Mravljinčna kislina (metanojska kislina): lastnosti, viri in uporaba
Mravljinčna kislina (metanojska): lastnosti, naravni viri in praktične uporabe v industriji, biologiji in vsakdanjem življenju — varnost, uporaba in zanimivosti.
Mravljinčna kislina ali metanojska kislina je najpreprostejša karboksilna kislina s kemijsko formulo HCO
2H. Mnoge živali jo uporabljajo za obrambo. Beseda "mravljinčna" izhaja iz latinske besede za mravlje, formica, kar se nanaša na njeno zgodnjo izolacijo z destilacijo teles mravelj, trivialno ime pa v nekaterih jezikih pomeni "protikislina", na primer nizozemsko mierenzuur, dansko myresyre, fersko meyrusýra, francosko acide formique in nemško Ameisensäure. Estri, soli in anioni, ki izhajajo iz mravljinčne kisline, se imenujejo formati.
V 15. stoletju so številni alkimisti poročali, da mravlje za obrambo uporabljajo kislo tekočino. Angleški naravoslovec John Ray je leta 1671 z destilacijo mravelj prvi pridobil mravljinčno kislino.
V naravi ga najdemo pri večini mravelj. Lesne mravlje iz rodu Formica lahko razpršijo mravljinčno kislino na svoj plen ali za obrambo gnezda. Znana je tudi iz trihomov koprive (Urtica dioica). Mravljinčna kislina je naravno prisotna sestavina ozračja predvsem zaradi emisij iz gozdov .
Lastnosti
- Kemijska formula: pogosto zapisana kot HCOOH (enak pomen kot prikazana spojina v zgornjem besedilu).
- Molarna masa: približno 46,03 g·mol−1.
- Fizične lastnosti: brezbarvna tekočina z oster, včasih dražeč vonj; zmerno visoka gostota (približno 1,22 g·cm−3 pri 20 °C); topna v vodi in v mnogih organskoh topilih.
- Temperatura tališča in vrelišča: tališče okoli 8,4 °C, vrelišče okoli 100,8 °C (čista kislina).
- Kisline in reaktivnost: šibka enprotonska karboksilna kislina (pKa ≈ 3,75), močnejša od ocetne kisline; v tekočem in plinastem stanju ima močno vodikovo vezavo in tvori dimere; deluje tudi kot reducent v različnih oksidacijskih reakcijah.
Viri in nastanek v naravi
Mravljinčno kislino proizvajajo številne žuželke (predvsem mravlje) kot sredstvo obrambe in komunikacije. Poleg mravelj je prisotna tudi v rastlinah (na primer v trihomih koprive) ter v nekaterih gobah in bakterijah. Emisije iz rastlin in razpad organske snovi prispevajo k njeni prisotnosti v ozračju, kjer sodeluje v kemičnih procesih atmosferskih organskih spojin.
Proizvodnja
Historically je bila pridobljena z destilacijo mravelj; danes pa je industrijska proizvodnja učinkovitejša. Glavna industrijska pot vključuje tvorbo metilformatov (npr. s karbonilacijo metanola ali neposredno reakcijo metanola s CO) in nadaljnjo hidrolizo teh estrov v mravljinčno kislino. Razvijajo se tudi alternativne metode, kot so oksidacija biomase in elektrokemične poti, s ciljem zmanjšanja uporabe fosilnih surovin.
Uporaba
- Poljedelstvo in živinoreja: kot dodatek za siliranje, konzervans in sredstvo za zmanjšanje patogenih bakterij v krmi.
- Kemična industrija: surovina za izdelavo formatov (npr. metilformat), formamidov, fungicidov in drugih medproduktov.
- Tekstilna in kožarska industrija: pri barvanju, pH-uravnavanju in parjenju usnja.
- Gospodinjske in industrijske čistilne sredstve: sredstvo za odstranjevanje vodnega kamna in rje zaradi svoje kislosti in topnosti.
- Raziskave in energetika: preučeva se kot prenosnik vodika (debata o uporabi mravljinčne kisline kot tekočega nosilca vodika, ker se lahko katalitično razgradi do H2 in CO2) in kot reagent v laboratorijih.
Varstvo pri delu in vpliv na zdravje
Mravljinčna kislina je korozivna: lahko povzroči hude opekline kože in oči ter draži dihala. Pri stiku je treba takoj sprati z veliko vode in po potrebi poiskati zdravniško pomoč. Pri delu z zgoščenimi raztopinami je priporočljiva uporaba osebne zaščitne opreme (rokavice, zaščitna očala, primerna oblačila in prezračevanje).
V primeru izliva je treba preprečiti vnos v vodne sisteme; snov je biorazgradljiva, vendar je v visokih koncentracijah lahko nevarna za vodne organizme. Nevtralizacijo manjše razlitine je mogoče izvajati z natrijevim bikarbonatom ali drugimi osnovami pod nadzorom in z upoštevanjem varnostnih predpisov.
Opombe o poimenovanju in spojinah
Kot je omenjeno zgoraj, se estri in soli mravljinčne kisline imenujejo formati (na primer natrijev format). Nekateri formati (npr. metilformat) imajo široko industrijsko uporabo kot topila ali v kemijskih sintezah.
Mravljinčna kislina je torej pomembna majhna, a večnamenska organska kislina z bogato zgodovino in širokim spektrom aplikacij v industriji, biologiji in raziskavah. Pri ravnanju z njo pa je zaradi korozivnosti potrebno upoštevati ustrezne varnostne ukrepe.
Mravljinčna kislina je dobila ime po mravljah, ki jo uporabljajo za napad in obrambo.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je mravljinčna kislina?
O: Mravljinčna kislina je najpreprostejša karboksilna kislina s kemijsko formulo HCO2H. Številne živali jo pogosto uporabljajo za obrambo.
V: Od kod izvira ime "mravljinčna"?
O: Ime "mravljinčna" izhaja iz latinske besede za mravlje, formica, saj je bila kislina prvič izolirana z destilacijo teles mravelj.
V: Kako se imenujejo estri, soli in anioni, pridobljeni iz mravljinčne kisline?
O: Estri, soli in anioni, ki izhajajo iz mravljinčne kisline, se imenujejo formati.
V: Kdo je bil prvi, ki je pridobil mravljinčno kislino?
O: Angleški naravoslovec John Ray je leta 1671 z destilacijo mravelj prvi pridobil mravljinčno kislino.
V: V katerih živalih je mravljinčna kislina pogosto prisotna v naravi?
O: Mravljinčno kislino najdemo v večini mravelj, gozdne mravlje iz rodu Formica pa jo lahko razpršijo na plen ali za obrambo gnezda. Najdemo jo tudi v trihomih koprive (Urtica dioica).
V: Kako je mravljinčna kislina naravno prisotna sestavina ozračja?
O: Mravljinčna kislina je naravno prisotna sestavina ozračja predvsem zaradi emisij iz gozdov.
V: Kako se v nekaterih jezikih trivialno imenuje mravljinčna kislina in kaj pomeni?
O: Trivialno ime za mravljinčno kislino v nekaterih jezikih pomeni "protikislina", na primer nizozemsko mierenzuur, dansko myresyre, fersko meyrusýra, francosko acide formique in nemško Ameisensäure.
Iskati