Ácido metanoico

ecuación: ${\ displaystyle \ rho = 1.938 / 0.24225 ^ {(1+ (1-T / 588) ^ {0.24435})}}$
Densidad del líquido en kmol · m -3 y temperatura en Kelvin, de 281,45 a 588 K.
Valores calculados:
1,21365 g · cm -3 a 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	1,10077
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

Temperatura de autoignición

520 ° C

punto de inflamabilidad

69 ° C

Límites explosivos en el aire

14 - 34 % vol

Presión de vapor saturante

42,6 mmHg ( 25 ° C )

ecuación: ${\ Displaystyle P_ {vs} = exp (50.323 + {\ frac {-5378.2} {T}} + (- 4.203) \ times ln (T) + (3.4697E-6) \ times T ^ {2})}$
Presión en pascales y temperatura en Kelvin, de 281,45 a 588 K.
Valores calculados:
5.686,57 Pa a 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	10 825,98
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	1.292.941,99
496.04	222,89	1.540.791,68
506.25	233,1	1.823.896,16
516,47	243,32	2 145 625,55
526,69	253.54	2.509.545,9
536,91	263,76	2919 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

Viscosidad dinámica

1,57 × 10 -3 Pa s a 26 ° C

Punto crítico

306,85 ° C

Triple punto

281,45 K ( 8,3 ° C )
23,6 mbar

Termoquímica

S 0 gas, 1 bar

248,7 J mol −1 K −1

S 0 líquido, 1 bar

131,8 J mol −1 K −1

Δ f H 0 gas

−378,6 kJ mol −1

Δ f H 0 líquido

−425,1 kJ mol −1

C p

45,7 J · mol -1 · K -1 (vapor)
99,0 J · mol -1 · K -1 (líquido)

ecuación: ${\ Displaystyle C_ {P} = (7.8060E4) + (71.540) \ times T}$
Capacidad térmica del líquido en J · kmol -1 · K -1 y temperatura en Kelvin, de 281,45 a 380 K.
Valores calculados:
99,39 J · mol -1 · K -1 a 25 ° C.

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ veces K})$
281,45	8.3	98.200	2,134
288	14,85	98 664	2 144
291	17,85	98 878	2 148
294	20,85	99.093	2 153
297	23,85	99.307	2,158
301	27,85	99.594	2 164
304	30,85	99,808	2,169
307	33,85	100.023	2 173
311	37,85	100.309	2 179
314	40,85	100,524	2 184
317	43,85	100 738	2 189
320	46,85	100 953	2 193
324	50,85	101239	2.200
327	53,85	101,454	2 204
330	56,85	101 668	2.209

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ veces K})$
334	60,85	101 954	2,215
337	63,85	102,169	2.220
340	66,85	102,384	2,224
343	69,85	102,598	2.229
347	73,85	102,884	2 235
350	76,85	103,099	2,240
353	79,85	103,314	2 245
357	83,85	103.600	2 251
360	86,85	103 814	2 256
363	89,85	104,029	2.260
366	92,85	104,244	2,265
370	96,85	104,530	2 271
373	99,85	104,744	2 276
376	102,85	104,959	2,280
380	106,85	105,250	2 287

ecuación: ${\ Displaystyle C_ {P} = (31.745) + (7.4234E-3) \ times T + (1.8791E-4) \ times T ^ {2} + (- 1.9475E-7) \ times T ^ {3} + (5.7613E-11) \ veces T ^ {4}}$
Capacidad calorífica del gas en J · mol -1 · K -1 y temperatura en Kelvin, de 50 a 1500 K.
Valores calculados:
45,956 J · mol -1 · K -1 a 25 ° C.

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ veces K})$
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	49 107	1.067
388	114,85	52,844	1,148
436	162,85	56,643	1 231
485	211,85	60,516	1315
533	259,85	64,246	1.396
581	307,85	67 859	1 474
630	356,85	71,382	1,551
678	404,85	74,635	1,622
726	452,85	77 660	1,687
775	501,85	80,492	1,749

T (K)	T (° C)	C p $(\ tfrac {J} {kmol \ times K})$	C p $(\ tfrac {J} {kg \ veces K})$
823	549,85	83,001	1.803
871	597,85	85 239	1.852
920	646,85	87,246	1.896
968	694,85	88 946	1.933
1.016	742,85	90,400	1.964
1.065	791,85	91 652	1,991
1,113	839,85	92 683	2014
1,161	887,85	93,557	2.033
1 210	936,85	94 333	2.050
1,258	984,85	95,034	2.065
1,306	1.032,85	95 736	2.080
1.355	1.081,85	96 522	2.097
1.403	1.129,85	97.436	2 117
1,451	1.177,85	98.575	2 142
1500	1 226,85	100.062	2,174

PCS

254,6 kJ · mol -1 ( 25 ° C , líquido)

Propiedades electronicas

1 re energía de ionización

11,33 ± 0,01 eV (gas)

Propiedades ópticas

Índice de refracción

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

1.3694

Precauciones

SGH

Peligro H226, H302, H314, H331, H226 : Líquido y vapores inflamables
H302 : Nocivo en caso de ingestión
H314 : Provoca quemaduras graves en la piel y lesiones oculares graves
H331 : Tóxico por inhalación

WHMIS

B3, E, B3 :
Punto de inflamación del líquido combustible = 46,5 ° C copa cerrada (método no informado)
E : Material corrosivo
Transporte de mercancías peligrosas: clase 8

Divulgación al 1,0% según la lista de divulgación de ingredientes

NFPA 704

2 3 0

Transporte

1779

Número ONU :
1779 : ÁCIDO FÓRMICO

Inhalación

Los vapores concentrados son corrosivos

Ingestión

Tóxico, puede provocar reacciones alérgicas. Sospecha de agente mutagénico

Ecotoxicología

DL 50

700 mg · kg -1 (ratón, oral )
145 mg · kg -1 (ratones, iv )
940 mg · kg -1 (ratones, ip )

LogP

-0,54

Umbral de olor

bajo: 1,6 ppm
alto: 340 ppm

Unidades de SI y STP a menos que se indique lo contrario.

El ácido metanoico (también conocido como ácido fórmico ) es el ácido carboxílico más simple . Su fórmula química es C H 2 O 2 o HCOOH. Su base conjugada es el ion metanoato (formiato) con la fórmula HCOO - . Es un ácido débil que se presenta en forma de líquido incoloro con un olor penetrante.

En la naturaleza se encuentra en las glándulas de varios insectos del orden de los himenópteros , como abejas y hormigas , pero también en los pelos que forman las hojas de ciertas plantas de la familia de las urticáceas ( ortigas ). Su nombre fórmico trivial proviene de la palabra latina formica que significa hormiga, porque fue aislada por primera vez por destilación de hormigas.

Historia

Desde el XV ° siglo, algunos alquimistas y naturalistas eran conscientes de que algunas hormigas , especialmente el tipo Formica , produciendo un vapor de ácido . La primera persona que describió el aislamiento de esta sustancia (por destilación de un gran número de cadáveres de hormigas) fue el naturalista inglés John Ray en 1671. Su primera síntesis la hizo el químico francés Gay-Lussac a partir del ácido cianhídrico . En 1855, otro químico francés, Marcellin Berthelot , desarrolló un método de síntesis a partir de monóxido de carbono , similar al que se usa en la actualidad. El ácido fórmico está presente en la composición de la mayoría de venenos de hormigas, que lo rocían o lo aplican directamente para perforar la cutícula de otros artrópodos o repeler posibles depredadores .

Química

Propiedades reductoras

Calentado con ácido sulfúrico , el ácido fórmico se descompone en agua y monóxido de carbono , por lo que tiene propiedades reductoras muy marcadas (reducción de sales de oro , plata , cobre , etc.). Solo bajo la acción del calor, se descompone a alrededor de 160 ° C en hidrógeno y dióxido de carbono , lo que nuevamente resulta en propiedades reductoras.

Ácido débil

Aunque está más ionizado que sus homólogos de ácido carboxílico superior, es un ácido débil , pero a pesar de esto es capaz de desplazar el ácido nítrico de sus sales. Si se agrega ácido fórmico a una mezcla de nitrato de potasio y brucina , la mezcla se vuelve roja instantáneamente. No da ningún anhídrido de ácido y da como haluro de acilo equivalente el fosgeno COCl 2 .

Fabricación

Al calentar potasa y monóxido de carbono en un tubo sellado , Berthelot sintetizó ácido fórmico: CO + KOH → H-CO 2 K, luego, bajo una presión de 7 atm. ya 170 ° C , hidrólisis de formiato de potasio H-CO 2 K con ácido sulfúrico ; el producto obtenido por destilación a presión reducida contiene 80 a 85% de ácido fórmico.

Usos

El ácido metanoico se utiliza en las siguientes industrias: textiles ( tintes , tratamiento del cuero ), insecticidas , lacas , disolventes , curtido , galvanoplastia, fumigantes , alimentación humana ( aditivo alimentario E236). También se usa para platear espejos y para tratar verrugas.

También se utiliza en la apicultura como un medio complementario de control de la varroa . También se utiliza en descalcificadores (gel de baño).

Trazador biológico

Durante la intoxicación por metanol , este último se metaboliza primero en metanal por la acción de la alcohol deshidrogenasa , una enzima no específica que tiene una mejor afinidad con el etanol , y luego en ácido fórmico mediante la acción de la formaldehído deshidrogenasa . La última etapa consiste en la transformación en dióxido de carbono , etapa que limita la eliminación. A medida que el metanal se transforma rápidamente, se crea una acumulación de formato y es la causa de toxicidad ( acidosis metabólica ). La medición de formiatos en la orina puede detectar intoxicación por metanol.

La investigación del Instituto Leibniz de Catálisis en Rostock ha demostrado que se puede utilizar para el almacenamiento de hidrógeno para alimentar una pila de combustible .

En presencia de platino , es posible descomponer el ácido fórmico en hidrógeno y dióxido de carbono .

CH 2 O 2 → H 2 + CO 2

En 2006, un equipo de investigación de EPFL (Suiza) presentó el uso de ácido fórmico como solución de almacenamiento de hidrógeno . Un sistema catalítico homogéneo, basado en una solución acuosa de catalizadores de rutenio, descompone el ácido fórmico HCOOH en dihidrógeno H 2 y dióxido de carbono CO 2 . Por tanto, se puede producir dihidrógeno en un amplio intervalo de presiones (1 - 600 bar ) y la reacción no genera monóxido de carbono . Este sistema catalítico resuelve los problemas de los catalizadores existentes para la descomposición del ácido fórmico (baja estabilidad, vida limitada del catalizador, formación de monóxido de carbono) y hace viable este método de almacenamiento de hidrógeno. El coproducto de esta descomposición, el dióxido de carbono, se puede utilizar en un segundo paso para generar nuevamente ácido fórmico por hidrogenación. La hidrogenación catalítica de CO 2 se ha estudiado en profundidad y se han desarrollado métodos eficientes.

El ácido fórmico contiene 53 g · l -1 de hidrógeno a temperatura y presión ambiente, que es el doble de la capacidad del hidrógeno comprimido a 350 bar . El ácido fórmico puro es un líquido inflamable con un punto de inflamación de + 69 ° C , que es más alto que la gasolina ( −40 ° C ) o el etanol (+ 13 ° C ). Diluido del 85%, ya no es inflamable. El ácido fórmico diluido está incluso en la lista de aditivos alimentarios de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA).

Comercio

Francia es un importador neto de ácido fórmico, según la aduana francesa. El precio medio por tonelada importada fue de 600 €.

Detección fuera del sistema solar

En 2018, el radiotelescopio ALMA detectó ácido metanoico en el disco protoplanetario de la estrella TW Hydrae .

Notas y referencias

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