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.
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).
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.
Польза и вред
Возможны опасные свойства для человека, и их выраженность зависит от концентрации вещества. Так, если муравьиная кислота содержится в растворе в объеме до 10%, то она считается относительно безвредной. При концентрации 10-15% вещество демонстрирует раздражающий эффект при контактах со слизистыми оболочками и с кожей. Если метановая кислота содержится в растворах в количестве более 15-20%, то она оказывает разъедающее воздействие.
При более высоких концентрациях вещество при попадании на слизистые оболочки или кожные покровы оставляет сильнейшие химические ожоги, в тяжёлых случаях провоцирует анафилактический шок. При продолжительном периоде и обширных зонах контактов вероятен летальный исход.
Но нельзя недооценивать пользу муравьиной кислоты, ведь она выполняет важные функции, поддерживает нормальную жизнедеятельность живых существ – людей и животных. Вещество участвует в синтезе нуклеиновых кислот, пуриновых оснований, метионина. Оно запускает важные реакции в клетках, соединительных тканях и внутренних органах. Также свойства метановой кислоты включают обезболивающий, противопаразитарный, антисептический, противовоспалительный и прочие эффекты.
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, производство которой налажено в Китае, Германии, России, имеет широкую сферу применения. Её используют в промышленности, в медицине, в быту, сельском хозяйстве. Ниже рассмотрим все существующие направления.
Применение в пищевой промышленности
Муравьиная кислота останавливает развитие патогенной микрофлоры в еде, благодаря чему эффективно применяется в пищевой промышленности качестве консерванта, продлевающего сроки хранения продуктов и обеспечивающего их свежесть.
Добавка с маркировкой E236 входит в состав:
- маринадов для рыбы;
- напитков без содержания алкоголя;
- мёда;
- консервов из мяса, рыбы, морепродуктов;
- соусов;
- консервированных фруктов, овощей, ягод;
- кондитерских изделий – тортов, конфет, пирожных;
- продуктов с содержанием сыров.
Также вещество применяют в промышленности для дезинфицирующей обработки бочек, в которых изготавливается алкогольная продукция – вино, пиво. Часто добавку комбинируют с иными консервантами, такими как бензойная кислота.
Максимальная суточная доза муравьиной кислоты – 3 миллиграмма на каждый килограмм веса человека. Вещество в организме не накапливается, быстро усваивается, перерабатывается печенью, выводится вместе с каловыми массами. Высокие концентрации метановой кислоты способны оказывать мочегонное воздействие.
Важная информация! В качестве пищевой добавки вещество с маркировкой E236 разрешено использовать в странах-членах Евразийского экономического союза – Казахстане, Армении, России, Киргизии, Белоруссии. В государствах Евросоюза можно добавлять метановую кислоту только в косметические продукты. В США допустимо применять вещество при изготовлении синтетических пищевых ароматизаторов.
Применение в медицине
Муравьиная кислота в медицине применяется только наружно. Самая популярная форма выпуска – муравьиный спирт 1,4%, который обладает местнораздражающим эффектом, благодаря чему снимает воспаление, борется с болевыми ощущениями, расширяет сосуды и нормализует кровоснабжение, питание тканей. Также отмечаются бактерицидные свойства.
Муравьиный спирт можно использовать при:
- миозите;
- травмах: ушибах, вывихах, гематомах, растяжениях;
- артралгии;
- миалгии;
- артритах;
- невралгии;
- грибке ногтевых пластин или кожи;
- ревматизме;
- болях в голове, суставах;
- варикозе;
- пролежнях у лежачих больных;
- туберкулёзе (в составе многокомпонентных средств);
- радикулите.
Полезно знать! На основе муравьиной кислоты выпускаются другие средства для наружного местного использования – мази, кремы, гели, спреи.
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.
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.
