Myresyre

Strukturell formel
Generell
Etternavn	Myresyre
andre navn	Metansyre ( IUPAC ) Formylsyre Formalsyre Hydrokarboksylsyre FORMISYRE ( INCI )
Molekylær formel	CH 2 O 2
Kort beskrivelse	fargeløs, skarp luktende væske
Eksterne identifikatorer / databaser
CAS-nummer 64-18-6 EF-nummer 200-579-1 ECHA InfoCard 100 000 527 PubChem 284 ChemSpider 278 DrugBank DB01942 Wikidata Q161233
eiendommer
Molarmasse	46,03 g mol −1
Fysisk tilstand	væske
tetthet	1,22 g cm −3 (20 ° C)
Smeltepunkt	8 ° C
kokepunkt	101 ° C (spaltning)
Damptrykk	44,6 t Pa (20 ° C) 72,5 hPa (30 ° C) 114 hPa (40 ° C) 174 hPa (50 ° C)
p K S- verdi	3.77
løselighet	blandbar med vann, etanol , glyserin og dietyleter
Brytningsindeks	1,3714 (20 ° C)
sikkerhetsinstruksjoner
GHS-faremerking fra  forordning (EF) nr. 1272/2008 (CLP) , utvidet om nødvendig fare H- og P-setninger H: 226-302-314-331 EUH: 071 P: 210-280-303 + 361 + 353-304 + 340 + 310-305 + 351 + 338-403 + 233
MAK	DFG : 5 ml m -3 eller 9,5 mg m -3 Sveits: 5 ml m −3 eller 9,5 mg m −3
Termodynamiske egenskaper
ΔH f 0	−425,0 kJ / mol
Så langt som mulig og vanlig, brukes SI-enheter . Med mindre annet er oppgitt, gjelder opplysningene standardbetingelser . Brytningsindeks: Na-D-linje , 20 ° C

Myresyre (i henhold til nomenklaturen til IUPAC myresyre lat. Acidum formicum of formica , ant ') er en fargeløs, etsende og vannløselig væske, som brukes i naturen i mange levende vesener for forsvarsformål. Med den semi-strukturelle formelen HCOOH er den den enkleste karboksylsyren og den korteste kjedede alkansyren ; karboksygruppen  (–COOH) bestemmer dens egenskaper spesielt sterkt. Karbonatomet har en oksidasjonstilstand på +2. Det kan derfor fungere som en hydridoverføring som er analog med karbonylforbindelsene , derav dens reduserende effekt. Saltene av maursyre kalles formater (systematisk også metanoater ) og har den semistrukturelle formelen (HCOO) _n M, hvor n tilsvarer metallionens valens. Eksempler på formiater er natriumformiat , HCOONa, og aluminium formiat , (HCOO) ₃ Al. De estere av maursyre er kalt formiater.

historie

På begynnelsen av 1400-tallet observerte noen alkymister og naturforskere at visse maur (arter som tilhører gruppen skalmyrer ) skiller ut en sur væske.

Maur av rødt tre ( Formica rufa )

John Ray var den første som isolerte maursyre i 1671.

Den engelske naturforskeren John Ray var den første som isolerte maursyre i 1671 ved å destillere et stort antall maur . Den legen Christoph Girtanner skrev følgende tekst om utvinning av maursyre i 1792:

Den franske kjemikeren Joseph Louis Gay-Lussac var den første som syntetiserte maursyre fra hydrogencyanid . I 1855 oppfant en annen fransk kjemiker, Marcellin Berthelot , syntesen fra karbonmonoksid , som fortsatt brukes i dag. I lang tid hadde maursyre liten teknisk betydning. På slutten av 1960-tallet ble betydelige mengder maursyre produsert som et biprodukt i syntesen av eddiksyre . Først senere ble maursyre brukt i større skala. Det ble ikke lenger bare oppnådd som et biprodukt, men spesielt produsert syntetisk.

Hendelse

Det er en væske som inneholder maursyre i nesens stikkende hår

Myresyre er utbredt i naturen. Den brukes av mange plante- og dyrearter, spesielt av stemmer , som en komponent i giftblandinger for forsvars- og angrepsformål.

Myresyre er en naturlig komponent av honning ; Avhengig av sorten inneholder 1 kg honning 50 til over 1000 milligram. Myresyre er også en komponent i tobakkrøyk .

De larvene av den store steinbit ( stor gaffelstjert ) - a arter av sommerfugl  - samt noen arter av maur (medlemmer av subfamilien formicinae ) sprøyte en væske inneholdende maursyre som et forsvar. Noen arter av malte biller , skorpioner og bier bruker sekreter som inneholder maursyre til både forsvars- og angrepsformål. I noen arter av maneter er maursyre en komponent av giften i neslekapslene.

Det er en nesle gift i den stikkende hårene på de brennesle , som inneholder, blant annet, maursyre og natriumformiat.

I menneskekroppen dannes maursyre i tillegg til formaldehyd i metabolismen av metanol . Myresyre er lett biologisk nedbrytbart.

Spor av maursyre i rommet ble oppdaget spektroskopisk. I skallet ( koma ) av kometen Hale-Bopp i 2000 av D. Bockelée-Morvan og andre, i tillegg til andre organiske forbindelser som hydrocyansyre, acetonitril, metanol eller metylformiat, 0,09% maursyre (basert på vann = 100%) funnet. Det er to teorier for dannelsen av disse forbindelsene: enten var forbindelsene opprinnelig lokalisert i kometkjernen og strømmer ut derfra, eller de oppstår fra gassfasereaksjoner i koma. Ifølge simuleringer skyldes imidlertid førstnevnte sannsynligvis distribusjonene.

Utvinning, produksjon

Marcellin Berthelot oppdaget syntesen av maursyre fra karbonmonoksid i 1855

Den historiske isoleringen av maursyre fra døde maur utføres ikke lenger i dag. I kjemisk industri produseres maursyre vanligvis ved hjelp av prosessen oppfunnet av Marcellin Berthelot i 1855. Syntesen er delt inn i to prosess trinn:

${\ displaystyle \ mathrm {NaOH + CO \ longrightarrow HCOONa}}$

Natriumhydroksid reagerer med karbonmonoksid ved rundt 6–8 bar og 130 ° C for å danne natriumformiat .

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ HCOONa + H_ {2} SO_ {4} \ longrightarrow 2 \ HCOOH + Na_ {2} SO_ {4}}}$

Natriumformiat reageres med svovelsyre for å danne maursyre og natriumsulfat .

Myresyre produseres også av metanol ved hjelp av blant annet karbonmonoksid . Også her gjennomføres to prosedyretrinn. Metylformiat produseres som et mellomprodukt. Til slutt gjenvinnes metanol, som kan brukes igjen som utgangspunkt for denne syntesen :

${\ displaystyle \ mathrm {CH_ {3} OH + CO \ longrightarrow HCOOCH_ {3}}}$

Metanol reagerer ved 80 ° C og 40 bar med karbonmonoksid for å danne metylformiat .

${\ displaystyle \ mathrm {HCOOCH_ {3} + H_ {2} O \ longrightarrow HCOOH + CH_ {3} OH}}$

Myresyremetylester reagerer med vann og danner maursyre og metanol.

Fordi hydrolysen av metylformiat ville forbruke mye vann, bruker noen maursyreprodusenter en indirekte prosess med ammoniakk , som igjen krever to prosess trinn. Imidlertid har denne indirekte prosessen problemer fordi biproduktet ammoniumsulfat delvis frigjøres:

${\ displaystyle \ mathrm {HCOOCH_ {3} + NH_ {3} \ longrightarrow HCONH_ {2} + CH_ {3} OH}}$

Myresyremetylester reagerer med ammoniakk og danner formamid og metanol.

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ HCONH_ {2} +2 \ H_ {2} O + H_ {2} SO_ {4} \ longrightarrow 2 \ HCOOH + (NH_ {4}) _ {2} SO_ {4}} }$

Formamid reagerer med svovelsyre og danner maursyre og ammoniumsulfat .

• Hydrolyse av kloroform (triklorid av ortoformic syre) med KOH

På grunn av dette problemet har produsentene utviklet en ny metode for direkte hydrolyse der maursyre kan skilles fra store mengder vann på en energieffektiv måte ( væskeekstraksjon ).

Myresyre forekommer som et biprodukt i produksjonen av eddiksyre fra lett bensin eller n- butan og kan også produseres ved hjelp av hydrocyansyre. Det er en annen metode for produksjon fra metanol. Her omdannes metanol til formaldehyd og maursyre. Disse tre prosessene har imidlertid liten teknisk betydning.

Biosyntetisk frigjøres maursyre fra glysin eller serin og tetrahydrofolsyre via formyltetrahydrofolsyre i giftkjertlene til maur.

eiendommer

Fysiske egenskaper

Dimmer dannelse i maursyre på grunn av hydrogenbindinger vist i grønt med stiplede linjer.

Myresyre er en relativt ustabil, fargeløs, klar og svært flyktig væske. Ved 8 ° C stivner den til et fargeløst fast stoff; det koker ved 100,7 ° C. Smelte- og kokepunktene er betydelig høyere enn for organiske forbindelser med lignende molare masser ( f.eks. Propan ), siden hydrogenbindinger mellom de enkelte molekylene også må brytes under smelting og koking . Noen av disse vedvarer i gassform, og derfor avviker maursyre betydelig fra oppførselen til en ideell gass . Det danner en azeotrop med vann .

Myresyre har en tetthet på 1,22 g · cm ⁻³ ved 20 ° C. 12,7 kJ / mol kreves for å smelte maursyre og 22,7 kJ / mol for å fordampe. Den trippelpunktet er 8,3 ° C og 0,0236 bar.

Myresyre har en sterk og skarp lukt. Den luktterskelen er 1 ml / m ³ . Myresyre kan blandes i ethvert forhold med vann, etanol og glykol . Det er også løselig i de fleste andre polare organiske stoffer, men bare i små mengder i hydrokarboner .

Den syrekonstant (p K _s -verdi) er 3,77. Det er den sterkeste usubstituerte monokarboksylsyren . Til sammenligning: saltsyre har en p K _s -verdi på -7, svovelsyre -3.

Påvisning av maursyredamper (for eksempel for å bestemme konsentrasjon på arbeidsplassen ) kan gjøres ved hjelp av gassdeteksjonsinnretninger . Ellers påvises maursyren via dens reduserende effekt, vanligvis av det faktum at den kan redusere en ammoniak sølvnitratløsning til sølv .

Termodynamiske egenskaper

Den dannelsesentalpi Δ _f H ⁰ _væske er -424,72 kJ mol ^-1 , Δ _f H ⁰ _gass er -378,6 kJ mol ^-1 .

Den standard entropien S ⁰ _væske er 128,95 J mol ^-1 K ^-1 , S- ^0- _gass 248,7 J mol ^-1 K ^-1 .

Den varmekapasiteten til væsken er gitt som 99,04 J mol ^-1 K ^-1 (25 ° C), den av gassen som 45,7 J mol ^-1 K ^-1 (25 ° C).

I følge Antoine, oppstår damptrykkfunksjonen fra logg ₁₀ (P) = A− (B / (T + C)) (P i bar, T i K) med A = 2.00121, B = 515.000 K og C = −139.408 K. i temperaturområdet fra 273,6 K til 307,3 K.

Kjemiske egenskaper

Kobber (II) formiathydrat

I nærvær av oksygen brenner maursyre til karbondioksid og vann. Maursyre er et sterkt reduksjonsmiddel , fordi det er også et aldehyd (hydroksy formaldehyd ).

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ HCOOH + O_ {2} \ longrightarrow 2 \ CO_ {2} +2 \ H_ {2} O}}$

Myresyre brenner seg med oksygen for å danne karbondioksid og vann.

${\ displaystyle \ mathrm {HCOOH \ longrightarrow CO + H_ {2} O}}$

Myresyre brytes ned i nærvær av kons. Svovelsyre til vann og karbonmonoksid .

${\ displaystyle \ mathrm {HCOOH \ longrightarrow CO_ {2} + H_ {2}}}$

Ved høyere temperaturer og i nærvær av en katalysator ( platina , palladium ) brytes den ned i karbondioksid og hydrogen .

Myresyre reagerer med metaller for å danne metallformater og hydrogen:

${\ displaystyle \ mathrm {2 \ Na + 2 \ HCOOH \ longrightarrow 2 \ HCOONa + H_ {2}}}$

Natrium reagerer med maursyre og danner natriumformiat med dannelsen av hydrogen .

${\ displaystyle \ mathrm {HCOOH + 3 \ OH ^ {-} + 2 \ Ag ^ {+} \ longrightarrow HCO_ {3} ^ {-} + 2 \ Ag + 2 \ H_ {2} O}}$

Myresyre reduserer sølvioner i det alkaliske.

Myresyre reagerer med alkoholer i nærvær av en katalysator (vanligvis svovelsyre) for å danne vann og alkylformater.

${\ displaystyle \ mathrm {HCOOH + CH_ {3} OH \ longrightarrow H_ {2} O + HCOOCH_ {3}}}$

Myresyre reagerer med metanol og danner vann og metylformiat.

Sikkerhetsrelaterte parametere

Myresyre regnes som en brennbar væske. Brannfarlige damp-luft-blandinger kan dannes over flammepunktet . Forbindelsen har et flammepunkt på 45 ° C. Den eksplosjonsområdet er mellom 10  % etter volum (190 g / m ³ ) som den nedre eksplosjonsgrense (LEL) og 45,5 volum% (865 g / m ³ ) som den øvre eksplosjonsgrense (UEL). Med en standard gapbredde på 1,76 mm tildeles den eksplosjonsgruppen IIA. Den antennelsestemperaturen er 520 ° C. Stoffet faller derfor i temperaturklasse T1. Den elektriske ledningsevnen er lav ved 6,08 · 10 ⁻³ S · m ⁻¹ .

bruk

Til 1998, ble maursyre anvendt som et konserveringsmiddel i fisk, frukt og vegetabilske produkter under E nummer E236 , men har siden da - i motsetning til Sveits - ikke lenger er blitt godkjent som et mat tilsetningsstoff i EU . De beslektede stoffene natrium og kalsiumformiat er heller ikke lenger tillatt som tilsetningsstoffer (E237 og E238). I medisin brukes det som et antiinflammatorisk legemiddel, så vel som til behandling av vulgære vorter . En vorte klar til bruk som inneholder maursyre. I tekstil- og lærindustrien brukes de til beising og impregnering. Noen ganger brukes det også som desinfeksjonsmiddel (også i sure rengjøringsmidler). I henhold til EUs importbestemmelser er det z. B. brukt til visse varer fra andre EU-land for å forhindre spredning av dyresykdommer . Det dreper også bakterier godt. I den kjemiske industrien brukes det til å nøytralisere alkaliske reaksjonsblandinger. I elektronikkproduksjon brukes maursyre som et reduksjonsmiddel i loddeprosessen . Det brukes industrielt til avkalking av kjølevannssystemer, siden det resulterende avløpsvannet bare inneholder det ufarlige kalsiumformiatet med en lav COD- verdi.

Birøktere bruker dem vanligvis i en konsentrasjon på 60%, i strengt angitte unntakstilfeller opp til maksimalt 85% konsentrasjon i en vandig løsning for å behandle biene mot Varroa-midd . I genetikk kan maursyre brukes i forbindelse med enzymet AP endonuklease for å danne tilfeldige insersjonsmutanter , den såkalte in vitro mutagenesen. I plastindustrien brukes den til å lime polyamidplast .

Konsentrert maursyre brukes til å rense rå edelstener fordi den angriper kalkstein og andre urenheter sterkt, og utsetter edelstenen uten å skade den. Denne rengjøringsprosessen skal bare brukes med syrebestandige edelstener.

Eksperimentelt lyktes forskere ved Leibniz Institute for Catalysis i å katalytisk frigjøre hydrogen fra maursyre selv ved romtemperatur. Dette hydrogenet kunne f.eks. B. omgjort til elektrisitet i brenselceller . Denne muligheten bør brukes til mindre lagring av energi. Den direkte dannelsesreaksjonen av maursyre fra hydrogen og karbondioksid er termodynamisk svært begrenset, og effektiviteten til de tilsvarende prosessene er derfor ganske lav.

Helsefarer

Myresyre kan brytes ned av kroppen. Direkte kontakt med maursyre eller konsentrert damp er irriterende for luftveiene og øynene. Ved konsentrasjoner over ti prosent fører hudkontakt til alvorlige forbrenninger og blemmer. Ved langvarig eksponering kan det forårsake hudallergi, i ekstremt høye doser, i tillegg til kjemiske forbrenninger og nekrose i slimhinnen i munn og hals, spiserøret og mage-tarmkanalen, acidose , bevisstløshet, blodtrykksfall, skade på blod, lever og nyrer samt lungebetennelse og hjerteskade.

Nedbrytningen av maursyre kan produsere pustetoksinet karbonmonoksid . Syren må oppbevares på et godt ventilert, kjølig sted. Beholdere der maursyre er lagret må også lukkes med en trykkutjevningsskrueforbindelse, siden gassene som dannes under spaltning kan generere overtrykk.

Individuelle bevis

1. ↑ oppføring til FORMIC ACID i CosIng-databasen til EU-kommisjonen, åpnet 25. februar 2020
2. ↑ ^{a b c d e f g h i j k l m n o} Oppføring av maursyre i GESTIS stoffdatabase til IFA , åpnet 23. juli 2016. (JavaScript kreves)
3. ↑ chem.wisc.edu: pKa Data , utarbeidet av R. Williams (PDF; 78 kB).
4. ↑ Oppføring av maursyre. I: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, åpnet 24. mai 2014.
5. ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. utgave. (Internett-versjon: 2010), CRC Press / Taylor og Francis, Boca Raton, FL, Physical Constants of Organic Compounds, s. 3-262.
6. ↑ Oppføring av maursyre i klassifiserings- og merkelisten til European Chemicals Agency (ECHA), tilgjengelig 1. februar 2016. Produsenter eller distributører kan utvide den harmoniserte klassifiseringen og merkingen .
7. ↑ Swiss Accident Insurance Fund (Suva): Grenseverdier - nåværende MAK- og BAT-verdier (søk etter 64-18-6 eller maursyre ), tilgjengelig 14. september 2019.
8. ↑ David R. Lide (red.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. utgave. (Internett-versjon: 2010), CRC Press / Taylor og Francis, Boca Raton, FL, Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances, s. 5-20.
9. ↑ Christoph Girtanner: Begynnelsen av antiinflammatorisk kjemi. 1. utgave, 1792, s. 389 ( begrenset forhåndsvisning i Google-boksøk).
10. ↑ Biavlforening Tempelhof: Alternativ Varroa Control ( Memento fra 3. januar 2015 i Internet Archive ).
11. ↑ D. Bockelée-Morvan et al.: Nye molekyler funnet i komet C / 1995 O1 (Hale-Bopp): Undersøk sammenhengen mellom kometer og interstellært materiale. I: Astronomy and Astrophysics , 2000, 353, s. 1101-1114, bibcode : 2000A & A ... 353.1101B .
12. ↑ SD Rodgers, SD Charnley: Organisk syntese i koma av kometen Hale-Bopp? I: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society , 2000, 320, 4, s. L61 - L64, bibcode : 2001MNRAS.320L..61R .
13. ^ Arnold Willmes: Taschenbuch Chemical Substances , Harri Deutsch, Frankfurt (M.), 2007, ISBN 978-3-8171-1787-1 .
14. ↑ Abraham Hefetz, Murray S. Blum: Biosyntese av maursyre ved giften kjertlene i formicinae maur . I: Biochimica et Biophysica Acta - Generelle emner . teip 543 , nr. 4 , 1978, s. 484-496 , doi : 10.1016 / 0304-4165 (78) 90303-3 . 
15. ↑ ^{a b c d} Oppføring av maursyre . I: P. J. Linstrom, W. G. Mallard (red.): NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database Number 69 . National Institute of Standards and Technology , Gaithersburg MD, åpnet 20. juli 2012.
16. ↑ Teknisk regel for farlige stoffer TRGS 727, BG RCI-brosjyre T033 Unngåelse av antennelsesfare på grunn av elektrostatiske ladninger , status august 2016, Jedermann-Verlag Heidelberg, ISBN 978-3-86825-103-6 .
17. ↑ Gita Faghihi, Anahita Vali, Mohammadreza radan, Golamreza Eslamieh Shadi Tajammoli: En dobbelt-blind, randomisert studie av lokal maursyre punktering teknikk ved behandling av vanlige vorter . I: Skinmed . teip 8 , nei. 2 , 2016, ISSN  1540-9740 , s. 70-71 , PMID 20527136 ( skinmedjournal.com [PDF]). En dobbeltblind, randomisert studie av lokal maursyre-punkteringsteknikk ved behandling av vanlige vorter ( Memento fra 12. november 2015 i Internet Archive ) 
18. ↑ RM Bhat, K. Vidya, G. Kamath: Topisk maursyre punktering teknikk for behandling av vanlige vorter . I: International Journal of Dermatology . teip 40 , nei. 6 , 2001, s. 415-419 , PMID 11589750 . 
19. ↑ FAZ.net: Utenlandsk distribusjonsmateriale fra Afghanistan lander i Emden 10. august 2013.
20. ↑ Biavl / biehelse / varroose / informasjonsmateriell. Service Center Rural Rhine Palatinate, åpnet 24. oktober 2018 . 
21. ^ Elektrisitet fra maursyre. Rapportert til heise.de 7. mai 2008.
22. ↑ Roland Knauer: Myresyre som midlertidig lagringsanlegg for hydrogen. Leibniz Institute for Catalysis utvikler et lagringssystem for ren energi . I: Leibniz . Utgave 3/2010, s. 18-19, Leibniz Association, Bonn 2010.
23. ↑ Jan Oliver Löfken: Myresyre som lagring av hydrogen. En ny jernkatalysator frigjør høyenergigassen selv under milde forhold . Rapporter på weltderphysik.de fra 23. september 2011.
24. ↑ Séverine Moret, Paul J. Dyson & Gábor Laurenczy: Direkte syntese av maursyre fra karbondioksid ved hydrogenering i sure medier , Nature Communications 5, Artikkelnummer: 4017, doi: 10.1038 / ncomms5017 .
25. Ma Irma Schmidt, Karsten Müller, Wolfgang Arlt : Evaluation of Formic-Acid-Based Hydrogen Storage Technologies , Energy & Fuels , 2014, 58, 540-6544, doi: 10.1021 / ef501802r .

litteratur

• Myresyre, formiat, diglykol bis-kloroformiat. VCH, Weinheim 1992, ISBN 3-527-28529-6 .
• Utvalgte CHO-radikaler. Myresyre. Eddiksyre. Oksalsyre (Gmelin Handbook of Inorganic and Organometallic Chemistry - 8. utgave ELEM C TL C LFG 4). Springer, Berlin 1975, ISBN 3-540-93283-6 .
• Gundula Jänsch-Kaiser og Dieter Behrens: Myresyre og jordalkaliske hydroksider. DECHEMA Society for Chemical Technology and Biotechnology e. V., ISBN 3-926959-00-2 .

weblenker

Wiktionary: Myresyre  - forklaringer på betydninger, ordets opprinnelse, synonymer, oversettelser