Муравьиная кислота – вещество, входящее в группу карбоновых насыщенных одноосновных кислот. Оно имеет широкую сферу применения, активно используется в разных областях. В этой статье рассмотрим основные свойства муравьиной кислоты, способы её получения и другие особенности.
Свойства
Муравьиная кислота является жидкостью с резким специфическим запахом, кислым вкусом. В любых пропорциях вещество хорошо смешивается с диэтиловым эфиром, обычной водой, этиловым спиртом.
Метановая кислота растворяется в ацетоне, глицерине, нефтепродуктах, углеводородах ароматического ряда – толуоле, бензоле. В углеводородах алифатического типа вещество не меняет структуру. При нагреве муравьиная кислота разлагается на двуокись углерода и водород. Вещество горючее, пожароопасное.
Полезная информация! Муравьиная кислота цвета не имеет. Жидкость абсолютно прозрачная.
Муравьиная кислота относится к сильным карбоновым кислотам, она сильнее более известной уксусной в 10 раз. Главное отличие от прочих подобных соединений – проявление не только кислотных свойств, но и отдельных характеристик альдегидов. Это обусловлено молекулярным строением, в котором присутствуют альдегидная связь H-CO и кислотная составляющая CO-OH. При вступлении метановой кислоты в реакцию с гидроокисью меди формируется не соль, а комбинация углекислого газа, оксида меди и воды. Кислотные свойства вещество демонстрирует при контактах с солями, металлами, гидроксидами.
Содержание муравьиной кислоты в продуктах
Есть ли муравьиная кислота в продуктах? Да, она встречается в природе и обнаружена в разных концентрациях в авокадо, клубнике, папайе, яблоках, киноа, диком ямсе, малине, питайе, китайском личи.
Есть метановая кислота и в некоторых растениях: крапиве, хвойных деревьях. Вещество присутствует в организмах живых существ – в телах и некоторых выделениях человека, медуз, пчёл. Но получить метановую кислоту из природных источников крайне сложно, так как её содержание в них обычно невысокое.
Получение муравьиной кислоты
Муравьиную кислоту можно получить разными способами.
- Нагрев щавелевой кислоты. Муравьиная кислота выделяется из её глицериновых эфиров.
- Изготовление уксусной кислоты. Метановая кислота является побочным продуктом, образующимся в жидкой фазе реакции окисления бутана.
- Вступление едкого натра в реакцию с монооксидом углерода. Получение муравьиной кислоты таким путём является самым популярным, поэтому часто применяется в промышленных масштабах.
- Разложение формамида. Метановая кислота образуется при вступлении этого вещества в реакцию с серной кислотой высокой концентрации.
- Окисление метанола. Процесс преобразования метилового спирта протекает последовательно, в несколько этапов и с использованием разных катализаторов.
- Воздействие на углеродсодержащие соединения. Пример – реакция хлороформа и разбавленной щёлочи.
Применение муравьиной кислоты
Муравьиная кислота имеет особые свойства, благодаря которым получила широкое применение в разных отраслях. Во-первых, вещество обладает антибактериальным эффектом, оказывает антисептическое воздействие и фунгицидное. За счёт этого соединение останавливает процессы гниения, предупреждает порчу разной пищевой, косметической и прочей продукции и продлевает сроки её хранения.
Во-вторых, муравьиная кислота хорошо проводит электрический ток, обладает достаточно высокой химической активностью, в частности, способностью растворять некоторые другие вещества. Это обусловливает использование в химической и других отраслях промышленности, в области медицины, в косметологии. Ниже рассмотрим подробнее некоторые направления применения.
Использование в пищевой промышленности
Муравьиная кислота является востребованной пищевой добавкой, которой присвоена маркировка E236. При производстве различных продуктов питания вещество используют в качестве эффективного консерванта, предотвращающего преждевременную порчу, останавливающего гниение, увеличивающего сроки хранения.
Метановая кислота не даёт патогенной микрофлоре размножаться. Она активна по отношению к плесневым грибкам, некоторым бактериям, в том числе вызывающим серьёзные отравление и тяжёлые инфекции. Также химическое соединение обладает свойствами усилителей вкуса.
Применение в пищевой промышленности охватывает несколько направлений:
- Получение маринадов. Они используются для приготовления готовой рыбной продукции, мясной.
- Подготовка тары для производства некоторых алкогольных напитков: вин, пива. Муравьиной кислотой дезинфицируют внутреннюю поверхность стенок бочек, в которых протекает брожение или иные технологические процессы.
- Производство консервов. На заводах метановую кислоту применяют при консервации фруктов, морепродуктов, ягод, мяса, овощей, рыбы, бобовых.
- Приготовление соусов с добавлением различных продуктов, особенно скоропортящихся: яиц, овощей, ягод, фруктов.
- Производство кондитерских изделий. Добавку E236 вводят в рецептуры печенья, пирожных, конфет, тортов, зефира и других сладостей.
- Изготовление безалкогольных сладких напитков: газировок, нектаров, сокосодержащих и молочных коктейлей, соков.
- Получение искусственного мёда и продукции с его добавлением. Муравьиная кислота выступает в роли катализатора и запускает реакцию расщепления сахара, которую в природных условиях активируют пчёлы. Когда процесс завершается, кислота нейтрализуется, то есть фактически в составе готового мёда не присутствует.
- Изготовление продукции на фруктовой, ягодной основе. Это джемы, некоторые десерты, конфитюры, сиропы.
- Производство продукции с сырами в составе. Это не только соусы, но и, например, плавленые сыры, деликатесы, готовые блюда, реализуемые в магазинах в отделах кулинарии.
Метановая кислота может быть самостоятельной пищевой добавкой, но чаще она используется в комплексе с другими веществами, к примеру, с бензойной кислотой и её солями бензоатами.
E236 не относится к запрещённым добавкам в государствах из Евразийского экономического союза. Она применяется на предприятиях пищевой промышленности не только в России, но и в Киргизии, Казахстане, Армении, Белоруссии.
Вещество в составе пищи при соблюдении производителями допустимых норм может употребляться даже детьми, беременными женщинами и кормящими мамами. Метановая кислота встречается в природе, содержится в некоторых продуктах. Она не имеет кумулятивного эффекта, то есть не способна скапливаться в человеческом организме благодаря полной переработке почками и печенью, быстрому естественному выведению вместе с калом и мочой.
И всё же, употребляя пищу с добавкой E236, следует придерживаться рекомендованных суточных доз. Норма составляет не более 3 миллиграммов на каждый килограмм массы тела.
Полезная информация! Несмотря на безопасность вещества и отсутствие запрета на его использование во многих странах, в государствах из состава Евросоюза метановая кислота может встречаться лишь в косметических средствах. Но в Америке её допускается добавлять в пищевые искусственные ароматизаторы.
Использование в медицине
В медицинских целях метановая кислота применяется исключительно наружно и не в чистом виде. Она используется в форме муравьиного спирта с концентрацией активного вещества 1,4%. Также муравьиную кислоту добавляют в разные лекарственные средства для местного использования – гели, спреи, мази, бальзамы, растворы для обработки или компрессов, кремы.
Химическое соединение оказывает раздражающее местное воздействие, которое усиливает кровоснабжение, обусловливает противовоспалительный эффект, снижает интенсивность болевых ощущений при различных патологических состояниях и заболеваниях. Также наблюдаются выраженные антисептические свойства, позволяющие использовать вещество в дезинфицирующих средствах.
Муравьиную кислоту применяют при:
- варикозном расширении вен;
- грибковых поражениях кожных покровов, ногтевых пластин;
- некоторых травмах: гематомах и ушибах после падений или ударов, растяжениях, вывихах;
- невралгиях: затылочного или тройничного нерва, межрёберной, кожного наружного бедренного нерва;
- миозитах – воспалительных процессах в скелетных мышцах;
- миалгии – болевом синдроме, затрагивающем сухожилия, мышцы, связки в разных участках тела;
- артритах – воспалениях с локализацией в суставах;
- артралгиях – суставных болях, возникающих из-за разных болезней, например, ревматических, инфекционных, аутоиммунных, воспалительных, неврологических;
- туберкулёзе (в составе комплексной терапии);
- ревматизме, сопровождающемся воспалительными процессами в соединительных тканях;
- суставных, мышечных, головных болях неустановленной природы;
- радикулитах, возникающих на фоне механического сдавливания, воспаления или иных патологий корешков спинномозговых нервов;
- педикулёзе – поражении волосистой части головы паразитами (вшами);
- пролежнях, которые нередко возникают у тяжелобольных обездвиженных людей;
- дерматологических заболеваниях, например, акне, фурункулёзах.
Допустимо только наружное применение, внутрь средства на основе муравьиной кислоты не принимаются! При лечении или профилактике рекомендовано предварительно получить консультацию врача и соблюдать дозировки, назначенные специалистом или указанные в инструкции по применению.
Вещество имеет противопоказания, к которым относятся:
- несовершеннолетний возраст (в некоторых случаях применение у детей допускается, если назначается врачом);
- периоды кормления грудью, вынашивания ребёнка;
- индивидуальная высокая чувствительность к химическому соединению;
- раны, ожоги, ссадины и иные нарушения целостности кожи в зонах воздействия;
- обострения некоторых дерматологических заболеваний в участках обработки (экзем, дерматитов).
Вероятны побочные эффекты после нанесения метановой кислоты. Возможны временная гиперемия, аллергия, зуд, дискомфорт. Недопустимо одновременное наружное использование прочих средств, содержащих органические вещества. Это чревато реакциями с образованием новых соединений, включая токсичные.
Применение в косметологии
Благодаря дезинфицирующим, противовоспалительным и очищающим свойствам метановая кислота применяется в косметологии для:
- борьбы с акне, чёрными точками;
- матирования жирной кожи;
- очищения пор;
- улучшения цвета кожных покровов за счёт расширения сосудов и нормализации кровообращения;
- получения ровного загара в солярии (нужно соблюдать осторожность);
- купирования воспалений;
- борьбы с нежелательными волосками на теле – замедления их роста после депиляции, а также разрушения фолликулов (при регулярном применении).
Муравьиная кислота входит в состав различных косметических средств, например, лосьонов, тоников, кремов, сывороток. Также вещество можно использовать в домашних условиях, добавляя в народные средства – самодельные маски, кремы, отвары для умывания.
Применение в быту
Муравьиную кислоту используют предприятия химической промышленности. Вещество справляется с удалением извести, патины, цемента, ржавчины, кальциевого мыла, а также иных органических и минеральных неорганических частиц.
Метановая кислота входит в состав бытовой химии для:
- удаления налёта накипи на сантехнике и посуде;
- чистки унитазов и ванн;
- предотвращения образования накипи в посудомоечных, стиральных машинах;
- очищения металлических изделий, включая автомобильные диски и прочие детали;
- стирки или кондиционирования белья;
- дезинфекции поверхностей.
Так как муравьиная кислота – вещество биоразлагаемое, то все средства на его основе не вредят окружающей среде и являются экологически чистыми.
Применение в других отраслях
Применение муравьиной кислоты очень широко и включает несколько других направлений:
- Пчеловодство. Вещество защищает насекомых-медоносов от клещей, уничтожающих целые ульи.
- Кожевенные, меховые производства. Кожа и мех с помощью метановой кислоты очищаются от загрязнений и дезинфицируются, обретают равномерный оттенок и эластичную структуру.
- Сельское хозяйство. Обработка кормов муравьиной кислотой при заготовке продлевает сроки хранения пищи для скота и птицы, сохраняет её пользу и защищает от паразитов.
- Борьба с гололёдом. Вещество добавляется в реагенты, используемые для обработки скользких замёрзших дорог в зимнее время.
- Строительство. В бетонных растворах кислота используется в качестве добавки, препятствующей промерзанию конструкций.
- Животный мир. Муравьиная кислота, запах и раздражающие свойства которой отпугивают паразитов, используется медведями. Эти животные, просыпаясь после зимнего сна, намеренно усаживаются на муравейники. Насекомые, защищаясь, выделяют кислоту. Вещество оседает в густом мехе и защищает представителей фауны от укусов кровососущих насекомых.
Формула и альтернативные названия
Муравьиная кислота, формула которой – HCOOH (в сокращённом варианте – CH2O2), имеет несколько альтернативных наименований. Корректное общепринятое химическое название – метановая кислота. Если вещество используется в качестве пищевой добавки, то производители продуктов питания обозначают его маркировкой E236. В косметических средствах и медикаментах встречается наименование Formic acid.
Муравьиная кислота название получила с подачи учёного из Англии Джона Рея в XVII столетии. Тогда исследователь изучал обезболивающий эффект выделений муравьёв и для получения лекарства провёл эксперимент – довёл до кипения несколько десятков насекомых, а затем осуществил дистилляцию. Образовался конденсат с кислотными свойствами, характерным вкусом. Эту жидкость учёный назвал муравьиной кислотой.
Двумя веками позже химиком французского происхождения Бертело был открыт иной метод получения вещества – путём выделения из оксида углерода. Джозеф Гей-Люссак сумел синтезировать соединение из уксусной кислоты. В 19-м столетии был разработан промышленный способ производства. Стали использовать иное название – метановая кислота (формула та же).
Польза и вред
Муравьиная кислота имеет некоторые обусловленные химическим составом полезные свойства:
- нормализация трофики, то есть клеточного питания тканей;
- расширение сосудов, за счёт которого улучшается кровообращение и, соответственно, кровоснабжение внутренних органов, тканей человеческого организма;
- местное обезболивание, обусловленное раздражающим, отвлекающим эффектом;
- антисептические, фунгицидные свойства – борьба с плесенью, прочей патогенной микрофлорой;
- противопаразитарное воздействие;
- участие в синтезе некоторых веществ, необходимых для нормальной жизнедеятельности: пуринов, нуклеиновых кислот, метионина;
- запуск важных внутриклеточных реакций, а также процессов, протекающих в тканях, в некоторых внутренних органах.
Все перечисленные свойства проявляются лишь при умеренном поступлении муравьиной кислоты в организм, а также при соблюдении правил её наружного применения. Веществу присвоен второй класс опасности, то есть химическое соединение в чистом виде считается высокоопасным.
При контактах кожи и слизистых оболочек с концентрированными растворами с содержанием кислоты более 10% вероятны сильные химические ожоги, выраженные аллергические реакции, вплоть до анафилактического шока. При проглатывании возникают повреждения ротовой полости, глотки, пищевода, стенок желудка, кишечника.
При вдыхании концентрированных паров возможны поражения дыхательных путей, которые в тяжёлых случаях приводят к отёку лёгких. При попадании муравьиной кислоты в глаза высоки риски повреждений конъюнктивы, роговицы и более глубоких частей глаза, что чревато частичной потерей зрения и даже полной слепотой.
Важно! При длительных воздействиях концентрированной метановой кислоты есть вероятность летального исхода.
Меры безопасности
Чтобы муравьиная кислота не навредила, следует соблюдать такие меры безопасности:
- Не превышать суточную норму потребления.
- Не контактировать с концентрированными формами вещества – более 10%. Если необходимо работать с ними, следует надевать перчатки, защитный костюм и очки. Водные растворы с содержанием менее 10% муравьиной кислоты входят в 3-й класс умеренно опасных соединений.
- Не использовать средства на основе муравьиной кислоты в косметологических или медицинских целях при повреждениях кожи, а также индивидуальной непереносимости вещества. Перед применением надо провести аллергический тест – нанести немного состава на локтевой сгиб и подождать полчаса. При отсутствии реакций косметическое или лечебное средство можно использовать.
- Если концентрированная кислота попала на кожные покровы, то следует незамедлительно промыть поражённую поверхность, но не водой, а раствором соды либо нашатырного спирта.
- Не применять вещество для ухода за кожей, лечения или профилактики заболеваний без предварительной консультации специалиста – косметолога или лечащего врача.
- Не нюхать метановую кислоту, не подносить к лицу. Вдыхание её паров крайне опасно. Оно провоцирует раздражение верхних дыхательных путей с першением и кашлем, отёк лёгких (в тяжёлых случаях), сильную аллергию, поражение зрительного нерва (вплоть до полной слепоты). Во избежание таких последствий при работе с концентрированными соединениями надевайте маску-респиратор.
Муравьиная кислота давно и активно используется в разных сферах. В высоких концентрациях она опасна. Но если знать и соблюдать правила применения и меры предосторожности, то можно извлечь из вещества максимум пользы и избежать негативных последствий.
