اسید فرمیک

اسید فرمیک (Formic acid) جوهر مورچه یا اسید متانوئیک ساده‌ترین نوع اسید کربوکسیلیک است و به سه حالت جامد، مایع، گاز در طبیعت یافت می‌شود. این ماده بی‌رنگ بوی تندی دارد. فرمیک اسید به طور طبیعی در بدن حشراتی مثل زنبور و مورچه وجود دارد ولی در صنعت با استفاده از هیدرولیز اسیدی نمک فرمات و اکسیداسیون بوتان تولید می‌شود.

جوهر مورچه یک اسید ضعیف است و در صنعت کاربردهای فراوانی دارد از جمله: در چرم‌سازی برای گندزدایی، در صنعت نساجی برای رنگ‌ کردن پارچه‌ها، در داروسازی برای ساخت انسولین و در تهیه غذای دام و طیورنیزکاربرد دارد. اگر قصد خرید اسید فرمیک را دارید می‌توانید با کارشناسان ما در شرکت رسام گستر راویس تماس بگیرید.

اسید فرمیک چیست ؟

اسید فرمیک با فرمول شیمیایی HCOOH ساده‌ترین اسید از خانواده کربوکسیلیک اسید است. این ماده برای اولین بار از تقطیر بدن مورچه استخراج شد به همین دلیل با نام جوهر مورچه نیز شناخته می‌شود. اسید فرمیک یک مایع بی‌رنگ با بوی تند است که در آب و حلال‌های آلی حل می‌شود.

این اسید به سه حالت فیزیکی در طبیعت وجود دارد. ایجاد این حالت‌ها به دمای محیط و میزان فشار بستگی دارد. با توجه به این موضوع، اسید فرمیک به عنوان یک ترکیب شیمیایی چند حالتی (با ویژگی‌های مختلف) شناخته می‌شود. سه حالت فیزیکی این ماده عبارت‌اند از:

1- فرمیک اسید مایع (Liquid Formic Acid): این فاز از فرمیک اسید در دمای اتاق به شکل مایع بی‌رنگ و بدون بو وجود دارد. پیوند شیمیایی بین مولکول‌های فرمیک اسید مایع از نوع پیوند هیدروژنی است.

2- فرمیک اسید جامد (Solid Formic Acid): در دمای کمتر از دمای اتاق (زیر ۲۳ درجه) این ماده تغییر شکل داده و به حالت جامد در می‌آید. مولکول‌های فرمیک اسید جامد هم از طریق پیوند هیدروژنی به یکدیگر متصل شده‌اند.

3-  فرمیک اسید گازی (Gaseous Formic Ascid): زمانی که فرمیک اسید در شرایط خاصی مثل شرایط آزمایشگاهی قرار بگیرد افزایش دما و فشار باعث می‌شود این ماده به حالت گازی تبدیل شود. مولکول‌های اسید فرمیک گازی به صورت دیمر (دوتایی) دیده می‌شود.

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اسید فرمیک

مهم‌ترین خصوصیات یا ویژگی‌های جوهر مورچه عبارت‌اند از:

چگالی: چگالی اسید فرمیک برابر است با 1/22 گرم بر سانتی‌متر مکعب.

:PHاین ماده به عنوان یک اسید ضعیف عمل کرده و در محلول‌های آبی دارای pH تقریبی 2-3 است.

شکل: فرمیک اسید یک مایع بی‌رنگ است که بوی تند و ترشی دارد. همان‌طور که در قسمت بالا گفته شد این ماده در شرایط مختلف با حالت‌های مختلفی دیده می‌شود؛ اما در بیشتر مواقع به صورت مایع بی‌رنگ است.

دمای ذوب و جوش: این ماده در دمای حدود 8 درجه سلسیوس ذوب می‌شود و در دمای حدود 100 درجه سلسیوس به جوش می‌آید. این ویژگی مهم نشان می‌دهد اسید فرمیک در چه دمایی به چه حالتی تبدیل می‌شود. اطلاع از این موارد در تولید، حمل و نقل و ذخیره‌سازی این ماده اهمیت زیادی دارد.

حلالیت در آب: میزان حلالیت این ماده در آب بسیار زیاد است به صورتی که می‌توان با اضافه کردن اسید فرمیک به آب به راحتی یک محلول به وجود آورد. این ویژگی مهم باعث می‌شود در محلول‌های آبی از اسید فرمیک برای انجام واکنش‌های مختلف (در صنایع مختلف) استفاده شود.

روش تولید فرمیک اسید

در ابتدا اسید فرمیک طی یک آزمایش ساده و با استفاده از تقطیر دسته زیادی از مورچه‌ها تولید می‌شد. اما بعدها برای تولید آن در آزمایشگاه از منو اکسید کربن استفاده کردند. استفاده از منو اکسید کربن هنوز هم آسان‌ترین روش تولید اسید مورچه است.

اما امروزه از فرمالدئید (Formaldehyde) برای این منظور استفاده می‌شود. این واکنش با نام فرمیک سنتز یا فرمیک انیلیدین شناخته شده و طی مراحل زیر انجام می‌شود:
CH2O (فرمالدئید) + H2O (آب) → HCOOH (فرمیک اسید)

در مرحله اول باید فرمالدئید تولید شود. برای این کار اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن را با یکدیگر ترکیب می‌ کنند. محصول نهایی این ترکیب در نهایت یک گاز یا مایع قابل تبخیر است که در دما و فشار نرمال به این حالت دیده می‌شود.

در مرحله بعدی به فرمالدئید آب اضافه می‌کنند تا طی فرایند هیدرولیز (در شرایط آزمایشگاهی) به فرمیک اسید تبدیل شود. محصول نهایی این واکنش، فرمیک اسید است که در صنایع مختلف مثل صنایع غذایی کاربردهای گسترده‌ای دارد.

دیگر روش‌های ساخت فرمیک اسید عبارتند از: هیدرولیز اسیدی نمک فرمات، این روش باعث تشکیل سولفات سدیم می‌شود. البته هنوز هم در برخی صنایع از این روش استفاده می‌کنند. اکسیداسیون نرمال بونتان دیگر روش تولید اسید مورچه است و فرمولاسیون بسیار ساده‌ای دارد.

کاربرد فرمیک اسید در صنایع

غذای دام: اسید مورچه به عنوان ماده‌ی نگهدارنده و آنتی باکتریال در تهیه مواد غذایی دام کاربرد دارد. این ماده از فاسد شدن غذای دام جلوگیری می‌کند و استفاده از آن برای دامداران مقرون به صرفه است.

زنبورداری: زنبورداران این ماده را با اسم اسید فرمیک زنبورداری می‌شناسند و از آن برای از بین بردن کنه‌های روی کندو استفاده می‌کنند. اسیدفرمیک برای کنه بسیار سمی است ولی به کندو آسیبی نمی‌زند.

داروسازی و پزشکی: از این اسید در سنتز داروهایی مثل انسولین استفاده می‌کنند زیرا مقدار سمیت آن بسیار کم بوده و منجر به بروز عوارض جدی نمی‌شود.

صنایع غذایی: اسیدفرمیک در دمای پایین سرعت تخمیر را افزایش می‌دهد به همین دلیل استفاده از آن در صنایع غذایی (همانند اسید سیتریک)مقرون به صرفه است. علاوه بر آن به دلیل سمی نبودن این ماده ارزش غذایی محصولات خوراکی نیز حفظ می‌شود

از اسید فرمیک و مشتقات آن در صنایع غذایی استفاده می‌شود زیرا مصرف مجاز آن هیچگونه عوارض شناخته شده‌ای برای انسان ندارد. مهم‌ترین کاربردهای این ماده در صنایع غذایی شامل موارد زیر می‌شود:

عامل اسیدی: این ماده یک اسید ضعیف است و برای ایجاد حالت اسیدی در بعضی از مواد غذایی کاربرد دارد. به عنوان مثال برای تولید محصولات پروتئینی مثل کنسروها و انواع سس از فرمیک اسید استفاده می‌شود.

ماده نگهدارنده: خاصیت ضد باکتریایی و آنتی فانگال اسید فرمیک باعث می‌شود این ماده به تازه‌تر نگهداشتن مواد غذایی و همین‌طور جلوگیری از رشد قارچ‌ و باکتری در مواد غذایی کمک می‌کند. از اسید فرمیک برای تولید انواع ترشی، نان و شیرینی استفاده می‌شود.

تولید غذای گیاهی: مواد غذایی گیاهی به خصوص مواد فراوری شده در حالت طبیعی طعم و مزه چندانی ندارد. به همین دلیل از اسید فرمیک به منظور بهبود طعم و افزایش ماندگاری این غذاها استفاده می‌شود.

مواد غذایی دارای جوهر مورچه

اسید فرمیک یک ماده شیمیایی است که به صورت طبیعی در برخی محصولات غذایی و بدن حشرات وجود دارد. این ماده در بدن انسان تولید نمی‌شود، اما مصرف آن به مقدار 3 میلی‌گرم در روز بی‌خطر است زیرا به خوبی در بدن جذب کبد شده و از طریق مدفوع دفع می‌شود. مواد حاوی فرمیک اسید عبارت‌اند از:

نیشکر: از نیشکر به عنوان شیرین‌کننده طبیعی هم استفاده می‌شود. نیشکر هم از جمله موادی است که حاوی مقادیری از فرمیک اسید است.

نیش زنبور و مورچه: در بدن این حشرات مقادیر قابل توجهی از این ماده وجود دارد که در صورت نیش‌زدن، این سید به بدن انسان و حیوانات دیگر منتقل می‌شود. لازم به ذکر است که مقدار فرمیک اسید موجود در نیش این حشرات بسیار کم بوده و معمولا مشکلی ایجاد نمی‌کند.

میوه‌ها: برخی از میوه‌ها مثل تمشک، توت فرنگی، آووکادو دراگون و یام وحشی حاوی این ماده هستند. لازم به ذکر است که مقادیر این ماده در میوه‌های مختلف متفاوت است به عنوان مثال مقدار این اسید در تمشک بسیار بیشتر از توت فرنگی است به همین دلیل تمشک مزه تند و تلخ‌تری دارد.

برگ گیاه گزنه: برگ‌های این گیاه حاوی اسید فرمیک هستند و در بعضی مناطق برای مصرف مواد غذایی محلی استفاده می‌شوند. ساقه گیاه گزنه ‌هم در تولید مواد غذایی کاربرد دارد به عنوان مثال در تولید بعضی از کمپوت‌ها از این گیاه استفاده می‌شود.

عوارض اسید فرمیک

استنشاق این ماده باعث تحریک سیستم تنفسی، آسیب دیدن سلول‌های بویایی، التهاب، کاهش سطح تنفس و سرفه‌های شدید می‌شود.

• تماس فرمیک اسید با پوست منجر به ترک‌خوردگی، قرمزی و حتی سوختگی می‌شود. و اگر مقدار زیادی از این ماده جذب پوست شود احتمال ادم ریوی و حتی مرگ افزایش می‌یابد.
• برخورد اسیدفرمیک با چشم باعث ایجاد التهاب، سوختگی چشم و در موارد شدیدتر منجر به آسیب بافت چشم، قرنیه و حتی سلول‌های عصبی می‌شود.
• بلعیدن این اسید، خطرناک است و باعث سوختگی، آسیب به بافت‌ها و حتی ایجاد زخم عمیق در دستگاه گوارش می‌شود. اسهال خونی، افت فشار خون و افزایش ضربان قلب از علائم آسیب دیدن دستگاه گوارش است.