Муравьиная кислота с металлами

Обновлено: 14.05.2024

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

H +

Li +

K +

Na +

NH₄ +

Ba 2+

Ca 2+

Mg 2+

Sr 2+

Al 3+

Cr 3+

Fe 2+

Fe 3+

Ni 2+

Co 2+

Mn 2+

Zn 2+

Ag +

Hg 2+

Pb 2+

Sn 2+

Cu 2+

OH -

F -

Cl -

Br -

I -

S 2-

HS -

SO₃ 2-

HSO₃ -

SO₄ 2-

HSO₄ -

NO₃ -

NO₂ -

PO₄ 3-

CO₃ 2-

CH₃COO -

SiO₃ 2-

Растворимые (>1%)

Нерастворимые (

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса " " на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Внимание, если вы не нашли в базе сайта нужную реакцию, вы можете добавить ее самостоятельно.

На данный момент доступна упрощенная авторизация через VK.
В будущем добавлю авторизацию через Гугл и Яндекс.

Здесь вы можете выбрать параметры отображения органических соединений.

Эти параметры действуют только для верхнего изображения вещества и не применяются в реакциях.

Размер шрифта

Отображение гетероатомов

Корректная работа сайта обеспечена на всех браузерах, кроме Internet Explorer.

Если вы пользуетесь Internet Explorer, смените браузер.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки - помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация - такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Муравьиная кислота

Характеристики и физические свойства муравьиной кислоты

Муравьиная кислота – бесцветная жидкость (строение молекулы приведено на рис. 1). Хорошо растворяется в ацетоне, бензоле, глицерине, толуоле.

Смешивается с водой, диэтиловым эфиром, этанолом.

Рис. 1. Строение молекулы муравьиной кислоты.

Таблица 1. Физические свойства муравьиной кислоты.

Плотность (20 o С), г/см 3

Температура плавления, o С

Температура кипения, o С

Получение муравьиной кислоты

Основной способ получения муравьиной кислоты — окисление предельных метана (1), метилового спирта (2), формальдегида (метановый альдегид) (3):

CH₄ + 3[O] → H-COOH + H₂O (t = 150 – 200 o C, p = 30 – 60 atm) (1);

H-C(O)H + [O] → HCOOH (3).

Химические свойства муравьиной кислоты

В водном растворе муравьиная кислота способна диссоциировать на ионы:

Муравьиная кислота обладает химическими свойствами, характерными для растворов неорганических кислот, т.е. взаимодействует с металлами (1), их оксидами (2), гидроксидами (3) и слабыми солями (4):

H-COOH + KOH → H-COOK + H₂O (3);

При нагревании и в присутствии концентрированной серной кислоты муравьиная кислота взаимодействует со спиртами с образованием сложных эфиров:

Применение муравьиной кислоты

Муравьиная кислота широко применяется для получения сложных эфиров, используемых в парфюмерии, в кожевенном деле (дубление кож), текстильной промышленности (как протрава при крашении), в качестве растворителя и консерванта.

Примеры решения задач

Задание	При каталитическом гидрировании 35 г метаналя образовалась муравьиная кислота. Рассчитайте какая масса кислоты была получена.
Решение	Запишем уравнение реакции каталитического окисления метаналя:

Вычислим количество вещества метаналя (молярная масса равна 30 г/моль):

n(HCOH) = m(HCOH) / M(HCOH);

n(HCOH) = 35 / 30 = 1,2 моль.

Согласно уравнению реакции n(HCOH) : n(HCOOH) = 1:1, т.е.

n(HCOOH) = n(HCOH) = 1,2 моль.

Тогда масса муравьиной кислоты будет равна (молярная масса – 46 г/моль):

m(HCOOH) =1,2 × 46 = 55,2 г.

Задание	Муравьиную кислоту массой 5,40 г поместили в сосуд объемом 4,50 л и нагрели до температуры 200 °С. Давление паров при этом составило 43,7 кПа. Определите число молекул димера муравьиной кислоты в газовой фазе.
Решение	В парах муравьиная кислота находится частично в виде димеров, а частично в виде отдельных молекул:

Исходное количество муравьиной кислоты:

n(HCOOH) = m(HCOOH)/ M(HCOOH) = 5,4 / 60 = 0,09 моль.

Пусть в реакцию димеризации вступило х моль HCOOH, тогда образовалось х/2 моль димера (HCOOH)₂и осталось (0,09 — х) моль HCOOH. Общее количество веществ в газовой фазе равно:

n = PV / (RT) = 43,7 × 4,50 / (8,31 × 473) = 0,05 = х/2 + (0,09 – х),

откуда х = 0,08 моль.

Число молекул димера муравьиной кислоты в газовой фазе равно:

N[(HCOOH)₂] = n × N_A = 0,08 / 2 × 6,02×10 23 = 2,408×10 22 .

Формула муравьиной кислоты

Муравьиная кислота (метановая кислота) – простейшая карбоновая кислота, родоначальник класса карбоновых кислот.

Химическая формула –

Молярная масса равна г/моль.

Физические свойства – бесцветная жидкость, обладающая резким проникающим запахом при комнатной температуре.

Она смешивается с водой и многими полярными органическими растворителями, и в некоторой степени растворяется в углеводородах.

В углеводородах в паровой фазе, она состоит из связанных водородными связями димеров.

Благодаря тенденции к образованию водородных связей, газообразная муравьиная кислота не подчиняется закону идеального газа.

Твердая муравьиная кислота состоит из бесконечной сети связанных водородными связями молекул.

Муравьиная кислота проявляет типичные кислотные свойства, например, она реагирует с щелочами:

$HCOOH + NaOH = HCOONa + H_2O$

$HCOOH \rightarrow CO \uparrow + H_2O$

$2KMnO_4 + 5HCOOH + 3H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 5CO_2 \uparrow + 8H_2O$

Применение

Муравьиная кислота широко используется в лабораторной практике, например, формилирование метиланилина в N-метилформанилин.

А также находит применение в медицине для обработки бородавок.

Задание	Рассчитайте равновесную концентрацию в водном растворе, если начальная концентрация кислоты равна моль/л при .
Решение	Запишем выражение для константы равновесия:

$HCOOH \rightleftharpoons HCOO^- + H^+$

Начальная концентрация муравьиной кислоты моль/л, — убыль кислоты.

$K = \frac{[HCOO^-] \cdot [H^+]}{[HCOOH]} = \frac{x^2}{C_0 - x}$

Запишем уравнение материального баланса:

$C_0 = [HCOOH] + [HCOO^-]$

— начальная концентрация муравьиной кислоты

— текущая концентрация

— текущая концентрация иона , равная убыли концентрации

Выразим из константы равновесия:

$[HCOO^-] = \frac{K \cdot [HCOOH]}{[H^+]}$

$C_0 = [HCOOH] + \frac{K \cdot [HCOOH]}{[H^+]} = [HCOOH] \cdot \left (1 + \frac{K}{[H^+]} \right )$

Выразим через :

$pH = -\lg [H^+] \Rightarrow [H^+] = 10^{-pH}$

= моль/л

Задание	Определите изотонический коэффициент муравьиной кислоты с концентрацией ее в водном растворе .
Решение	Получим выражение для степени диссоциации HCOOH через константу диссоциации:

Исходная концентрация равна , тогда текущие концентрации:

— степень диссоциации

$K = \frac{[HCOO^-] \cdot [H^+]}{[HCOOH]} = \frac{x^2}{C_0 - x} = \frac{\alpha ^{2} \cdot C_0^2}{C_0 - \alpha \cdot C_0} = \frac{\alpha ^{2} \cdot C_0}{1 - \alpha }$

Получим выражение для :

$K - K \cdot \alpha = \alpha ^{2} \cdot C_0 \Rightarrow \alpha ^{2} \cdot C_0 + K \cdot \alpha - K = 0$

$\alpha = \frac{-K + \sqrt{K^{2} + 4 \cdot K \cdot C_0}}{2 \cdot C_0}$

Запишем выражение связи изотонического коэффициента и степени диссоциации:

Acetyl

HCOOH + KOH = ? уравнение реакции

Составьте химическое уравнение по схеме HCOOH + KOH = ? Запишите полное и сокращенное ионное уравнения, если это возможно. Дайте краткую характеристику физических и химических муравьиной кислоты; приведите способы её получения.

В результате взаимодействия муравьиной кислоты и гидроксида калия (HCOOH + KOH = ?) происходит образование средней соли – формиата калия и воды (обмен / нейтрализация). Молекулярное уравнение реакции имеет вид:

$HCOOH + KOH \rightarrow HCOOK + H_2O.$

Запишем ионные уравнения, учитывая, что вода на ионы не распадается, т.е. не диссоциирует.

$H^{+} + HCOO^{-} + K^{+} + OH^{-} \rightarrow K^{+} + HCOO^{-} + H_2O;$

Первое уравнение называют полным ионным, а второе – сокращенным ионным.
Муравьиная (метановая) кислота составляет до 70% содержимого ядовитой железы рыжего муравья. В метаболизме живых организмов она является конечным продуктом окисления метана, поэтому в небольших количествах присутствует в поте и моче животных. Это едкая летучая жидкость с резким неприятным запахом, при попадании на кожу вызывает ожоги. С водой смешивается в любых соотношениях, однако в водном растворе данная кислота является достаточно слабым электролитом.
Химические свойства муравьиной кислоты обусловлены в первую очередь особенностями строения её молекулы. В водном растворе она диссоциирует на ионы:

$HCOOH \rightarrow H^{+} + COO^{-}.$

Благодаря наличию в воде иона она имеет кислый вкус, способна изменять окраску индикаторов и проводить электрический ток.
Муравьиная кислота обладает химическими свойствами, характерными для растворов неорганических кислот, т.е. взаимодействует с металлами, их оксидами, гидроксидами и слабыми солями.

$2HCOOH + 2Na \rightarrow 2HCOONa + H_2;$

$2HCOOH + Na_2O \rightarrow 2HCOONa + H_2O;$

$HCOOH + NaOH \rightarrow HCOONa + H_2O;$

$2HCOOH + NaHCO_3 \rightarrow HCOONa + CO_2 + H_2O;$

Специфическим свойством муравьиной кислоты является её способность взаимодействовать со спиртами:

Читайте также: