फार्मिक एसिड (हॉकोह): संरचना, उपयोग और गुण - रसायन विज्ञान - 2025

फार्मिक एसिड या methanoic एसिड सरल और सभी कार्बनिक अम्ल परिसर में सबसे छोटी है। इसे मीथेनोइक एसिड के रूप में भी जाना जाता है और इसका आणविक सूत्र HCOOH है, जिसके कार्बन परमाणु में सिर्फ एक हाइड्रोजन परमाणु होता है। इसका नाम फॉर्मिका शब्द से लिया गया है, जो चींटी के लिए लैटिन है।

15 वीं शताब्दी के प्रकृतिवादियों ने पाया कि कुछ प्रकार के कीड़े (फार्मिकिड्स), जैसे कि चींटियों, दीमक, मधुमक्खियों और भृंग, इस यौगिक को अपने दर्दनाक डंक के लिए जिम्मेदार मानते हैं। इसी तरह, ये कीट हमले, रक्षा और रासायनिक संकेतन के तंत्र के रूप में फॉर्मिक एसिड का उपयोग करते हैं।

चींटियां और भृंग फार्मिक एसिड का स्राव करती हैं

उनके पास जहरीली ग्रंथियां होती हैं जो इस और अन्य एसिड (उदाहरण के लिए, एसिटिक एसिड) को बाहर स्प्रे करने के लिए उत्सर्जित करती हैं। फॉर्मिक एसिड एसिटिक एसिड (CH ₃ COOH) से अधिक मजबूत है; इसलिए, पानी में समान मात्रा में घुल जाने से, फॉर्मिक एसिड कम पीएच मान के साथ समाधान तैयार करता है।

अंग्रेजी प्रकृतिवादी जॉन रे 1671 में बड़ी संख्या में चींटियों से विचलित होकर फॉर्मिक एसिड को अलग करने में सफल रहे।

दूसरी ओर, इस यौगिक का पहला सफल संश्लेषण फ्रांसीसी रसायनज्ञ और भौतिक विज्ञानी जोसेफ गे-लुसाक द्वारा किया गया था, एक अभिकर्मक के रूप में हाइड्रोसिनेमिक एसिड (एचसीएन) का उपयोग कर।

यह कहा स्थित है?

फार्मिक एसिड बायोमास या वायुमंडल के एक घटक के रूप में, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक विस्तृत स्पेक्ट्रम में शामिल होने वाले स्थलीय स्तर पर मौजूद हो सकता है; यह जमीन के नीचे, तेल के अंदर या इसकी सतह पर गैसीय अवस्था में भी पाया जा सकता है।

बायोमास के संदर्भ में, कीड़े और पौधे इस एसिड के मुख्य जनरेटर हैं। जब जीवाश्म ईंधन को जलाया जाता है तो वे गैसीय फार्मिक एसिड का उत्पादन करते हैं; इसके परिणामस्वरूप, वाहन इंजन वायुमंडल में फार्मिक एसिड छोड़ते हैं।

हालाँकि, पृथ्वी चींटियों की एक अत्यधिक संख्या का घर है, और इन सभी के बीच वे एक वर्ष में मानव उद्योग द्वारा उत्पन्न फार्मिक एसिड की मात्रा का हजारों गुना उत्पादन करने में सक्षम हैं। इसी तरह, जंगल की आग फार्मिक एसिड के गैसीय स्रोतों का प्रतिनिधित्व करती है।

जटिल वायुमंडलीय मैट्रिक्स में उच्च, फोटोकैमिकल प्रक्रियाएं जो फार्मिक एसिड को संश्लेषित करती हैं।

इस बिंदु पर, कई वाष्पशील कार्बनिक यौगिक (वीओसी) पराबैंगनी विकिरण के प्रभाव में अपमानित होते हैं, या ओएच मुक्त कट्टरपंथी तंत्र द्वारा ऑक्सीकरण होते हैं। समृद्ध और जटिल वायुमंडलीय रसायन विज्ञान अब तक ग्रह पर फार्मिक एसिड का प्रमुख स्रोत है।

संरचना

ऊपरी छवि एक फार्मिक एसिड गैस चरण डिमर की संरचना को दर्शाती है। सफेद गोले हाइड्रोजन परमाणुओं के अनुरूप होते हैं, लाल परमाणु ऑक्सीजन परमाणुओं के लिए और काले रंग कार्बन परमाणुओं के लिए होते हैं।

इन अणुओं में दो समूह देखे जा सकते हैं: हाइड्रॉक्सिल (-OH) और फॉर्माइल (-CH = O), दोनों हाइड्रोजन बॉन्ड बनाने में सक्षम हैं।

ये इंटरैक्शन O-HO प्रकार के हैं, हाइड्रॉक्सिल समूह H के दाता हैं और फॉर्माइल समूह O के दाता समूह हैं।

हालांकि, कार्बन परमाणु से जुड़े एच में इस क्षमता का अभाव है। ये इंटरैक्शन बहुत मजबूत हैं और, इलेक्ट्रॉन-गरीब एच परमाणु के कारण, ओएच समूह में हाइड्रोजन अधिक अम्लीय है; इसलिए, यह हाइड्रोजन आगे पुलों को स्थिर करता है।

उपरोक्त के परिणामस्वरूप, फार्मिक एसिड एक मंदक के रूप में मौजूद है, न कि एक व्यक्तिगत अणु के रूप में।

क्रिस्टल की संरचना

जैसे-जैसे तापमान गिरता है, डिमर अपने हाइड्रोजन बांड को अन्य डिमर्स के साथ मिलकर सबसे स्थिर संरचना उत्पन्न करने के लिए बाध्य करता है, इस प्रकार फार्मिक एसिड की अनंत α और the चेन बनाता है।

एक और नामकरण "सीआईएस" और "ट्रांस" के अनुरूप है। इस मामले में, "सीस" का उपयोग एक ही दिशा में उन्मुख समूहों को नामित करने के लिए किया जाता है, और विपरीत दिशाओं में उन समूहों के लिए "ट्रांस"।

उदाहरण के लिए, α श्रृंखला में फॉर्मिल समूह "पॉइंट" को उसी तरफ (बाएं), these चेन के विपरीत, जहां ये फॉर्माइल समूह विपरीत पक्षों (ऊपरी छवि) को इंगित करते हैं।

यह क्रिस्टलीय संरचना भौतिक चरों पर निर्भर करती है जो उस पर कार्य करते हैं, जैसे कि दबाव और तापमान। इस प्रकार, श्रृंखला परिवर्तनीय हैं; विभिन्न परिस्थितियों में एक "सीआईएस" श्रृंखला को "ट्रांस" श्रृंखला में बदला जा सकता है, और इसके विपरीत।

यदि दबाव कठोर स्तर तक बढ़ जाता है, तो श्रृंखलाओं को पर्याप्त रूप से संकुचित किया जाता है जिसे फार्मिक एसिड के क्रिस्टलीय बहुलक माना जाता है।

गुण

- फॉर्मिक एसिड कमरे के तापमान पर एक तरल है, रंगहीन और एक मजबूत और मर्मज्ञ गंध के साथ। इसका आणविक भार 46g / mol है, जो 8.4 andC पर पिघलता है और पानी की तुलना में 100.8 thanC का क्वथनांक होता है।

- यह पानी में और ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स, जैसे ईथर, एसीटोन, मेथनॉल और इथेनॉल में गलत है।

- दूसरी ओर, एरोमैटिक सॉल्वैंट्स (जैसे बेंजीन और टोल्यूनि) में यह थोड़ा घुलनशील होता है, क्योंकि इसकी संरचना में मुश्किल से एक फॉर्मिक एसिड होता है।

- इसमें 3.77 का pKa, एसिटिक एसिड की तुलना में अधिक अम्लीय है, जिसे समझाया जा सकता है क्योंकि मिथाइल समूह दो ऑक्सीजेन द्वारा ऑक्सीकृत कार्बन परमाणु को इलेक्ट्रॉनिक घनत्व प्रदान करता है। इससे प्रोटॉन की अम्लता (CH ₃ COOH, HCOOH) में थोड़ी कमी आती है ।

- अम्ल का अवक्षेपण, यह HCOO ^- प्रारूप आयन होता है, जो दो ऑक्सीजन परमाणुओं के बीच ऋणात्मक आवेश को भ्रामक कर सकता है। नतीजतन, यह एक स्थिर आयन है और फॉर्मिक एसिड की उच्च अम्लता की व्याख्या करता है।

प्रतिक्रियाओं

फॉर्मिक एसिड को कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) और पानी में निर्जलित किया जा सकता है। प्लैटिनम उत्प्रेरक की उपस्थिति में, यह आणविक हाइड्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड में भी विघटित हो सकता है:

HCOOH (l) → H ₂ (g) + CO ₂ (g)

यह संपत्ति फार्मिक एसिड को हाइड्रोजन स्टोर करने का एक सुरक्षित तरीका माना जाता है।

अनुप्रयोग

खाद्य और कृषि उद्योग

हानिकारक फार्मिक एसिड कितना हानिकारक हो सकता है, इसके बावजूद इसका जीवाणुरोधी क्रिया के कारण भोजन में एक संरक्षक के रूप में पर्याप्त मात्रा में उपयोग किया जाता है। उसी कारण से इसका उपयोग कृषि में किया जाता है, जहाँ इसकी कीटनाशक क्रिया भी होती है।

इसमें चरागाहों पर एक परिरक्षक क्रिया भी है, जो प्रजनन पशुओं में आंतों की गैस को रोकने में मदद करती है।

कपड़ा और जूते उद्योग

इसका उपयोग कपड़ा उद्योग में वस्त्रों की रंगाई और शोधन में किया जाता है, शायद इस एसिड का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है।

फार्मिक एसिड का उपयोग चमड़े के प्रसंस्करण में इसकी बढ़ती कार्रवाई और इस सामग्री के बालों को हटाने के कारण किया जाता है।

सड़कों पर सड़क सुरक्षा

संकेतित औद्योगिक उपयोगों के अलावा, दुर्घटनाओं के जोखिम को कम करने के लिए, सर्दियों के दौरान सड़कों पर स्विट्जरलैंड और ऑस्ट्रिया में फॉर्मिक एसिड डेरिवेटिव्स (प्रारूप) का उपयोग किया जाता है। यह उपचार आम नमक के उपयोग से अधिक कुशल है।

संदर्भ

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