Формиат натрия

Формиат натрия

Ball-and-stick model of the formate anion
Имена
Систематическое название ИЮПАК Метаноат натрия
Другие имена муравьиная кислота, натриевая соль
Идентификаторы
Номер CAS	141-53-7  И
3D model ( JSmol )	Интерактивное изображение
КЭБ	ЧЕБИ:62965
ХЭМБЛ	ХЕМБЛ183491  Н
ХимическийПаук	8517  И
Информационная карта ECHA	100.004.990
Номер ЕС	205-488-0
номер Е	Е237 (консерванты)
ПабХим CID	2723810
НЕКОТОРЫЙ	387AD98770  И
Панель управления CompTox ( EPA )	DTXSID2027090
показывать ИнЧИ InChI=1S/CH2O2.Na/c2-1-3;/h1H,(H,2,3);/q;+1/p-1 Y Key: HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M Y InChI=1/CH2O2.Na/c2-1-3;/h1H,(H,2,3);/q;+1/p-1 Key: HLBBKKJFGFRGMU-REWHXWOFAN
показывать УЛЫБКИ [Na+].[O-]C=O
Характеристики
Химическая формула	HCOONa
Молярная масса	68.007 g/mol
Появление	белые гранулы расплывающийся
Плотность	1,92 г/см 3 (20 °С)
Температура плавления	253 ° С (487 ° F; 526 К)
Точка кипения	разлагается
Растворимость в воде	43,82 г/100 мл (0 °С) 97,2 г/100 мл (20 °С) 160 г/100 мл (100 °С)
Растворимость	нерастворим в эфире растворим в глицерине , спирте , муравьиной кислоте
Термохимия
Теплоемкость ( С )	82,7 Дж/моль К
Стандартный моляр энтропия ( S ⦵ 298 )	103,8 Дж/моль К
Стандартная энтальпия образование (Δ f H ⦵ 298 )	-666,5 кДж/моль
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ⦵ )	-599,9 кДж/моль
Опасности
NFPA 704 (огненный алмаз)	1 0 0
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). N   проверить ( что такое  И Н  ?) Ссылки на инфобоксы

Формиат натрия HCOONa представляет собой натриевую соль муравьиной кислоты HCOH. Обычно он выглядит как белый расплывающийся порошок.

Подготовка

Для коммерческого использования формиат натрия получают путем абсорбции монооксида углерода под давлением твердым гидроксидом натрия при температуре 130 °C и давлении 6–8 бар:

CO + NaOH → HCO ₂ Na

Из-за низкой стоимости и крупномасштабной доступности муравьиной кислоты путем карбонилирования метанола и гидролиза образующегося метилформиата формиат натрия обычно получают путем нейтрализации муравьиной кислоты гидроксидом натрия . Формиат натрия также неизбежно образуется в качестве побочного продукта на заключительной стадии синтеза пентаэритрита и в перекрестной реакции Канниццаро ​​формальдегида . с продуктом альдольной реакции триметилол ацетальдегидом [3-гидрокси-2,2-бис(гидроксиметил)пропаналем]

В лаборатории формиат натрия можно получить нейтрализацией муравьиной кислоты карбонатом натрия . Его также можно получить путем взаимодействия хлороформа со спиртовым раствором гидроксида натрия .

CHCl ₃ + 4 NaOH → HCOONa + 3 NaCl + 2 H ₂ O

или путем реакции гидроксида натрия с хлоралгидратом .

C ₂ HCl ₃ (OH) ₂ + NaOH → CHCl ₃ + HCOONa + H ₂ O

Последний метод, как правило, предпочтительнее первого, потому что низкая растворимость CHCl ₃ в воде облегчает его отделение от раствора формиата натрия путем фракционной кристаллизации растворимого NaCl , чем это было бы при выделении .

Характеристики

Физические свойства

Некоторые кристаллы дигидрата формиата натрия

Формиат натрия кристаллизуется в моноклинной кристаллической системе с параметрами решетки a = 6,19 Å, b = 6,72 Å, c = 6,49 Å и β = 121,7°.

Химические свойства

При нагревании формиат натрия разлагается с образованием оксалата натрия и водорода. Полученный оксалат натрия можно преобразовать при дальнейшем нагревании в карбонат натрия при выделении монооксида углерода:

${\ce {2HCOONa->[\Delta ]{(COO)2Na2}+H2\!\uparrow }}$

${\ce {(COO)2Na2->[{} \atop >\ {\ce {290^{o}C}}]{Na2CO3}+CO\!\uparrow }}$

Как соль слабой кислоты ( муравьиной кислоты ) и сильного основания ( гидроксида натрия ) формиат натрия реагирует в водных растворах щелочно:

${\ce {HCOO^- + H2O <<=> HCOOH + OH^-}}$

Таким образом, раствор муравьиной кислоты и формиата натрия можно использовать в качестве буферного раствора.

Формиат натрия немного опасен для воды и подавляет развитие некоторых видов бактерий, но разлагается другими.

Использование

Формиат натрия используется в ряде процессов окраски и печати тканей. Он также используется в качестве буферного агента для сильных минеральных кислот для повышения их pH , в качестве пищевой добавки (Е237) и в качестве антиобледенителя .

В структурной биологии формиат натрия можно использовать в качестве криопротектора в экспериментах по дифракции рентгеновских лучей на кристаллах белков. которые обычно проводятся при температуре 100 К, чтобы уменьшить последствия радиационного повреждения .

Формиат натрия играет роль в синтезе муравьиной кислоты , он преобразуется серной кислотой по следующему уравнению реакции:

$\mathrm {2\ HCOONa+H_{2}SO_{4}\longrightarrow 2\ HCOOH+Na_{2}SO_{4}}$

Формиат натрия с помощью серной кислоты превращают в муравьиную кислоту и сульфат натрия .

Крапивные волоски крапивы содержат формиат натрия , а также муравьиную кислоту.

Твердый формиат натрия применяется в качестве некоррозионного средства в аэропортах для противообледенения взлетно-посадочных полос в смеси с ингибиторами коррозии и другими присадками, которые быстро проникают в твердые слои снега и льда, отрывают их от асфальта или бетона и быстро растапливают лед. Формиат натрия также использовался в качестве антиобледенителя дорог в городе Оттава с 1987 по 1988 год.

Высокая депрессия температуры замерзания, например, по сравнению с все еще часто используемой мочевиной (которая эффективна, но проблематична из-за эвтрофикации ), эффективно предотвращает повторное обледенение даже при температуре ниже -15 °C. Эффект оттаивания твердого формиата натрия можно даже усилить путем его увлажнения водными растворами формиата калия или ацетата калия . Способность к разложению формиата натрия особенно выгодна при химической потребности в кислороде (ХПК) 211 мг O ₂ /г по сравнению с противообледенительными агентами ацетатом натрия (740 мг O ₂ /г) и мочевиной с (> 2000 мг O ₂ /г). г).

Насыщенные растворы формиата натрия (а также смеси других формиатов щелочных металлов, таких как формиаты калия и цезия) используются в качестве важных вспомогательных средств для бурения и стабилизации при разведке газа и нефти из-за их относительно высокой плотности. Путем смешивания соответствующих насыщенных растворов формиатов щелочных металлов с любой плотностью от 1,0 до 2,3 г/см. ³ можно установить. Насыщенные растворы являются биоцидными и долговременно устойчивы к микробному разложению. С другой стороны, в разбавленном виде они быстро и полностью биоразлагаемы. Поскольку формиаты щелочных металлов в качестве вспомогательных средств для бурения делают ненужным добавление твердых наполнителей для увеличения плотности (таких как бариты ), а растворы формиатов могут быть извлечены и переработаны на буровой площадке, формиаты представляют собой важное достижение в технологии разведки.

См. также

• Ацетат натрия