I. Đặc điểm tính chất
Formic acid là một dạng acid carboxylic, có công thức hóa học là HCOOH. Đôi khi được gọi là “acid methanoic,” formic acid là acid đơn chức đơn giản nhất trong họ acid carboxylic. Cấu trúc hóa học của nó là HCOOH, trong đó nguyên tử carbon kết hợp với một nguyên tử hydro và một nhóm carboxyl (-COOH). Formic acid được tìm thấy tự nhiên trong một số loại dầu cỏ và một số loại con kiến.
Tính chất vật lý:
· Trạng thái: Lỏng
· Màu sắc: Không màu
· Mùi: Hăng mạnh và cay khá đặc trưng.
· Điểm nóng chảy: 8,3 °C
· Điểm sôi: 100,8 °C
· Khối lượng riêng: 1,22 g/cm³
· Độ hòa tan trong nước: Hòa tan hoàn toàn trong nước
Tính chất hóa học:
· Tính Acid: Formic acid là một acid carboxylic yếu. Nó có thể tác động với các chất có tính kiềm để tạo muối và nước.
HCOOH+NaOH→HCOONa+H2OHCOOH+NaOH→HCOONa+H2O
· Phản ứng Oxi hóa-Reduction (Phản ứng chuyển hóa đồng thời): Formic acid có thể tham gia vào các phản ứng oxi hóa-reduction. Chẳng hạn, nó có thể bị oxi hóa thành CO2CO2 và nước.
2HCOOH+O2→2CO2+2H2O2HCOOH+O2→2CO2+2H2O
· Phản ứng với Kim loại: Formic acid có thể tác động với một số kim loại để tạo muối và khí hydro:
2HCOOH+Zn→Zn(HCOO)2+H22HCOOH+Zn→Zn(HCOO)2+H2
· Tạo Dẫn Xuất: Formic acid có thể tạo ra nhiều dẫn xuất khác nhau thông qua các phản ứng hóa học, chẳng hạn như ester, amide và anhydride.
· Phản ứng với Amin: Formic acid có thể phản ứng với amin để tạo ra các amide:
HCOOH+NH3→HCONH2HCOOH+NH3→HCONH2
· Phản ứng với Bazơ: Formic acid có thể phản ứng với bazơ để tạo muối và nước:
HCOOH+NH4OH→HCOONH4HCOOH+NH4OH→HCOONH4
· Phản ứng với Alcool: Formic acid có thể tạo ra este khi phản ứng với alcool:
HCOOH+ROH→HCOOR+H2OHCOOH+ROH→HCOOR+H2O
· Phản ứng tráng gương:
HCOOH + 2[Ag(NH3)2]OH → (NH4)2CO3 + 2Ag↓ + 2NH3↑ + H2
II. Phương pháp điều chế
1. Phương pháp thủy phân carbon dioxide với hydro
Phương pháp này được thực hiện bằng cách cho carbon dioxide và hydro tác dụng với nhau trong môi trường acid. Phản ứng được xúc tác bởi một chất xúc tác, chẳng hạn như platin hoặc niken.
CO2 + 2H2 → HCOOH + H2O
Phương pháp này là phương pháp phổ biến nhất để điều chế formic acid.
2. Phương pháp thủy phân các hợp chất chứa nhóm format
Phương pháp này được thực hiện bằng cách cho các hợp chất chứa nhóm format tác dụng với nước. Phản ứng được xúc tác bởi một chất xúc tác, chẳng hạn như acid sunfuric. Một số hợp chất chứa nhóm format thường được sử dụng trong phương pháp này bao gồm:
Amoni format
NH4HCOO + H2O → NH3 + HCOOH
Kali format
KHCO3 + H2O → KOH + HCOOH
Ethyl format
C2H5OH + CO2 → C2H5HCOO
Phương pháp này thường được sử dụng để điều chế formic acid với quy mô nhỏ.
Ngoài ra, formic acid cũng có thể được điều chế bằng một số phương pháp khác, chẳng hạn như:
3. Phương pháp oxy hóa methanol
CH3OH + O2 → HCOOH + H2O
4. Phương pháp khử carbon dioxide
CO2 + H2 → HCOOH
5. Phương pháp thủy phân oxalic acid
H2C2O4 + H2O → HCOOH + HCOOH
III. Ứng dụng trong đời sống
1. Dung môi: Formic acid được sử dụng làm dung môi cho nhiều chất hữu cơ, chẳng hạn như cellulose, xenlulozo acetat và nhựa. Formic acid được sử dụng để hòa tan các chất hữu cơ không tan trong nước, chẳng hạn như cellulose.
2. Chất bảo quản: Formic acid được sử dụng làm chất bảo quản cho thực phẩm và đồ uống. Formic acid có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn và nấm, giúp bảo quản thực phẩm và đồ uống.
3. Chất khử trùng: Formic acid được sử dụng làm chất khử trùng cho bề mặt và dụng cụ. Formic acid có thể giết chết vi khuẩn và nấm, giúp khử trùng bề mặt và dụng cụ.
4. Chất chống đông: Formic acid được sử dụng làm chất chống đông cho nước. Formic acid có thể làm giảm điểm đóng băng của nước, giúp nước không đóng băng ở nhiệt độ thấp.
5. Sản xuất các hợp chất hữu cơ khác: Formic acid được sử dụng để sản xuất các hợp chất hữu cơ khác, chẳng hạn như acid axetic, methanol và formaldehyd. Formic acid là một nguyên liệu quan trọng trong sản xuất các hợp chất hữu cơ này.
6. Chế tạo da: Formic acid được sử dụng trong quá trình xử lý da để làm mềm da và loại bỏ tinh chất còn lại sau quá trình sản xuất da.
7. Phương pháp chiết tách: Formic acid có thể được sử dụng làm chất chiết tách trong quá trình sản xuất dầu mỏ.
8. Sản xuất mạch tích tụ: Formic acid có thể được sử dụng trong quá trình sản xuất mạch tích tụ và các ứng dụng khác trong ngành công nghiệp điện tử.
