Kwas mrówkowy – charakterystyka

Kwas mrówkowy (kwas metanowy) to organiczny związek chemiczny. Jest najprostszym kwasem karboksylowym (o najkrótszym łańcuchu i najmniejszej masie cząsteczkowej). Po raz pierwszy został wyizolowany i opisany przez angielskiego naturalistę Johna Raya, który odkrył go w jadzie mrówek (stąd też nazwa zwyczajowa).

Współcześnie kwas mrówkowy otrzymywany przede wszystkim w reakcji tlenku węgla i metanolu:

CH3OH + CO → HCOOCH3
HCOOCH3 + H2O ⇄ HCOOH + CH3OH

Jak widać proces jest dwuetapowy. W pierwszej kolejności uzyskuje się mrówczan metylu (reakcja prowadzona jest w temp. 80°C i pod ciśnieniem 40-45 atm.). Następnie uzyskany ester hydrolizuje się do kwasu i alkoholu. Innym (najstarszym) sposobem syntezy kwasu mrówkowego jest reakcja tlenku węgla z wodorotlenkiem sodu, a następnie zakwaszenie produktów reakcji stężonym kwasem siarkowym:

NaOH + CO → HCOONa
2HCOONa + H2SO4 → 2HCOOH + Na2SO4

Kwas mrówkowy jest również ubocznym produktem syntezy kwasu octowego na drodze utleniania węglowodorów – na 1 t kwasu etanowy powstaje 50-250 kg kwasy metanowy. Produkty są oddzielane przez destylację azeotropową. Kwas mrówkowy powstaje również podczas utleniania aldehydu mrówkowego.

Kwas mrówkowy jest bezbarwną cieczą o ostrym zapachu. Charakteryzuje się dużą lotnością. Jego masa molowa wynosi 46,03 g/mol a gęstość 1,220 g/cm3. Miesza się z wodą i dobrze rozpuszcza się w benzenie, toluenie, acetonie. Jego temperatura topnienia wynosi 8,3 °C, a wrzenia 101 °C. Cząsteczka kwasu mrówkowego ma charakter dipolowy

Kwas metanowy jest związkiem żrącym i wdychany jest niebezpieczny (LC50 dla szczura przez inhalację to 7,4 mg/kg m.c.). Wywołuje korozję. Ze względu na obecność wodoru przy karbonylowy atomie węgla, kwas mrówkowy w odróżnieniu od innych kwasów karboksylowych ma właściwości redukujące np. daje pozytywny wynik próby Tollensa. 

Kwas mrówkowy stosowany jest jako środek grzybobójczy czy zakwaszający. Stosowany jest też w chemii organicznej, a w pszczelarstwie wykorzystuje się go do zwalczania roztoczy. Jest również zarejestrowany jako dodatek do żywności (E236) w grupie konserwantów.