متانوییک اسید یا اسید فرمیک چیست؟
یکی از اسیدهای ضعیف و پر کاربرد در صنایع گوناگون، اسید فرمیک است. این ماده از گروه کربوکسیلیک اسید هاست و می توان آن را ساده ترین اسید در این گروه دانست. اسید فرمیک مایعی بی رنگ است که بوی تندی دارد و با نام جوهر مورچه هم شناخته می شود. موارد استفاده این ماده در بخش های مختلف از صنعت تا دام پروری و کشاورزی و حتی داروسازی است و این مساله باعث شده تا سالانه میزان زیادی از آن در کل دنیا تولید و مورد استفاده قرار گیرد. در این مطلب شما را با نکات خرید اسید فرمیک، خواص فیزیکی و شیمیایی آن، کاربردها، نحوه تولید، فروش و تهیه آن و در نهایت نکات ایمنی که حین کار کردن با آن باید بدانید، آشنا می کنیم.
در بررسی جزئی تر این پرسش که اسید فرمیک چیست باید گفت که این ماده در دمای محیط و شرایط عادی، اسیدی پایدار است. اما با افزایش دما، به سرعت تجزیه می شود. هم چنین این ماده در برخورد با الکل ها و اکسید کننده ها، باعث ایجاد انفجار های شدید می شود. در برخورد اسید فرمیک با فولاد، آلومینیوم، آهن و سرب خوردگی و زنگ زدگی ایجاد می شود و می توان این اسید را در دسته اسیدهای خورنده فلزات جای داد.
اسید فرمیک با محیط زیست سازگار می باشد و حضور آن باعث وارد شدن آسیب به محیط زیست گیاهی، جانوری و خاک نخواهد شد. به همین دلیل از این ماده در طیف گسترده ای از خوراک دام، افزودنی به مواد غذایی و کشاورزی استفاده می شود. اسید فرمیک ماده ای با PH در حدود 2 تا 3 می باشد و در آب و اغلب حلال ها محلول می باشد.
اسید فرمیک با فرمول شیمیایی HCOOH ساده ترین اسید کربوکسیلیک است. اسید فرمیک خالص مایعی بی رنگ با بوی تند است. این ماده واسطه ای در سنتز شیمیایی است و به نام اسید متانوئیک و جوهر مورچه معروف می باشد زیرا برای اولین بار از تقطیر جسد مورچه به وجود آمد.
از نظر صنعتی این اسید از الکل متانول تولید می شود و به صورت طبیعی در نیش حشراتی مانند زنبور و مورچه وجود دارد. مصرف اصلی اسید فرمیک به عنوان ماده نگهدارنده و ضد باکتری در خوراک دام است. هنگامی که در سیلوهای نگهداری یونجه تازه روی آنها اسپری می شود باعث می شود ارزش غذایی خوراک طولانی تر شود.
در جدول زیر می توانید برخی ویژگی های جوهر مورچه را مشاهده کنید.
نام اسید فرمیک، جوهر مورچه
فرمول شیمیایی HCOOH
حالت فیزیکی مایع، جامد، گاز
رنگ بی رنگ
حلالیت در آب محلول در آب و اغلب حلال ها
PH اسیدی و در حدود 2 تا 3
درصد خلوص 85 درصد
بو بوی تند و زننده اسیدی
طرز تهیه اسید فرمیک چگونه است؟
همان طور که اشاره شد، این اسید برای اولین بار از مورچه به دست آمده است و به همین علت آن را جوهر مورچه می نامند. طرز تهیه اسید فرمیک به شیوه قدیمی آن به استفاده از موجوداتی چون مورچه و هم چنین گیاهانی نظیر گزنه می باشد. اما این شیوه سنتی پاسخ گوی نیاز گسترده ای که به اسید فرمیک وجود دارد، نخواهد بود و باید با استفاده از شیوه ای مدرن، این ماده را به تولید انبوه رساند. طرز تهیه اسید فرمیک که این روزها بیش از سایر روش ها مورد استفاده و بهره برداری قرار می گیرد، در ادامه توضیح داده شده است.
طبق نتایج تحقیقات سایت echemicals.ir؛ طرز تهیه اسید فرمیک به این نحو است که مونو اکسید کربن را با متانول در حضور یک باز قوی نظیر سدیم مونواکسید قرار داده تا واکنش دهند. این واکنش در شرایط دمایی و فشار مخصوص (دمای 80 درجه سانتی گراد و فشار 40 اتمسفر) صورت می گیرد. حاصل این واکنش ماده ای به نام متیل فرمات است. اینک این ماده را با آب واکنش می دهند و به اصطلاح هیدرولیز می کنند و در نهایت این فرآیند به اسید فرمیک دست پیدا خواهند کرد. روابط زیر نشان گر نحوه تولید فرمیک اسید می باشد.
CH3OH + CO → HCOOCH3
HCOOCH3 + H2O → HCOOH + CH3OH
انواع اسید فرمیک:
اگرچه اغلب این ماده را به شکل مایع می شناسند، اما جالب است بدانید که انواع اسید فرمیک دارای شکل های جامد، مایع و گاز می باشد. در کلیه این انواع اسید فرمیک پیوند های هیدروژنی بین مولکول ها وجود دارد که می تواند به صورت نامحدود ادامه پیدا کند. ساختار انواع اسید فرمیک ها به این نحو است که یک گروه کربوکسیلک اسید، با یک هیدروژن پیوند برقرار کرده است و این پیوند از نوع یگانه می باشد.
- اسید فرمیک گازی (دیمر با پیوند هیدروژنی)
- اسید فرمیک جامد (مولکول های نامحدود متصل با پیوند هیدروژنی)
- اسید فرمیک مایع (مولکول های نامحدود متصل با پیوند هیدروژنی)
غلظت اسید فرمیک چند درصد است ؟
اسید فرمیک دارای خلوص 85 درصد می باشد و این غلظت بالاترین درصد خلوص این ماده است.
کاربرد اسید فرمیک در صنعت
- ماده اولیه تولید چسب های عمومی و مواد اتصال دهنده
- ماده افزودنی در رنگ ها، لاک و پلاستیک ها
- در کشاورزی ماده نگهدارنده محصولات زراعی
- در دامپروری و پرورش حیوانات جهت خوراک دام و مواد غذایی حیوانات اهلی و خانگی
- ماده اولیه محصولات تمیز کننده و مراقبت از اتومبیل مانند شامپو ماشین، پولیش، گریس ترمز
- ماده اولیه مصالح در ساختمان سازی از قبیل کاشی، شیشه و کفپوش
- مهارکننده خورندگی و ضد پوسته پوسته شدن فلزات مانند فولاد
- مواد اولیه عوامل آبکاری و مواد تصفیه کننده سطح
- ماده اولیه در تولید محصولات مراقبتی پوشاک و کفش مانند واکس
- در مرغداری برای از بین بردن باکتری سالمونلا به غذای مرغ اضافه می گردد.
- در صنعت نساجی و دباغی به مقدار کمی استفاده می شود.
- این اسید در صنعت در تولید خوشبو کننده ها و مواد لباس شویی و ظرفشویی کاربرد دارد.
اسید فرمیک خوراکی
اگرچه اسید فرمیک یا جوهر مورچه بیش تر کاربردهای صنعتی دارد و ماده ای اولیه برای تولیدات صنعتی به شمار می رود، اما اسید فرمیک خوراکی هم استفاده های مخصوص خود را دارد. این اسید در واقع نوعی نگه دارنده است که به مواد غذایی افزوده می شود و باعث بالا رفتن ماندگاری و دوام آنها خواهد شد.
اسید فرمیک خوراکی در مواد غذایی از رشد میکروارگانیسم ها پیش گیری به عمل می آورد و به این شیوه مانع از فساد آنها خواهد شد. از دیگر موارد استفاده اسید فرمیک خوراکی باید به افزودن آن به خوراک دام اشاره کرد. اسید فرمیک خوراکی می تواند دوام خوراک دام را افزایش داده و از این حیث برای دامداران ماده ای ضروری محسوب می شود. در جدول زیر می توانید برخی کاربردهای اسید فرمیک را مشاهده کنید.
کاربرد اسید فرمیک
- تولید رنگ و لاک
- تولید مصالح ساختمانی
- نوعی نگهدارنده در محصولات زراعی
- استفاده در تولید چسب
- بهره گیری به منظور پیش گیری از زنگ زدگی فلزات
- از بین بردن باکتری ها در مرغداری
- استفاده در تولید شوینده های لباس و ظرف
نکات و احتیاط در مصرف
در قسمت های پیشین، خطراتی که کار با اسید فرمیک می تواند برای شما ایجاد کند، عنوان شد. در این قسمت، نکاتی را عنوان می کنیم که می تواند در هنگام بروز حادثه به کار آید و مانع از تشدید علائم در بیمار و یا خطرات جدی برای وی شود. در حالت کلی باید پس از خرید اسید فسفریک و اسید فرمیک نکات زیر را بدانید:
اگر بیمار اسید فرمیک و یا بخارات آن را تنفس کرده و دچار مشکل شده است، فورا او را به هوای آزاد رسانده و اجازه دهید تا راحت تر تنفس کند. اگر تنفس برای وی دشوار است و یا نمی تواند این کار را انجام دهد، می توانید از تنفس مصنوعی استفاده کنید. بیمار را گرم نگاه دارد و وی را در اولین فرصت به مرکز درمانی انتقال دهید.
در صورتی که اسید فرمیک به پوست شخص برخورد کرده است، در اولین فرصت کلیه لباس های آلوده وی را از تن درآورده و اگر برای او مقدور است، سریعا دوش بگیرد. در غیر این صورت موضع آسیب دیده را با آب و صابون بشویید و به مرکز درمانی مراجعه کنید. تماس چشمی با این اسید نیازمند شست و شوی کامل هر دو پلک با آب جاری و تمیز و برای مدت زمان حداقل 20 دقیقه است. مراجعه به پزشک بهترین اقدامی است که می توان برای کاهش شدت آسیب ها به انجام رساند.
در صورتی که فردی این ماده را بلعیده است، باید سریعا به پزشک مراجعه کند. از خوراندن آب یا هر ماده دیگری به وی خودداری کنید و او را به استفراغ وادار نکنید. بهتر است مصدوم را گرم نگاه داشته و فورا او را به پزشک برسانید. جدول زیر راهنمای مناسبی برای کمک به افرادی است که با اسید فرمیک مسموم شده اند.
مسمومیت با اسید فرمیک راهکارهای درمانی
تنفس انتقال بیمار به هوای آزاد، تنفس مصنوعی در صورت لزوم، انتقال به مراکز درمانی
تماس پوستی شست و شوی کامل موضع آسیب دیده، درآورده لباس های آلوده از تن، مراجعه به پزشک
تماس چشمی شست و شوی کامل هر دو پلک با آب تمیز و روان، مراجعه به پزشک
بلعیدن گرم نگاه داشتن بیمار تا رسیدن به مرکز درمانی
اگر با اسید فرمیک در تماس هستید، توصیه می کنیم از لباس های مخصوص کار در محیط های شیمیایی استفاده کنید. بهره گیری از دستکش، عینک، ماسک، لباس مخصوص ضد اسید و چکمه از الزاماتی است که کاربر اسید فرمیک باید به آن مجهز باشد.
خطرات اسید فرمیک
تماس استنشاقی : اسید فرمیک ماده ای خورنده است که در صورت استنشاق بخارات سمی این ماده آسیب شدیدی در سیستم تنفسی ایجاد می شود. این ماده در مواردی مرگبار است.
تماس پوستی : در صورت تماس این ماده باعث قرمزی، التهاب و سوختگی شدید می شود.
تماس با چشم ها : بخارات این ماده بسیار سمی است و باعث سوختگی شدید و صدمه به قرنیه و در نهایت کوری می شود.
تماس گوارشی : این ماده به شدت مخرب است و باعث ایجاد سوختگی و جراحت دستگاه گوارش می گردد.
آیا اسید فرمیک یک اسید قوی است؟
اسید قوی در آب محلول بوده ولی اسید ضعیف تا حدی در محلول آبی جدا می شود. این اسید ضعیف (متانوییک اسید) در نیش زنبورها و مورچه ها وجود دارد. در مورچه ها، اسید از طریق ماده میانی از سرین گرفته شده و باز مزدوج اسید فرمیک، فرمات، نیز به طور گسترده در طبیعت وجود دارد.
کاربردهای دیگر اسید فرمیک
در زیر برخی از کاربردهای فورمیک اسید را بررسی خواهیم کرد:
- در پردازش پارچه و صنعت نساجی
- به عنوان نگه دارنده در غذای دام
- صنعت دباغی و چرم
- در صنعت لاستیک سازی برای تولید مواد اولیه لاستیک خام به عنوان منعقد کننده
- صنعت خوشبوکننده‌ها
- استفاده از اسپری اسید فرمیک در زنبورداری، به منظور از بین بردن کنه ها: اسید فرمیک کنه واروا را از بین می برد. از این رو اسید فرمیک برای کنه کشی به کار می رود.
- ساخت عطرهای مصنوعی با استر
- به عنوان ماده موثر برای از بین بردن سنگ آهک
- به عنوان نگهدارنده ضد باکتریایی و سموم دفع آفات
- به عنوان افزودنی در صنایع غذایی و سیلو
- به عنوان ضد خودرگی در صنعت نفت و گاز
- به عنوان حلال در تولید اسانس ها وعطرها
- برای دفع و از بین رفتن زگیل در بدن انسان
- در صنایع آبکاری مانند حمام های آبکاری نیکل
- بازسازی لاستیک قدیمی
- پنهان سازی و مخفی کردن لوله کشی
- برای ساخت نمک های فلزی از جمله فرمت های نیکل، کادمیوم و پتاسیم
- ساخت لاک
- ساخت شیشه
- پلاستیک کننده های رزین وینیل
- در سنتز شیرین کننده مصنوعی، آسپارتام
- در مرغداری به منظور از بین بردن باکتری سالمونلا (باکتری غذایی طیور) به غذای مرغ ها اضافه می گردد.
- مناسب جهت استفاده در فاز متحرک در کروماتوگرافی مایع با عملکرد بالا HPLC
- مورد مصرف در پاک کنندهای خانگی و هم پاک کنندهای صنعتی
- فرایند سولفورزدایی از گاز دودکش
- استفاده از فورمیک اسید برای از بین بردن موهای زائد
- در پیل های سوختی مایع
- تولید مونوکسید کربن
- مناسب جهت تولید ایزوبوتانول از CO2 به کمک میکروب ها
- جلوگیری از تشکیل بوتیریک اسید
- تقویت سرعت تخمیر لاکتیک اسید
- صنایع رنگرزی
- در لحیم کاری
- به عنوان اصلاح کننده pH فرار در HPLC و الکتروفورز مویرگی
- استفاده از اسید فورمیک در سنتز دارویی مانند انسولین و کافئین
- منبع یون هیدرید و گروه فرمیل
- استفاده از اسید فورمیک به منظور یخ زدایی از فرودگاه ها و جاده ها در زمستان
کاربرد ویژه فرمیک اسید در دامداری: همچنین فورمیک اسید در غذای دام تحت عنوان یک آنتی باکتریال جهت جلوگیری از فاسد شدن و پوسیدگی (با پاشیدن مقداری روی علفی که به تازگی خشک شده) نیز استفاده می شود، این کار باعث حفظ شدن مواد غذایی تا حد بالایی می گردد.
همچنین لازم به ذکر است در اروپا از اسید فرمیک در سیلو های حاوی محصولاتی نظیر یونجه تازه به جهت افزایش تخمیر اسید لاکتیک و مانع شدن از تشکیل اسید بوتیریک، استفاده می شود. عملکرد فرمیک اسید استفاده شده به این گونه است که به عملیات تخمیر سرعت بخشیده و در دمای کمتری اتفاق افتاده و در نهایت ارزش غذایی حفظ می گردد.
کاربرد ویژه فرمیک اسید در مرغداری: با افزودن این ماده به غذای مرغ، می توان باکتری سالمونلا و اشریشیا کلای را از بین برد.
کاربرد ویژه اسپری اسید فرمیک در زنبورداری: اسپری اسید فرمیک برای کنه کشی به کار می رود. دلیل این امر اینست که اسید فرمیک کنه واروا را می کشد.