Kyselina methanová

rovnice: ${\ displaystyle \ rho = 1,938 / 0,24225 ^ {(1+ (1-T / 588) ^ {0,24435})}}$
Hustota kapaliny v kmol · m -3 a teplota v Kelvinech od 281,45 do 588 K.
Vypočtené hodnoty:
1,21365 g · cm -3 při 25 ° C.

T (K)	T (° C)	ρ (kmolm -3 )	ρ (gcm -3 )
281,45	8.3	26,806	1,23377
301,89	28,74	26,26938	1.20907
312.11	38,96	25,9945	1,19642
322,32	49,17	25,71482	1,18355
332,54	59,39	25,43004	1,17044
342,76	69,61	25.13981	1,15708
352,98	79,83	24,84376	1,14346
363,2	90,05	24,54149	1,12955
373,42	100,27	24,23252	1,11533
383,63	110,48	23,91633	110077
393,85	120.7	23,59233	1,08586
404,07	130,92	23,25983	1,07056
414,29	141,14	22,91805	1,05483
424,51	151,36	22,5661	1,03863
434,73	161,58	22.20291	1,02191

T (K)	T (° C)	ρ (kmolm -3 )	ρ (gcm -3 )
444,94	171,79	21,82724	1,00462
455,16	182.01	21,43761	0,98669
465,38	192,23	21.03222	0,96803
475,6	202,45	20,60886	0,94854
485,82	212,67	20.16478	0,9281
496,04	222,89	19,69649	0,90655
506,25	233.1	19,1994	0,88367
516,47	243,32	18,66735	0,85918
526,69	253,54	18.0917	0,83269
536,91	263,76	17,45974	0,8036
547,13	273,98	16,75141	0,771
557,35	284,2	15,93177	0,73328
567,56	294,41	14,92947	0,68714
577,78	304,63	13,54654	0,62349
588	314,85	8 000	0,36821

Teplota samovznícení

520 ° C

Bod vzplanutí

69 ° C

Meze výbušnosti ve vzduchu

14 - 34 % obj

Tlak nasycených par

42,6 mmHg ( 25 ° C )

rovnice: ${\ displaystyle P_ {vs} = exp (50,323 + {\ frac {-5378.2} {T}} + (- 4,203) \ krát ln (T) + (3,4697E-6) \ krát T ^ {2})}$
Tlak v pascalech a teplota v Kelvinech od 281,45 do 588 K.
Vypočtené hodnoty: 5
686,57 Pa při 25 ° C.

T (K)	T (° C)	P (Pa)
281,45	8.3	2 402,4
301,89	28,74	6 799,27
312.11	38,96	10825,98
322,32	49,17	16 698,72
332,54	59,39	25 030,45
342,76	69,61	36 560,88
352,98	79,83	52 164,96
363,2	90,05	72 859,45
373,42	100,27	99 807,7
383,63	110,48	134 322,72
393,85	120.7	177 868,86
404,07	130,92	232,062.47
414,29	141,14	298 671,76
424,51	151,36	379 616,47
434,73	161,58	476,967,41

T (K)	T (° C)	P (Pa)
444,94	171,79	592 946,52
455,16	182.01	729 927,59
465,38	192,23	890 437,89
475,6	202,45	1 077 161,17
485,82	212,67	1292 941,99
496,04	222,89	1540 791,68
506,25	233.1	1823 896,16
516,47	243,32	2 145 625,55
526,69	253,54	2 509 545,9
536,91	263,76	2 919 432,93
547,13	273,98	3,379,288.1
557,35	284,2	3 893 356,9
567,56	294,41	4 466 149,62
577,78	304,63	5,102,464.59
588	314,85	5 807 400

Dynamická viskozita

1,57 × 10 -3 Pa s při 26 ° C

Kritický bod

306,85 ° C

Trojitý bod

281,45 K ( 8,3 ° C )
23,6 mbar

Termochemie

S 0 plyn, 1 bar

248,7 J mol −1 K −1

S 0 kapalina, 1 bar

131,8 J mol −1 K −1

Δ f H 0 plyn

-378,6 kJ mol −1

Δ f H 0 kapalina

-425,1 kJ mol −1

C str

45,7 J · mol -1 · K -1 (pára)
99,0 J · mol -1 · K -1 (kapalina)

rovnice: ${\ displaystyle C_ {P} = (7,8060E4) + (71,540) \ krát T}$
Tepelná kapacita kapaliny v J · kmol -1 · K -1 a teplota v Kelvinech, od 281,45 do 380 K.
Vypočtené hodnoty:
99,39 J · mol -1 · K -1 při 25 ° C

T (K)	T (° C)	C str $(\ tfrac {J} {kmol \ krát K})$	C str $(\ tfrac {J} {kg \ krát K})$
281,45	8.3	98 200	2134
288	14,85	98 664	2 144
291	17,85	98 878	2 148
294	20,85	99 093	2153
297	23,85	99 307	2158
301	27,85	99 594	2 164
304	30,85	99 808	2169
307	33,85	100 023	2173
311	37,85	100 309	2179
314	40,85	100 524	2184
317	43,85	100 738	2 189
320	46,85	100 953	2193
324	50,85	101 239	2200
327	53,85	101,454	2 204
330	56,85	101 668	2,209

T (K)	T (° C)	C str $(\ tfrac {J} {kmol \ krát K})$	C str $(\ tfrac {J} {kg \ krát K})$
334	60,85	101 954	2215
337	63,85	102 169	2220
340	66,85	102 384	2224
343	69,85	102 598	2229
347	73,85	102 884	2235
350	76,85	103 099	2240
353	79,85	103 314	2 245
357	83,85	103 600	2 251
360	86,85	103814	2 256
363	89,85	104,029	2260
366	92,85	104 244	2265
370	96,85	104 530	2271
373	99,85	104 744	2276
376	102,85	104 959	2280
380	106,85	105 250	2287

rovnice: ${\ displaystyle C_ {P} = (31,745) + (7,4234E-3) \ krát T + (1,8791E-4) \ krát T ^ {2} + (- 1,9475E-7) \ krát T ^ {3} + (5,7613E-11) \ krát T ^ {4}}$
Tepelná kapacita plynu v J · mol -1 · K -1 a teplota v Kelvinech, od 50 do 1 500 K.
Vypočtené hodnoty:
45 956 J · mol -1 · K -1 při 25 ° C

T (K)	T (° C)	C str $(\ tfrac {J} {kmol \ krát K})$	C str $(\ tfrac {J} {kg \ krát K})$
50	-223,15	32 562	707
146	-127,15	36,254	788
195	-78,15	38 977	847
243	-30,15	42,051	914
291	17,85	45,432	987
340	66,85	49107	1067
388	114,85	52,844	1148
436	162,85	56 643	1231
485	211,85	60 516	1315
533	259,85	64 246	1396
581	307,85	67 859	1474
630	356,85	71 382	1551
678	404,85	74 635	1622
726	452,85	77 660	1687
775	501,85	80 492	1749

T (K)	T (° C)	C str $(\ tfrac {J} {kmol \ krát K})$	C str $(\ tfrac {J} {kg \ krát K})$
823	549,85	83 001	1803
871	597,85	85 239	1852
920	646,85	87 246	1896
968	694,85	88 946	1933
1016	742,85	90 400	1964
1065	791,85	91652	1999
1113	839,85	92 683	2014
1161	887,85	93 557	2033
1 210	936,85	94 333	2050
1258	984,85	95 034	2,065
1306	1032,85	95 736	2080
1355	1 081,85	96 522	2097
1403	1129,85	97 436	2 117
1451	1177,85	98 575	2 142
1 500	1 226,85	100 062	2174

PCS

254,6 kJ · mol -1 ( 25 ° C , kapalina)

Elektronické vlastnosti

1 re ionizační energie

11,33 ± 0,01 eV (plyn)

Optické vlastnosti

Index lomu

{\ textit {n}} _ {{D}} ^ {{25}}

1,3694

Opatření

SGH

Nebezpečí H226, H302, H314, H331, H226 : Hořlavá kapalina a páry
H302 : Zdraví škodlivý při požití
H314 : Způsobuje těžké poleptání kůže a poškození očí
H331 : Toxický při vdechování

WHMIS

B3, E, B3 :
Bod vzplanutí hořlavé kapaliny = 46,5 ° C uzavřený kelímek (metoda není uvedena)
E : Žíravý materiál
Přeprava nebezpečných věcí: třída 8

Zveřejnění 1,0% podle seznamu údajů o složce

NFPA 704

2 3 0

Doprava

1779

Číslo OSN :
1779 : KYSELINA FORMOVÁ

Inhalace

Koncentrované páry jsou korozivní

Požití

Jedovatý, může způsobit alergické reakce. Podezření na mutagenní činidlo

Ekotoxikologie

DL 50

700 mg · kg -1 (myš, orální )
145 mg · kg -1 (myš, iv )
940 mg · kg -1 (myš, ip )

LogP

-0,54

Prahová hodnota zápachu

nízká: 1,6 ppm
vysoká: 340 ppm

Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak.

Kyselina methanoic (známý také jako kyselina mravenčí ), je nejjednodušší karboxylové kyseliny . Jeho chemický vzorec je C H 2 O 2 nebo HCOOH. Jeho konjugovanou bází je methanoátový ion (mravenčan) se vzorcem HCOO - . Je to slabá kyselina, která má formu bezbarvé kapaliny s pronikavým zápachem.

V přírodě se vyskytuje v žlázách několika druhů hmyzu řádu Hymenoptera , jako jsou včely a mravenci , ale také na chloupcích, které tvoří listy určitých rostlin z čeledi urticaceae ( kopřivy ). Jeho triviální formální název pochází z latinského slova formica, což znamená mravenec, protože byl poprvé izolován destilací mravenců.

Dějiny

Z XV -tého století, někteří alchymisté a přírodovědců si byli vědomi, že někteří mravenci , zejména druh Formica , výrobu páry kyseliny . První osobou, která popsala izolaci této látky ( destilací velkého počtu mrtvol mravenců), je anglický přírodovědec John Ray v roce 1671. Jeho první syntézu provedl francouzský chemik Gay-Lussac z kyseliny l' kyrovodíkové . V roce 1855 vyvinul další francouzský chemik Marcellin Berthelot metodu syntézy z oxidu uhelnatého , podobnou té, která se používá dnes. Kyselina mravenčí je přítomna ve složení většiny jedů mravenců, kteří ji stříkají nebo přímo aplikují, aby propíchli kutikulu jiných členovců nebo odpudili možné predátory .

Chemie

Snižování vlastností

Při zahřívání kyselinou sírovou se kyselina mravenčí rozkládá na vodu a oxid uhelnatý , takže má velmi výrazné redukční vlastnosti (redukce zlata , stříbra , solí mědi atd.). Pod vlivem samotného tepla, se rozkládá kolem 160 ° C do vodík a oxid uhličitý , což opět vede k snížení vlastnosti.

Slabá kyselina

I když je ionizovanější než její protějšky s vyšší karboxylovou kyselinou, je to slabá kyselina , ale přesto dokáže vytlačit kyselinu dusičnou ze svých solí. Pokud se ke směsi dusičnanu draselného a brucinu přidá kyselina mravenčí , směs se okamžitě zčervená. To nedává žádný anhydrid kyseliny a dává jako acylhalogenidu ekvivalent na fosgen COCI 2 .

Výrobní

Zahříváním potaše a oxidu uhelnatého v uzavřené zkumavce syntetizoval Berthelot kyselinu mravenčí: CO + KOH → H-CO 2 K, poté pod tlakem 7 atm. a při teplotě 170 ° C , hydrolýza draselného mravenčanu H - CO 2 K s kyselinou sírovou ; produkt získaný destilací za sníženého tlaku obsahuje 80 až 85% kyseliny mravenčí.

Použití

Kyselina methanová se používá v následujících průmyslových odvětvích: textilie ( barviva , úprava kůže ), insekticidy , laky , rozpouštědla , činění , galvanické pokovování, fumiganty , potraviny pro člověka ( potravinářská přídatná látka E236). Používá se také k stříbrným zrcadlům ak léčbě bradavic.

Používá se také ve včelařství jako doplňkový prostředek pro kontrolu varroa . Používá se také v odvápňovačích (toaletní gel).

Biologický indikátor

Během otravy methanolem se tento metabolizuje nejprve na methanal působením alkohol dehydrogenázy , nespecifického enzymu, který má lepší afinitu k ethanolu , poté na kyselinu mravenčí působením formaldehyddehydrogenázy . Poslední fáze spočívá v transformaci na oxid uhličitý , fázi omezující eliminaci. Jak se methanal rychle transformuje, dochází k hromadění mravenčanu a je příčinou toxicity ( metabolická acidóza ). Měření mravenčanů v moči může detekovat otravu metanolem.

Výzkum Leibnizova institutu pro katalýzu v Rostocku ukázal, že jej lze použít ke skladování vodíku k pohonu palivového článku .

V přítomnosti platiny je možné rozložit kyselinu mravenčí na vodík a oxid uhličitý .

CH 2 O 2 → H 2 + CO 2

V roce 2006 představil výzkumný tým z EPFL (Švýcarsko) použití kyseliny mravenčí jako roztoku pro skladování vodíku . Homogenní katalytický systém založený na vodném roztoku rutheniových katalyzátorů rozkládá kyselinu mravenčí HCOOH na dihydrogen H 2 a oxid uhličitý CO 2 . Dihydrogen lze tedy vyrábět v širokém rozmezí tlaků (1 - 600 bar ) a při reakci se nevytváří oxid uhelnatý . Tento katalytický systém řeší problémy stávajících katalyzátorů pro rozklad kyseliny mravenčí (nízká stabilita, omezená životnost katalyzátoru, tvorba oxidu uhelnatého) a činí tento způsob skladování vodíku životaschopným. Vedlejší produkt tohoto rozkladu, oxid uhličitý, lze použít ve druhém kroku k opětovnému vytvoření kyseliny mravenčí hydrogenací. Katalytická hydrogenace CO 2 byla dlouho studována a byly vyvinuty účinné metody.

Kyselina mravenčí obsahuje 53 g · l -1 vodíku při pokojové teplotě a tlaku, což je dvojnásobná kapacita vodíku stlačeného při 350 bar . Čistá kyselina mravenčí je hořlavá kapalina s bodem vzplanutí + 69 ° C , který je vyšší než benzín ( -40 ° C ) nebo ethanol (+ 13 ° C ). Zředěný z 85% již není hořlavý. Zředěná kyselina mravenčí je dokonce na seznamu potravinářských přídatných látek Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (FDA).

Obchod

Francie je podle francouzských zvyků čistým dovozcem kyseliny mravenčí. Průměrná cena za dovezenou tunu byla 600 EUR.

Detekce mimo sluneční soustavu

V roce 2018 byla kyselina methanová detekována radioteleskopem ALMA na protoplanetárním disku hvězdy TW Hydrae .

Poznámky a odkazy

FORMICKÁ KYSELINA, bezpečnostní listy Mezinárodního programu pro bezpečnost chemických látek , konzultovány 9. května 2009
(en) „ Kyselina methanová “ , na ChemIDplus , přístup 8. února 2009
(in) David R. Lide, Příručka chemie a fyziky , CRC,16. června 2008, 89 th ed. , 2736 str. ( ISBN 142006679X a 978-1420066791 ) , s. 9-50
(en) Yitzhak Marcus, The Properties of Solvents , sv. 4, Anglie, John Wiley & Sons Ltd,1999, 239 s. ( ISBN 0-471-98369-1 )
vypočtená molekulová hmotnost od „ atomové hmotnosti prvků 2007 “ na www.chem.qmul.ac.uk .
(in) James E. Mark, Fyzikální vlastnosti příručky pro polymery , Springer,2007, 2 nd ed. , 1076 str. ( ISBN 0387690026 , číst online ) , s. 294
(en) Robert H. Perry a Donald W. Green , Perry's Chemical Engineers 'Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 th ed. , 2400 s. ( ISBN 0-07-049841-5 ) , str. 2-50
„ Vlastnosti různých plynů “ na adrese flexwareinc.com (přístup 12. dubna 2010 )
(in) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams , sv. 1, 2 a 3, Huston, Texas, Gulf Pub. Co.,1996( ISBN 0-88415-857-8 , 978-0-88415-858-5 a 978-0-88415-859-2 )
(in) David R. Lide , CRC Handbook of Chemistry and Physics , Boca Raton, CRC Press,18. června 2002, 83 th ed. , 2664 s. ( ISBN 0849304830 , online prezentace ) , s. 5-89
(in) David R. Lide, Příručka chemie a fyziky , CRC,2008, 89 th ed. , 2736 str. ( ISBN 978-1-4200-6679-1 ) , str. 10-205
Bezpečnostní list zveřejněný společností Sigma-Aldrich, konzultován 5. září 2020
„ Kyselina mravenčí “ v databázi chemických produktů Reptox z CSST (Quebecská organizace odpovědná za bezpečnost a ochranu zdraví při práci), přístup k 24. dubnu 2009
„ Kyselina mravenčí “ na adrese hazmap.nlm.nih.gov (přístup k 14. listopadu 2009 )
http://www.myrmecofourmis.fr/Jets-d-acide-formique-par-des-fourmis
" Sledujte, jak jed těchto mravenců fouká bubliny!" » [Video] , na YouTube (přístup 12. září 2020 ) .
Codex Alimentarius, „ Názvy tříd a mezinárodní systém číslování potravinářských přídatných látek “ , na adrese http://www.codexalimentarius.net ,2009(zpřístupněno 19. května 2010 )
Beekeeper68, „ Léčba Varroa kyselinou mravenčí “ , na http://same-apiculture.colinweb.fr/ ,18. prosince 2010(zpřístupněno 17. srpna 2017 )
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/54627.htm
Gábor Laurenczy, Céline Fellay, Paul J. Dyson, výroba vodíku z kyseliny mravenčí. PCT Int. Appl. (2008), 36 s. KÓD: PIXXD2 WO 2008047312 A1 20080424 AN 2008: 502691
Céline Fellay, Paul J. Dyson, Gábor Laurenczy, životaschopný systém skladování vodíku založený na selektivním rozkladu kyseliny mravenčí s katalyzátorem ruthenia, Angew. Chem. Int. Vyd. , 2008 , 47 , 3966–3970.
Ferenc Joó, Průlomy v oblasti skladování vodíku - kyselina mravenčí jako udržitelný materiál pro skladování vodíku, ChemSusChem 2008 , 1 , 805–808.
PG Jessop, Handbook of Homogeneous Hydrogenation (Eds.: JG de Vries, CJ Elsevier), Wiley-VCH, Weinheim, Německo, 2007 , s. 489–511 .
PG Jessop, F. Joó, C.-C. Tai, Nedávné pokroky v homogenní hydrogenaci oxidu uhličitého, Coord. Chem. Rev. , 2004 , 248, 2425–2442.
Americký kodex federálních předpisů: 21 CFR 186.1316, 21 CFR 172.515
„ Ukazatel dovozu / vývozu “ , na Generálním ředitelství cel. Uveďte NC8 = 29151100 (přístup 7. srpna 2015 )
(en) Cécile Favre, Davide Fedele, Dmitrij Semenov, Sergey Parfenov a kol. , „ První Detekce organické kyseliny Simplest v protoplanetární disk “ , The Astrophysical Journal Letters ,16. července 2018( číst online ).