ºC'de erir ve sudan daha yüksek 100.8ºC kaynama noktasına sahiptir.

- Suda ve eter, aseton, metanol ve etanol gibi polar organik çözücülerle karışabilir.

- Diğer yandan aromatik çözücülerde (benzen ve toluen gibi) hafif çözünür çünkü formik asidin yapısında neredeyse hiç karbon atomu yoktur.

- Asetik asitten daha asidik olan 3.77'lik bir pKa'ya sahiptir, bu açıklanabilir çünkü metil grubu iki oksijen tarafından oksitlenen karbon atomuna elektronik yoğunluk sağlar. Proton (CH asiditesi hafif bir azalma Bu sonuçlar ₃ COOH, HCOOH).

- Asidi deprotonize ederek , iki oksijen atomu arasındaki negatif yükün yerini değiştirebilen HCOO ^- formatlı anyon haline gelir . Sonuç olarak, stabil bir anyondur ve formik asidin yüksek asitliğini açıklar.

Tepkiler

Formik asit karbon monoksit (CO) ve suya dehidre edilebilir. Platin katalizörlerin varlığında, moleküler hidrojen ve karbondioksite de ayrışabilir:

HCOOH (l) → H ₂ (g) + CO ₂ (g)

Bu özellik, formik asidin hidrojeni depolamanın güvenli bir yolu olarak görülmesini sağlar.

Uygulamalar

Gıda ve tarım endüstrisi

Formik asit ne kadar zararlı olabilse de antibakteriyel etkisinden dolayı gıdalarda koruyucu olarak yeterli konsantrasyonlarda kullanılmaktadır. Aynı nedenle, pestisit etkisinin olduğu tarımda da kullanılır.

Ayrıca, üreyen hayvanlarda bağırsak gazını önlemeye yardımcı olan meralar üzerinde koruyucu bir etkiye sahiptir.

Tekstil ve ayakkabı endüstrisi

Tekstil endüstrisinde tekstil ürünlerinin boyanması ve rafine edilmesinde belki de bu asidin en sık kullanım alanıdır.

Formik asit, yağ alma etkisi nedeniyle deri işlemede ve bu malzemenin tüy almada kullanılır.

Yollarda yol güvenliği

Belirtilen endüstriyel kullanımlara ek olarak, kaza riskini azaltmak için İsviçre ve Avusturya'da kış aylarında yollarda formik asit türevleri (formatlar) kullanılmaktadır. Bu tedavi, genel tuz kullanımından daha etkilidir.

Referanslar

1. Tellus (1988). Formisin karıncalarından atmosferik formik asit: bir ön değerlendirme408, 335-339.
2. B. Millet vd. (2015). Atmosferik formik asit kaynakları ve yutakları. Atmos. Chem Phys., 15, 6283-6304.
3. Vikipedi. (2018). Formik asit. 7 Nisan 2018'de en.wikipedia.org adresinden erişildi.
4. Acipedia. Formik asit. 7 Nisan 2018'de acipedia.org adresinden alındı.
5. NK Patel. Modül: 2, Ders: 7. Formik asit. 7 Nisan 2018'de nptel.ac.in adresinden alındı
6. F. Goncharov, MR Manaa, JM Zaug, LE Fried, WB Montgomery. (2014). Yüksek Basınç Altında Formik Asidin Polimerizasyonu.
7. Jean ve Fred. (14 Haziran 2017). Höyükleri terk eden termitler. . Flickr.com'dan kurtarıldı
8. Michelle Benningfield. (2016, 21 Kasım). Formik asit kullanımı. 7 Nisan 2018'de ehowenespanol.com adresinden alındı