اسید فرمیک یا متانوئیک اسید یک مایع بی رنگ، تند و خورنده است که کاربردهای بسیار زیادی در صنایع مختلف دارد. این اسید به دلیل تشکیل پیوند هیدروژنی با آب یا مولکول های اتانول، به هر نسبتی با آب و اتانول ترکیب می شود. این اسید قوی تر از هر اسید مونوکربوکسیلیک دیگری مانند اسید استیک است و به طور طبیعی در سم زنبورها و مورچه ها وجود دارد.
این اسید عمدتا برای نگهداری و عامل ضد باکتریایی در خوراک دام استفاده می شود. در صنعت، تهیه اسید فرمیک با حرارت دادن هیدروکسید سدیم با مونوکسید کربن در دمای 210 درجه سانتی گراد و فشار 6 تا 10 اتمسفر انجام می شود. اسید فرمیک در غلظت های بالا خطرناک است، اما در غلظت های پایین بسیار مفید است. از این ماده به عنوان نگهدارنده مواد غذایی، برای از بین بردن آفات، دباغی و تولید چرم، تهیه خوراک دام و کمک به انجام انواع فرآیندهای صنعتی استفاده می شود.
روش تهیه اسید فرمیک
مهمترین روش آزمایشگاهی تهیه اسید فرمیک، حرارت دادن گلیسرول با اسید اگزالیک در دمای 100 تا 110 درجه سانتی گراد است. محصول تولید شده از این واکنش، گلیسرول مونو کسالات است که در ادامه واکنش تجزیه می شود و گلیسرول مونوفرمات و دی اکسید کربن را تشکیل می دهد. هنگامی که تولید دی اکسید کربن متوقف شد، اسید اگزالیک بیشتری برای تولید این اسید اضافه می شود. در نهایت پس از انجام فرآیند تقطیر، اسید فرمیک به دست می آید.
خواص شیمیایی و فیزیکی اسید فرمیک
اسید فرمیک از دیگر اعضای خانواده ترکیبات شیمیایی مونو کربوکسیلیک اسید است که به دلیل خواص کاهنده قوی که دارد بسیار متفاوت است. این ماده، نیترات نقره آمونیاکی و نمک بسیاری از فلزات سنگین را کاهش می دهد. به دلیل تشکیل پیوند هیدروژنی بین مولکولی، وزن مولکولی اسید فرمیک بسیار کمتر از چیزی است که از انتظار می رود. مولکول های این ماده به صورت دایمر در فاز بخار و محلول آبی وجود دارند. سایر خواص آن عبارتند از:
• جرم مولی 46.025 گرم بر مول
• چگالی 1.220 گرم در میلی لیتر
• نقطه ذوب 8.4 درجه سانتی گراد
• نقطه جوش 100.8 درجه سانتی گراد
• اسیدیته (pka) 3.745
موارد استفاده از اسید فرمیک
این اسید یکی از پرکاربردترین مواد موجود در جهان است. شما به راحتی می توانید این ماده را در بسیاری از محصولات مصرفی خود یافت کنید. برخی از مهمترین کاربردهای اسید فرمیک عبارتند از:
تهیه خوراک دام
اسید فرمیک به دلیل داشتن خواص بسیار زیاد از جمله خواص آنتی باکتریالی در خوراک دام بسیار استفاده می شود. استفاده از این ماده بر روی علوفه خشک شده، از پوسیدگی آن جلوگیری می کند و مواد مغذی آن را تا حد زیادی حفظ می کند. از این اسید در مجتمع های بزرگ دامداری نیز برای جلوگیری از فساد غذای زمستانه دام استفاده می شود. همچنین برای از بین بردن باکتری سالمونلا در مرغداری ها به خوراک مرغ اضافه می شود.
استفاده به عنوان آفت کش
امروزه زنبورداران از این ماده شیمیایی پرکاربرد برای کنترل و از بین بردن کنه های کندوی عسل به ویژه کنه واروآ استفاده می کنند. قیمت مناسب و توانایی بالای آن در از بین بردن این نوع کنه و سایر کنه های کندو از جمله دلایل محبوبیت این ماده در بین زنبورداران است. این اسید به داخل عسل نفوذ نمی کند و در محصول به دست آمده اثری از خود باقی نمی گذارد.
تولید سلول های سوخت مایع
تجزیه این اسید با حرارت یا واکنش با اسید سولفوریک باعث تولید مونوکسید کربن و آب می شود. اما در صورت استفاده از کاتالیزور مناسب، این ماده به هیدروژن تبدیل می شود. از آنجایی که مقدار هیدروژن تولید شده در این واکنش زیاد است، می توان از آن به عنوان منبع مناسب هیدروژن برای سوخت های هیدروژنی استفاده کرد. استفاده از این سوخت های مایع به دلیل ماهیت تجدید پذیر در وسایل نقلیه و سایر کاربردهای صنعتی در حال گسترش هستند.
دباغی و تولید چرم
اسید فرمیک در صنعت دباغی برای ضدعفونی و خنثی کردن آهک هنگام حذف موهای پوست خام استفاده می شود. همچنین در رنگرزی چرم نیز بسیار کاربرد دارد.
اقدامات ایمنی هنگام کار با اسید فرمیک
اسید فرمیک سمیت کمی دارد؛ بنابراین در محصولات غذایی استفاده می شود، اما در فرم غلیظ برای پوست بسیار تحریک کننده است. قرار گرفتن در معرض اسید فرمیک غلیظ برای مدت طولانی ممکن است عوارض جانبی برای سلامتی به همراه داشته باشد. تحقیقات انجام شده نشان داده است که باعث کوری و جهش در ژنتیک می شود. همچنین احتمال دارد که باعث ایجاد حساسیت پوستی مزمن نیز شود.
