Құмырсқа қышқылының табиғатта, өндірісте қолданылуы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Құмырсқа қышқылының табиғатта, ғым мен өндірісте қолданылуы

Құмырсқа қышқылы , жүйелі түрде аталды метан қышқылы , ең қарапайым карбон қышқылы, және бар химиялық формула HCOOH. Бұл маңызды аралық құрал химиялық синтез және табиғи түрде, әсіресе кейбіреулерінде кездеседі құмырсқалар. «Формикалық» сөзі Латын құмырсқа сөзі, формикаоның ерте оқшаулануына сілтеме жасай отырып айдау құмырсқа денелерінің Эстер, тұздар, және анион құмырсқа қышқылынан алынған деп аталады қалыптастырады. Өнеркәсіпте құмырсқа қышқылы өндіріледі метанол.

Қасиеттері

Құмырсқа қышқылы - өткір, өткір иісі бар түссіз сұйықтық бөлме температурасында, байланысты емес сірке қышқылы. Бұл аралас сумен және ең полярлы органикалық еріткіштер, және біраз ериді көмірсутектер. Көмірсутектерде және бу фазасында ол тұрады сутегімен байланысқан димерлер жеке молекулаларға қарағанда. Газ тәріздес құмырсқа қышқылы сутектік байланысқа бейім болғандықтан, бағынбайды идеалды газ заңы. Екеуінің екеуінде де болуы мүмкін қатты құмырсқа қышқылы полиморфтар, сутегі байланысқан құмырсқа қышқылы молекулаларының тиімді шексіз торынан тұрады. Құмырсқа қышқылы аз қайнайды азеотроп сумен (22, 4%) . Сұйық құмырсқа қышқылы ұмтылады супер салқындатқыш.

Табиғи таралуы

Табиғатта құмырсқа қышқылы көп жағдайда кездеседі құмырсқалар және сараң аралар тұқымдас Окситригона ағаш құмырсқалар тұқымынан Формика құмырсқа қышқылын жемдеріне немесе ұясын қорғау үшін бүркіп тастай алады. The көбелек көбелегі ( Cerura vinula ) жыртқыштар қаупі болған кезде оны шашыратады. Ол сонымен қатар трихомалар туралы қалақай ( Urtica dioica ) . Құмырсқа қышқылы -тың табиғи құрамдас бөлігі атмосфера ең алдымен орман шығарындыларының есебінен.

Өндіріс

2009 жылы құмырсқа қышқылын өндірудің дүниежүзілік қуаты жылына 720 мың тоннаны (1, 6 миллиард фунт) құрады, шамамен Еуропа (350 мың тонна немесе 770 миллион фунт, негізінен Германияда) мен Азия (370 мың тонна немесе 820 миллион фунт) арасында бірдей бөлінді. , негізінен Қытайда) өндірісі 1 мың тоннадан төмен немесе басқа барлық континенттерде жылына 2, 2 млн фунт болған. Бұл коммерциялық түрде әр түрлі концентрациядағы 85-тен 99 вт / пайызға дейінгі ерітінділерде қол жетімді. 2009 жылғы жағдай бойынша, ірі өндірушілер болып табылады BASF, Eastman Chemical Company, LC Industrial, және Фейчен қышқылының химиялық заттары, ірі өндіріс орындары бар Людвигсхафен (Жылына 200 мың тонна немесе 440 миллион фунт, BASF, Германия), Оулу (105 мың тонна немесе 230 миллион фунт, Истман, Финляндия), Нахон Патом (жоқ, LC Industrial), және Фейченг (100 мың тонна немесе 220 миллион фунт, Фейчэн, Қытай) . 2010 жылғы бағалар Батыс Еуропада шамамен 650 евро / тоннаға (шамамен 800 доллар / тоннаға тең) АҚШ-та 1250 долларға / тоннаға дейін болды.

Метилформат пен формамидтен

Қашан метанол және көміртегі тотығы күштінің қатысуымен біріктіріледі негіз, нәтиже метилформат, сәйкес химиялық теңдеу:

CH ₃ OH + CO → HCO ₂ CH ₃

Өнеркәсіпте бұл реакция сұйық фазада жоғары қысыммен жүзеге асырылады. Әдеттегі реакция шарттары - 80 ° C және 40 атм. Ең көп қолданылатын база натрий метоксиді. Гидролиз метилформаттан құмырсқа қышқылы түзіледі:

HCO ₂ CH ₃ + H ₂ O → HCOOH + CH ₃ OH

Метилформатты тиімді гидролиздеу үшін судың көп мөлшері қажет. Кейбір маршруттар жанама түрде алдымен метилформатты өңдеу арқылы жүреді аммиак беру формамид, содан кейін гидролизденеді күкірт қышқылы:

HCO ₂ CH ₃ + NH ₃ → HC (O) NH ₂ + CH ₃ OH

2 HC (O) NH ₂ + 2H ₂ O + H ₂ СО ₄ → 2HCO ₂ H + (NH ₄ ) ₂ СО ₄

Бұл тәсілдің жетіспеушілігі - жою керек аммоний сульфаты қосалқы өнім. Бұл проблема кейбір өндірушілерді құмырсқа қышқылын тікелей гидролизде қолданылатын артық судан бөлудің энергия үнемдейтін әдістерін жасауға мәжбүр етті. Осы процестердің бірінде BASF, құмырсқа қышқылы судан шығарылады сұйық-сұйықтық экстракциясы органикалық негізмен.

Химиялық маршруттар Сірке қышқылын өндірудің қосымша өнімі

Құмырсқа қышқылының айтарлықтай мөлшері басқа химиялық заттар өндірісінде қосымша өнім ретінде алынады. Бір уақытта, сірке қышқылы тотығу арқылы кең көлемде өндірілді алкандар, айтарлықтай құмырсқа қышқылын біріктіретін процесс арқылы. Сірке қышқылына тотығу жолының маңызы төмендейді, сондықтан жоғарыда аталған құмырсқа қышқылына бөлінген жолдар маңызды бола бастады.

Көмірқышқыл газын гидрлеу

Каталитикалық гидрлеу туралы CO2 құмырсқа қышқылына дейін ұзақ уақыт зерттелген. Бұл реакцияны біртекті жүргізуге болады.

Биомассаның тотығуы

Құмырсқа қышқылын сулы биомассаның сулы каталитикалық парциалды тотығуы арқылы да алуға болады OxFA процесі. A Кеггин типі полиоксометалат (H ₅ PV ₂ Мо ₁₀ O ₄₀ ) қанттарды, ағашты, макулатураны немесе цианобактерияларды құмырсқа қышқылына және СО-ға айналдыру үшін біртекті катализатор ретінде қолданылады. ₂ жалғыз қосымша өнім ретінде. 53% құмырсқа қышқылынан өнім алуға болады.

Зертханалық әдістер

Зертханада құмырсқа қышқылын қыздыру арқылы алуға болады қымыздық қышқылы жылы глицерин және буды айдау арқылы алу. Глицерол катализатор қызметін атқарады, өйткені реакция глицерил оксалат аралық зат арқылы жүреді. Егер реакция қоспасы жоғары температураға дейін қыздырылса, аллил спирті нәтижелер. Таза реакция келесідей:

C ₂ O ₄ H ₂ → CO ₂ H ₂ + CO ₂

Тағы бір иллюстративті әдіс арасындағы реакцияны қамтиды қорғасын форматы және күкіртті сутек, қалыптасуымен қозғалады қорғасын сульфиді.

Pb (HCOO) ₂ + H ₂ S → 2HCOOH + PbS

Электрохимиялық өндіріс

Форматты «арқылы» құруға болатындығы туралы хабарланды электрохимиялық тотықсыздану туралы CO
2 (түрінде бикарбонат) а қорғасын катод рН 8. 6:

HCO ⁻ ₃ + H ₂ O + 2e ⁻ → HCO ⁻ ₂ + 2OH ⁻

немесе

CO ₂ + H ₂ O + 2e ⁻ → HCO ⁻ ₂ + OH ⁻

Егер арна болса CO ₂ ал оттегі анодта дамиды, жалпы реакция:

CO2 + OH ⁻ → HCO ⁻ ₂ + 1/2 O2

Мұны әртүрлі топтар формацияның ауқымды көзі ретінде ұсынды. Форматты өзгертілгенге беру ретінде пайдалануға болады E. coli өндіруге арналған бактериялар биомасса. Құмырсқа қышқылымен немесе форматпен қоректене алатын табиғи микробтар бар (қараңыз) Метилотроф) .

Биосинтез

Құмырсқа қышқылы уларында қосылыстың жоғары концентрациясы бар құмырсқалардың атымен аталады. Құмырсқаларда құмырсқа қышқылы алынған серин арқылы 5, 10- аралық. Құмырсқа қышқылының конъюгат негізі, формат, табиғатта кең таралған. Ан талдау Метанолмен уланғаннан кейін форматты анықтауға арналған дене сұйықтықтарындағы құмырсқа қышқылы үшін форматтың бактериалды реакцияға негізделген форма дегидрогеназа.

Жасанды фотосинтез

2020 жылдың тамызында Кембридж университетінің зерттеушілері күн сәулесін, көмірқышқыл газын және суды басқа кірістерсіз оттегі мен құмырсқа қышқылына айналдыратын озық ‘фотосурет’ технологиясын жариялады.

Қолданады

Құмырсқа қышқылының негізгі қолданылуы а консервант және бактерияға қарсы мал азығындағы агент. Еуропада ол қолданылады сүрлем, соның ішінде жаңа пішен, ашытуға ықпал ету сүт қышқылы және қалыптасуын басу үшін май қышқылы; сонымен қатар ашыту тез және төмен температурада пайда болып, тағамдық құндылығын жоғалтады. [6] Құмырсқа қышқылы белгілі бір ыдырау процестерін тоқтатады және жемнің өзінің қоректік құндылығын ұзақ сақтауға мәжбүр етеді, сондықтан оны қысқы жем-шөпті сақтау үшін кең қолданады ірі қара. [26] Ішінде құс еті өнеркәсіп, оны кейде өлтіру үшін тамақтандыру үшін қосады E. coli бактериялар. Сүрлем және (басқа) мал азығы үшін консервант ретінде пайдалану 2009 жылғы әлемдік тұтынудың 30% құрады.

Қамыр қышқылы былғары өндірісінде айтарлықтай қолданылады, оның ішінде тотығу (2009 жылғы әлемдік тұтынудың 23%) ), сондай-ақ тоқыма бұйымдарын бояу және әрлеуде (2009 жылғы әлемдік тұтынудың 9%) ) оның қышқылдық қасиетіне байланысты. Ішіндегі коагулянт ретінде қолданыңыз резеңке өндірісі2009 жылы әлемдік өндірістің 6% тұтынды.

Құмырсқа қышқылы минералды қышқылдардың орнына әртүрлі тазартқыш құралдар үшін қолданылады, сияқты әк жою құралы және дәретхана ыдысын тазартқыш. Кейбіреулері күрделі эфирлер бұл жасанды хош иістендіргіштер және хош иістер.

Ара өсірушілер құмырсқа қышқылын а ретінде қолданыңыз митицид трахея кенесіне қарсы (Acarapis woodi) және Varroa деструкторыкене және Varroa jakobsoniкене.

Құмырсқа қышқылын қолдану тиімді ем екендігі туралы хабарланды сүйелдер.

Құмырсқа қышқылын а ретінде қолдануға болады отын ұяшығы (оны тікелей пайдалануға болады құмырсқа қышқылының отын жасушалары жанама түрде сутегі отын элементтерінде) .

Микробтардың көмегімен СО2-ден изобутанол алу үшін құмырсқа қышқылын делдал ретінде қолдануға болады

Құмырсқа қышқылы көбінесе жылжымалы фазаның құрамдас бөлігі ретінде қолданылады кері фаза жоғары өнімді сұйық хроматография (RP-HPLC) гидрофобты макромолекулаларды, мысалы, пептидтер, ақуыздар және бұзылмаған вирустарды қоса, күрделі құрылымдарды бөлуге арналған бөлу әдістері. Массажды спектрометрияны анықтаумен үйлескенде құмырсқа қышқылы дәстүрлі түрде қолданылатын фосфор қышқылына қарағанда бірнеше артықшылықтар береді.

Химиялық реакциялар

Құмырсқа қышқылы қарағанда он есе күшті сірке қышқылы. Ол рН өзгермелі модификаторы ретінде қолданылады HPLC және капиллярлық электрофорез.

Құмырсқа қышқылы а формил мысалы, формиляция метиланилиннің N-метилформанилидке дейін толуол. Жылы синтетикалық органикалық химия, құмырсқа қышқылы көбінесе көзі ретінде қолданылады гидрид ион. The Эшвейлер-Кларк реакциясы және Лекарт-Уоллах реакциясы осы қосымшаның мысалдары болып табылады. Бұл немесе көбінесе оның азеотропы триэтиламин, сутегі көзі ретінде де қолданылады гидрогенизация.

Эшвейлер-Кларк реакциясы

Жоғарыда айтылғандай төменде, құмырсқа қышқылы концентрацияланған затпен тез ыдырайды күкірт қышқылы қалыптастыру көміртегі тотығы.

CH ₂ O ₂ + H ₂ СО ₄ → H ₂ СО ₄ + H ₂ O + CO

Реакциялар

Құмырсқа қышқылы басқаларының химиялық қасиеттерінің көп бөлігін алады карбон қышқылдары. Спирттердегі ерітінділер оның қышқылдығы жоғары болғандықтан, өздігінен эфир түзеді. Құмырсқа қышқылы олардың бір бөлігін бөліседі төмендету қасиеттері альдегидтер, металдарға алтын, күміс және платина ерітінділерін азайту.

Ыдырау

Жылу және әсіресе қышқылдар құмырсқа қышқылының ыдырауын тудырады көміртегі тотығы (CO) және су (дегидратация) . Құмырсқа қышқылын емдеу күкірт қышқылы СО зертханалық көзі болып табылады. ^{[39] [40]}

Платина болған жағдайда, ол бөлінуімен ыдырайды сутегі және Көмір қышқыл газы.

CH ₂ O ₂ → H ₂ + CO ₂

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.