Odkud získáváte kyselinu mravenčí?

Kyselina mravenčí je látka patřící do skupiny nasycených jednosytných karboxylových kyselin. Má široký rozsah použití a aktivně se používá v různých oblastech. V tomto článku se podíváme na základní vlastnosti kyseliny mravenčí, způsoby její přípravy a další vlastnosti.

Vlastnosti

Kyselina mravenčí je kapalina s ostrým, specifickým zápachem a kyselou chutí. V jakémkoli poměru se látka dobře mísí s diethyletherem, obyčejnou vodou a ethylalkoholem. Kyselina metanová je rozpustná v acetonu, glycerinu, ropných produktech, aromatických uhlovodících – toluen, benzen. V alifatických uhlovodících látka nemění strukturu. Při zahřívání se kyselina mravenčí rozkládá na oxid uhličitý a vodík. Látka je hořlavá a nebezpečná požáru. Užitečné informace! Kyselina mravenčí nemá barvu. Kapalina je naprosto průhledná. Kyselina mravenčí je silná karboxylová kyselina, je 10x silnější než známější kyselina octová. Hlavním rozdílem od jiných podobných sloučenin je projev nejen kyselých vlastností, ale také určitých vlastností aldehydů. Je to dáno molekulární strukturou, která obsahuje aldehydovou vazbu H-CO a kyselou složku CO-OH. Když kyselina methanová reaguje s hydroxidem měďnatým, nevzniká sůl, ale kombinace oxidu uhličitého, oxidu měďnatého a vody. Látka vykazuje kyselé vlastnosti při kontaktu se solemi, kovy a hydroxidy. Je v potravinách kyselina mravenčí? Ano, vyskytuje se přirozeně a nachází se v různých koncentracích v avokádu, jahodách, papáji, jablkách, quinoe, divokém jamu, malinách, pitaya a liči. V některých rostlinách je kyselina metanová: kopřivy, jehličnany. Látka je přítomna v organismech živých bytostí – v tělech a některých sekretech lidí, medúz a včel. Je však extrémně obtížné získat kyselinu metanovou z přírodních zdrojů, protože její obsah v nich je obvykle nízký.

Příprava kyseliny mravenčí

Kyselinu mravenčí lze získat různými způsoby.

Zahřívání kyseliny šťavelové. Kyselina mravenčí se izoluje z jejích glycerolových esterů.
Výroba kyseliny octové. Kyselina metanová je vedlejší produkt vznikající v kapalné fázi oxidační reakce butanu.
Reakce hydroxidu sodného s oxidem uhelnatým. Získávání kyseliny mravenčí tímto způsobem je nejoblíbenější, proto se často používá v průmyslovém měřítku.
Rozklad formamidu. Kyselina metanová se tvoří, když tato látka reaguje s vysokou koncentrací kyseliny sírové.
Oxidace methanolu. Proces přeměny methylalkoholu probíhá postupně, v několika fázích a za použití různých katalyzátorů.
Dopad na sloučeniny obsahující uhlík. Příkladem je reakce chloroformu a zředěné alkálie.

Aplikace kyseliny mravenčí

Kyselina mravenčí má speciální vlastnosti, díky kterým je široce používána v různých průmyslových odvětvích. Za prvé, látka má antibakteriální účinek, působí antisepticky a je fungicidní. Díky tomu směs zastavuje hnilobné procesy, zabraňuje kažení různých potravin, kosmetických a jiných produktů a prodlužuje jejich trvanlivost.

Za druhé, kyselina mravenčí dobře vede elektřinu a má poměrně vysokou chemickou aktivitu, zejména schopnost rozpouštět některé další látky. To vede k použití v chemickém a jiném průmyslu, v lékařství a v kosmetologii. Níže se budeme podrobněji zabývat některými oblastmi použití.

Použití v potravinářském průmyslu

Kyselina mravenčí je vyhledávanou potravinářskou přídatnou látkou a nese označení E236. Při výrobě různých potravinářských výrobků se látka používá jako účinný konzervační prostředek, který zabraňuje předčasnému kažení, zastavuje hnilobu a prodlužuje trvanlivost.

Kyselina metanová zabraňuje množení patogenní mikroflóry. Působí proti plísním a některým bakteriím, včetně těch, které způsobují vážné otravy a těžké infekce. Chemická sloučenina má také vlastnosti zvýrazňující chuť.

Aplikace v potravinářském průmyslu pokrývá několik oblastí:

Příprava marinád. Používají se k přípravě hotových ryb a masných výrobků.
Příprava nádob na výrobu určitých alkoholických nápojů: vína, pivo. Kyselina mravenčí se používá k dezinfekci vnitřního povrchu stěn sudů, ve kterých probíhá fermentace nebo jiné technologické procesy.
Výroba konzerv. V továrnách se kyselina metanová používá ke konzervaci ovoce, mořských plodů, bobulovin, masa, zeleniny, ryb a luštěnin.
Příprava omáček s přidáním různých produktů, zejména rychle se kazících: vejce, zelenina, bobule, ovoce.
Výroba cukrářských výrobků. Aditivum E236 se přidává do receptů na sušenky, pečivo, sladkosti, dorty, marshmallows a další sladkosti.
Výroba nealkoholických sladkých nápojů: soda, nektar, džus a mléčné koktejly, džusy.
Výroba umělého medu a výrobků s jeho obsahem. Kyselina mravenčí působí jako katalyzátor a spouští reakci rozkladu cukru, kterou za přirozených podmínek aktivují včely. Po dokončení procesu se kyselina neutralizuje, to znamená, že v hotovém medu ve skutečnosti není.
Výroba produktů na bázi ovoce a bobulovin. Jedná se o džemy, některé dezerty, cukrovinky, sirupy.
Výroba výrobků obsahujících sýry. Jsou to nejen omáčky, ale například i tavené sýry, lahůdky, hotové pokrmy prodávané v obchodech v kulinářských odděleních.

Kyselina metanová může být nezávislou potravinářskou přísadou, ale častěji se používá v kombinaci s jinými látkami, například kyselinou benzoovou a jejími benzoátovými solemi.

E236 není zakázanou přísadou v zemích Euroasijské hospodářské unie. Používá se v potravinářských podnicích nejen v Rusku, ale také v Kyrgyzstánu, Kazachstánu, Arménii a Bělorusku.

Látku v potravinách, pokud výrobci dodrží přípustné normy, mohou konzumovat i děti, těhotné ženy a kojící matky. Kyselina metanová se vyskytuje přirozeně a nachází se v některých potravinách. Nemá kumulativní účinek, to znamená, že se nemůže hromadit v lidském těle kvůli úplnému zpracování ledvinami a játry a rychlému přirozenému vylučování spolu s výkaly a močí.

Přesto byste při konzumaci potravin obsahujících E236 měli dodržovat doporučené denní dávky. Norma není vyšší než 3 miligramy na kilogram tělesné hmotnosti.

Užitečné informace! Navzdory bezpečnosti látky a absenci zákazu jejího používání v mnoha zemích lze v zemích Evropské unie kyselinu metanovou nalézt pouze v kosmetice. Ale v Americe je povoleno přidávat do jídla umělá aromata.

Použití v medicíně

Pro lékařské účely se kyselina methanová používá výhradně zevně a ne v čisté formě. Používá se ve formě mravenčího alkoholu o koncentraci účinné látky 1,4 %. Kyselina mravenčí se také přidává do různých léků pro topické použití – gely, spreje, masti, balzámy, roztoky na ošetření nebo obklady, krémy.

Chemická sloučenina má lokálně dráždivý účinek, který zvyšuje prokrvení, působí protizánětlivě a snižuje intenzitu bolesti při různých patologických stavech a onemocněních. Jsou také pozorovány výrazné antiseptické vlastnosti, které umožňují použití látky v dezinfekčních prostředcích.

Kyselina mravenčí se používá pro:

křečové žíly;
plísňové infekce kůže, nehtové ploténky;
některá zranění: hematomy a modřiny po pádech nebo úderech, podvrtnutí, vykloubení;
neuralgie: okcipitální nebo trojklanný nerv, mezižeberní, kožní vnější stehenní nerv;
myositida – zánětlivé procesy v kosterních svalech;
myalgie – bolestivý syndrom postihující šlachy, svaly, vazy v různých částech těla;
artritida – zánět lokalizovaný v kloubech;
artralgie – bolesti kloubů vyplývající z různých onemocnění, například revmatické, infekční, autoimunitní, zánětlivé, neurologické;
tuberkulóza (jako součást komplexní terapie);
revmatismus, doprovázený zánětlivými procesy v pojivových tkáních;
bolesti kloubů, svalů, hlavy neznámé povahy;
radikulitida, ke které dochází v důsledku mechanické komprese, zánětu nebo jiných patologií kořenů míšních nervů;
pedikulóza – poškození pokožky hlavy parazity (vši);
proleženiny, které se často vyskytují u vážně nemocných imobilních lidí;
dermatologická onemocnění, například akné, furunkulóza.

Kyselina mravenčí je organická chemická sloučenina, nejjednodušší karboxylová kyselina s jedním atomem uhlíku. V přírodě se běžně vyskytuje, dokonce i v mravenčím jedu (odtud jeho název). Sloučenina je žíravá a žíravá a je vysoce těkavá. Tato chemická sloučenina má charakteristický štiplavý zápach a je to bezbarvá nebo mírně nažloutlá kapalina. Kyselinu mravenčí objevil a poprvé popsal anglický přírodovědec John Ray, který ji objevil v mravenčím jedu (odtud obecný název). Sloučenina může být také vyrobena synteticky, díky čemuž je široce používána v různých průmyslových odvětvích. Pokud potřebujete koupit kyselinu mravenčí, je k dispozici ve specializovaných obchodech a online.

Dnes se tato látka vyrábí hlavně reakcí oxidu uhelnatého a metanolu:

CH3OH + CO → HCOOCH 3

HCOOCH3 + H2 ⇄ HCOOH + CH3OH

Jak vidíte, proces se skládá ze dvou kroků. Nejprve se získá methylformiát (reakce se provádí při 80 °C a tlaku 40-45 atm). Výsledný ester se poté hydrolyzuje na kyselinu a alkohol.

Další (nejstarší) metodou syntézy kyseliny mravenčí je reakce oxidu uhelnatého s hydroxidem sodným s následným okyselením reakčních produktů koncentrovanou kyselinou sírovou:

NaOH + CO → HCOONa

2HCOONa + H2SO4 → 2HCOOH + Na2S4

Kyselina mravenčí je také vedlejším produktem syntézy kyseliny octové.

Kyselina mravenčí – charakteristika

Kyselina mravenčí je bezbarvá kapalina se štiplavým zápachem a korozivními vlastnostmi. Bod tání je 8,6 °C a bod varu je asi 100 °C. Velmi dobře rozpustný ve vodě, benzínu a etylalkoholu. V průmyslu je široce používán zejména díky následujícím vlastnostem:

schopnost urychlit korozi kovových prvků;
dobrá vodivost elektrického proudu;
fungicidní a baktericidní vlastnosti.

Díky svým agresivním vlastnostem vyvolává přímý kontakt s tkáněmi lidského těla těžké alergické reakce a řadu dalších nežádoucích účinků. Nejjednodušším příkladem je mravenčí kousnutí, které i přes průnik malého množství této kyseliny do kůže vždy způsobí bolest a pálení.

Kyselina mravenčí v přírodě

Na Zemi se kyselina mravenčí vyskytuje pouze ve zvířatech a rostlinách a v malém množství v lidském těle – nikoli však v čisté formě.

V lidském těle vzniká kyselina mravenčí společně s formaldehydem při metabolismu metanolu. Kyselina mravenčí je snadno biologicky odbouratelná.

Za prvé, kyselina mravenčí se nachází v jedu a organismech mravenců. Kromě toho se nachází v jedu jiného hmyzu (například včel), stejně jako v rostlinách (například v chlupech kopřiv). Jeho hlavním úkolem v přírodě je chránit organismy, ve kterých se vyskytuje, před škůdci nebo jinými organismy, které pro ně mohou představovat hrozbu.

Kyselina mravenčí – aplikace

Kyselina mravenčí se vyrábí v masovém měřítku třemi různými reakcemi:

reakce oxidu uhelnatého s hydroxidem sodným, prováděná při zvýšené teplotě a tlaku. Na konci procesu se směs obohatí koncentrovanou kyselinou sírovou;
reakce oxidu uhelnatého s methanolem, která se provádí v kapalné fázi při teplotě 80 °C. Metoda je však složitější;
oxidace uhlovodíků.

Existuje několik dalších možných reakcí, které produkují kyselinu mravenčí, ale nejsou tak účinné.

V průmyslu najde tato sloučenina následující aplikace:

složka čisticích a opalovacích prostředků;
přípravek na čištění potrubí a jiných prvků vodovodních a kanalizačních nebo průmyslových zařízení;
produkt podporující barvení látek v textilním průmyslu;
regulátor pH v různých chemikáliích a léčivech;
činidlo v laboratoři;
přísada do maziva;
složka fungicidních přípravků, například v zemědělství a zahradnictví;
potravinářská přísada s konzervačním účinkem (označená jako E236).

Kyselina mravenčí slouží také jako spolehlivý spojenec v boji za záchranu včel. Jelikož je vysoce účinný jako protijed proti roztočům, výrazně snižuje jejich škodlivé účinky na včely. Včelaři umně využívají antibakteriálních vlastností této kyseliny ve svůj prospěch, zajišťující úhyn roztočů při použití kyseliny mravenčí.

Použití v medicíně

Kyselina hraje důležitou roli i v medicíně: zde ji lze použít jako lék s protizánětlivými a analgetickými účinky. Kromě toho se používá i k zevní léčbě onemocnění svalů a kloubů, protože podporuje krevní oběh.

Kyselina mravenčí byla dříve široce používána k léčbě virových bradavic kvůli jejímu žíravému účinku v koncentracích od 10 % do 90 %. V současnosti je však tato metoda již považována za překonanou a upouští se od ní pro možnost vzniku dermatitidy, riziko kauterizace a pravděpodobnost rozvoje nekrózy s následným zjizvením. Některé léky s kyselinou mravenčí jsou však stále volně prodejné v lékárnách.

Kyselina mravenčí v potravinách

Kyselina mravenčí se často používá v potravinářském průmyslu a je konzervační látkou a potravinářskou přísadou E236. Najdete ho na etiketách produktů, jako jsou marinády, ryby, nakládané okurky, žvýkačky, pyré a konzervy. Vůně kyseliny mravenčí (v nízkých koncentracích) je neviditelná a většina lidí si její přítomnost v konkrétním produktu ani neuvědomuje. V takto nízkých koncentracích nemá žádný vliv na lidské zdraví, takže ho mohou konzumovat i děti nebo těhotné ženy.

Použití kyseliny mravenčí jako přísady do potravinářských výrobků pomáhá prodloužit jejich trvanlivost. Takové produkty si zachovávají čerstvost po delší dobu a stávají se odolnými vůči plísním, škodlivým bakteriím a dalším patogenům, které mohou představovat hrozbu pro zdraví spotřebitele. Zahrnutí této sloučeniny do produktů usnadňuje přepravu potravinářských produktů s omezenou trvanlivostí nebo náchylných k rychlému zkažení.

Preventivní opatření proti kyselině mravenčí

To je zajímavé. Experiment s kyselinou mravenčí je dobře známý: zahřejete-li směs čisté kyseliny mravenčí a sírové, získáte oxid uhelnatý. Je to bezbarvý plyn bez chuti a zápachu. Tato reakce však může probíhat bez přídavku kyseliny sírové, tedy pouze s kyselinou mravenčí, při mírně zvýšené teplotě místnosti.

Kontakt s kyselinou mravenčí nebo koncentrovanými výpary způsobuje podráždění dýchacích cest a očí. Někdy vede k těžkým chemickým popáleninám a puchýřům na kůži od koncentrace vyšší než deset procent. Při zničení se může uvolňovat oxid uhelnatý. Proto je třeba při detekci velkého množství kyseliny mravenčí postupovat opatrně. Chronická expozice může způsobit kožní alergie. Pokusy na zvířatech ukázaly, že kyselina mravenčí má mutagenní účinek, což vede také k poškození jater a ledvin.

Kyselina mravenčí musí být skladována na dobře větraném a chladném místě. Nádoby, ve kterých se skladuje kyselina mravenčí, musí být také utěsněny závitovým spojem pro vyrovnání tlaku, jinak může vzniknout přetlak v důsledku tvorby plynů při rozkladu. Při práci s kyselinou mravenčí musíte používat ochranné brýle a rukavice. Maximální koncentrace na pracovišti je 5 ml/m³.