Полезные свойства муравьиной кислоты были известны еще древним китайцам. Порошок, приготовленный из муравьев и смешанный с яйцом и медом, они использовали в качестве омолаживающего и оздоравливающего средства.
Муравьиная кислота (метановая кислота) — органическое соединение, насыщенное одноосновное вещество, содержащаяся во фруктах, растениях, человеческом поте, моче. Кроме муравьев кислоту выделяют пчелы при укусах.
Считалось, что, употребляя несколько чайных ложек состава в день, можно прожить намного дольше. В настоящее время вещество, обладающее бактерицидными, противовоспалительными и болеутоляющими свойствами, применяют в медицине, косметологии, пищевой промышленности.
Химические свойства
Химическая формула муравьиной кислоты: HCOOH. Это один из первых представителей одноосновных карбоновых к-т. Вещество впервые выделили в 1670 году из лесного (рыжего) муравья. В естественной среде содержится в яде пчел, крапивы и иголках хвойных деревьев, выделениях медуз, фруктах.
Физические свойства
Рацемическая формула метановой кислоты: CH2O2. Вещество при нормальных условиях имеет вид бесцветной жидкости, которая хорошо растворима в глицерине, ацетоне, толуоле и бензоле. Молярная масса = 46,02 грамм на моль. Эфиры (этиловый эфир и метиловый эфир) и соли метановой к-ты получили название формиаты.
Химические свойства
По структурной формуле Муравьиной кислоты можно сделать выводы и ее химических свойствах. Муравьиная кислота способна проявлять свойства к-т и некоторые из свойств альдегидов (восстановительные реакции).
При окислении Муравьиной кислоты, например, перманганатом калия, активно выделяется углекислый газ. Вещество применяют в качестве консервирующего агента (код Е236). Муравьиная кислота взаимодействует с уксусной кислотой (концентрированной) и разлагается на моноксид углерода и обычную воду с выделением тепла. Химическое соединение реагирует с гидроксидом натрия. Вещество не взаимодействует с соляной кислотой, серебром, натрия сульфатом и так далее.
Получение муравьиной кислоты
Вещество образуется в виде побочного продукта при оксислении бутана и производстве уксусной к-ты. Также ее можно получить путем гидролиза формамида и метилформиата (с избытком воды); при гидратации СО в присутствии какой-либо щелочи. Качественной реакцией для обнаружения метановой кислоты может служить реакция на альгедигы. В роли окислителя может выступать аммиачный р-р оксида серебра и Си(ОН)2. Используется реакция серебряного зеркала.
Применение муравьиной кислоты
Вещество используют в качестве антибактериального агента и консерванта при заготовке корма на длительное хранение, средство значительно замедляет процессы распада и гниения. Химическое соединение применяют в процессе покраски шерсти; в качестве инсектицида в пчеловодстве; при проведении некоторых химических реакций (выступает в роли растворителя). В пищевой промышленности средство имеет маркировку E236. В медицине кислоту применяют в комбинации с перекисью водорода («первомур» или пермуравьиная кислота) в качестве антисептика, для лечения заболеваний суставов.
Побочные эффекты и взаимодействие с алкоголем
При обработке кожи препаратами, на основе муравьиной кислоты будьте внимательны, соблюдайте инструкцию производителя. Поскольку насыщенные растворы 10% и выше вызывают болевую реакцию, характеризуются разъедающими свойствами. Случайный прием такого вещества внутрь сжигает слизистую оболочку пищевода, желудка, способствует появлению выраженного некротического воспаления. Пары химического соединения разъедают ткани органов дыхания, вызывают ожоги роговицы глаз.
При попадании концентрированного раствора муравьиной кислоты на участок кожи немедленно обработайте место щелочным раствором (пищевой содой – бикарбонатом натрия).
Метановое соединение и его формальдегид – метаболиты, образуемые при распаде метанола в человеческом организме. Данные вещества токсичны и поражают зрительный нерв, что ведет к частичной либо полной слепоте. Если в организм попал метанол, во избежание образования муравьиной кислоты под влиянием алкогольдегидрогеназы, нужно сразу выпить раствор этилового спирта. Так вы сможете не допустить протекание реакции, последствием которой является потеря зрения.
Этиловый спирт – своеобразный антидот, препятствующий отравлению муравьиной кислотой.
Узкопрофильное использование
Отдельные отрасли не представляют своего существования без муравьиной кислоты. Ее реакция, молекулярная плотность и уникальная кислотность не имеют сравнения. Поэтому некоторые промышленные сферы используют вещество несколькими разными способами. К примеру, в пищевом производстве она является не только хорошим консервантом. Обладая отличными дезинфицирующими свойствами, позволяет подготовить емкости к дальнейшему применению.
В медицине элемент является отличным антисептиком. Однако спектр его действия этим не ограничивается. При правильной концентрации может использоваться другими способами:
- Улучшает обменные процессы на поверхности кожи.
- Положительно сказывается на питании тканей.
- Расширяет сосуды, чтобы лекарственные препараты начали действовать быстрее и эффективнее.
При этом возможности для лечения открываются широкие. Вещество хорошо себя проявило в устранении синяков, борьбе с грибковыми заболеваниями, варикозным расширением вен. Его используют для очищения поверхности кожи и избавления от угревой сыпи, поэтому оно востребовано и в косметологии. Противопоказание только одно — не стоит наносить на открытое повреждение, поскольку продукт быстро разъест чувствительные ткани, даже при минимальной концентрации.
Как применяют в медицине
Самое широкое распространение средство получило в медицине благодаря своим сосудорасширяющим, противоревматическим, противоартритным и согревающим свойствам. Кислоту рекомендуется использовать наружно в виде спиртового раствора при болях в суставах, мышечных болях, невралгии. Благодаря этанолу в составе средства создается дополнительный охлаждающий и местно анестезирующий эффект.
Муравьиная кислота также входит в состав мазей, бальзамов, гелей, которые обладают противовоспалительными, регенерирующими свойствами. Эти препараты применяют при таких заболеваниях, как ревматизм, радикулит, варикоз. Средства способствуют быстрому восстановлению после травм, вывихов, растяжений, ушибов. Они уменьшают отек, избавляют от болевых ощущений.
Действие на организм человека, суточная потребность
Вещество не является жизненно необходимым для организма человека, поэтому суточная потребность не установлена. Важно не превышать суточную дозу кислоты, которая составляет 3 мг. В тех количествах, в которых вещество присутствует в продуктах или добавлено в них в виде консерванта, оно безвредно для организма. Высокие концентрации кислоты из-за разъедающего действия могут причинить вред здоровью. В разрешенной дозировке вещество является хорошим стимулятором для организма. Но действует оно не прямо, а опосредовано, то есть провоцирует появление реакций, которые способствуют исцелению.
Реакции замещения группы ОН
| Для карбоновых кислот характерны реакции нуклеофильного замещения группы ОН с образованием функциональных производных карбоновых кислот: сложных эфиров, амидов, ангидридов и галогенангидридов. |
2.1. Образование галогенангидридов
Под действием галогенагидридов минеральных кислот-гидроксидов (пента- или трихлорид фосфора) происходит замещение группы ОН на галоген.
| Например, уксусная кислота реагирует с пентахлоридом фосфора с образованием хлорангидрида уксусной кислоты |
2.2. Взаимодействие с аммиаком
При взаимодействии аммиака с карбоновыми кислотами образуются соли аммония:
При нагревании карбоновые соли аммония разлагаются на амид и воду:
2.3. Этерификация (образование сложных эфиров)
Карбоновые кислоты вступают в реакции с одноатомными и многоатомными спиртами с образованием сложных эфиров.
| Например, этанол реагирует с уксусной кислотой с образованием этилацетата (этилового эфира уксусной кислоты): |
При этом фенол не вступает в реакцию этерификации с карбоновыми кислотами. Сложные эфиры фенола получают косвенными способами.
2.4. Получение ангидридов
С помощью оксида фосфора (V) можно дегидратировать (то есть отщепить воду) карбоновую кислоту – в результате образуется ангидрид карбоновой кислоты.
| Например, при дегидратации уксусной кислоты под действием оксида фосфора образуется ангидрид уксусной кислоты |
Классификация по строению углеводородного радикала
- Предельные карбоновые кислоты – карбоксильная группа СООН соединена с предельным радикалом. Например, этановая кислота СН3–СООН.
- Непредельные карбоновые кислоты – карбоксильная группа СООН соединена с непредельным радикалом. Например, акриловая кислота: СН2=СН–СООН.
- Ароматические кислоты — карбоксильная группа СООН соединена с непредельным радикалом. Например, бензойная кислота: С6Н5СООН.
- Циклические кислоты — карбоксильная группа СООН соединена с углеводородным циклом. Например, циклопропанкарбоновая кислота: С3Н5СООН.
Общие сведения
В природе метановая кислота обнаружена в следующих продуктах:
- клубнике;
- малине;
- яблоках;
- авокадо;
- диком ямсе;
- папае;
- крапиве;
- киноа;
- китайском личи;
- драконовом фрукте (питайе).
Помимо этого, соединение содержат безалкогольные напитки, квашенные/маринованные овощи, яблочный уксус, секрет пчел, фруктовые/рыбные консервы.
По органической структуре вещество (НСООН) относится к группе жирных кислот и проявляет сильное антимикробное действие. Его опасность зависит от концентрации. На основании данных классификации Европейского союза установлено, что жидкий 10 % раствор при контакте с кожей оказывает раздражающее действие, 15 % и выше – разъедающее, а 100 % оставляет сильные химические ожоги, способен вызвать анафилактический шок.
Для усиления вкусовых качеств, увеличения срока годности консервированных продуктов, корма для скота, муравьиная кислота и ее соли используются в пищевой промышленности в качестве добавок (Е236 – Е238).
Несмотря на то, что соединение относится к группе простейших, его роль в жизнедеятельности человека нельзя недооценивать. Метановая кислота участвует в обменных процессах. В организме животных она обеспечивает синтез пуриновых оснований, метиона, нуклеиновых кислот.
Применение
Натриевые и калиевые соли высших жирных кислот являются эффективными ЮАР и используются как мыла. Натриевые соли жирных кислот обычно твердые (стандартные детское, банное или хозяйственное мыло), а калиевые — жидкие.
В пищевой промышленности жирные кислоты зарегистрированы как пищевые добавки E570, как стабилизатор пены, глазирующий агент и пеногаситель.
Дистиллированные жирные кислоты являются сырьем для изготовления туалетного мыла, резинотехнических изделий, хлопчатобумажных тканей, эмульгаторов, косметических препаратов и др. Жидкая фракция жирных кислот с содержанием олеиновой кислоты не менее 75% (олеин) используется в производстве химических волокон. Техническая стеариновая кислота (стеарин) используется при изготовлении автопокривок, фотопленки, ударопрочного полистирола, стабилизаторов для полимеров, короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК) является ароматизаторами.
Рецепты с муравьиной кислотой для лечения суставов
Полезные свойства муравьиной кислоты можно использовать в домашних условиях при суставных недугах. Народная медицина предлагает простые алгоритмы применения.
Обезболивающий бальзам
При ревматизме и артрите можно использовать следующий бальзам:
- 10 мл муравьиного спирта смешивают с равным количеством перцовой настойки;
- добавляют 10 г мази Меновазин;
- перемешивают компоненты до получения полужидкого средства с резким запахом.
Домашнюю мазь втирают в мышцы и суставы в небольших количествах и прикрывают сверху компрессом и шерстяным платком. Держать компресс нужно в течение нескольких часов, затем кожу аккуратно промывают теплой водой.
Растирка при остеохондрозе
Хорошее действие при суставных недугах оказывает муравьиный спирт, разбавленный водой. Приготовить средство для растираний очень просто:
- 20 мл аптечного муравьиного спирта наливают в небольшую емкость;
- добавляют 20 мл чистой воды;
- перемешивают раствор.
Жидкостью аккуратно растирают больные места или наносят средство на марлевую повязку и прикладывают компрессом. При сильной болезненности обработку можно проводить до трех раз в день.
Поскольку муравьиный спирт сушит кожу, после него рекомендуется увлажнять эпидермис питательным кремом
Совет! Средство используют при выраженных гематомах, оно не только снимает боль, но и способствует рассасыванию кровоподтека.
Кислотность
Кислоты с короткой углеводородным хвостом, такие, как муравьиная и уксусная кислоты, полностью смешиваются с водой и диссоциируют с образованием достаточно кислых растворов (pKa 3.77 и 4.76, соответственно). Жирные кислоты с более длинным хвостом несущественно отличаются по кислотности. Например, pKa нонанового кислоты составляет 4.96. Но с увеличением длины хвоста растворимость жирных кислот в воде уменьшается очень быстро, в результате кислоты мало меняют pH раствора. Значение величины pKa для каждой кислоты приобретают только в реакциях, в которые эти кислоты способны вступать. Кислоты, которые нерастворимые в воде, могут растворяться в теплом этаноле, и оттитрованы раствором гидроксида натрия, используя фенолфталеин, в качестве индикатора до бледно-розового цвета. Такой анализ позволяет определить содержание жирных кислот в порции триглицеридов после гидролиза.
Структурная изомерия
Для предельных карбоновых кислот характерна структурная изомерия – изомерия углеродного скелета и межклассовая изомерия.
Структурные изомеры – это соединения с одинаковым составом, которые отличаются порядком связывания атомов в молекуле, т.е. строением молекул.
Изомеры углеродного скелета характерна для карбоновых кислот, которые содержат не менее четырех атомов углерода.
| Например. Формуле С4Н8О2 соответствуют бутановая и 2-метилпропановая кислота |
| Бутановая (масляная) кислота | Изомасляная (2-метилпропановая) кислота |
Межклассовые изомеры — это вещества разных классов с различным строением, но одинаковым составом. Карбоновые кислоты изомерны сложным эфирам. Общая формула и спиртов, и простых эфиров — CnH2nО2.
| Например. Межклассовые изомеры с общей формулой С2Н4О2: уксусная кислота СН3–CОOH и метилформиат H–COOCH3 |
| Уксусная кислота | Метиловый эфир муравьиной кислоты |
| СН3–CОOH | HCOOCH3 |
Общую формулу СnH2nO2 могут также иметь многие другие полифункциональные соединения, например: альдегидоспирты, непредельные диолы, циклические простые диэфиры и т.п.
Удаление волос при помощи метановой кислоты
Соединение применяется скорее не для избавления от нежелательной растительности, а для замедления роста волос после эпиляционной процедуры. Муравьиная кислота используется как мощный антисептик, исключительно в разбавленном виде. Ее добавляют в масляную базу или приобретают сразу готовое средство. После первого нанесения на выбритый участок, масло с муравьиной кислотой увеличивает сроки между эпиляциями, продлевая результативность процедуры, затем при регулярном использовании блокирует активность фолликула. В результате волосяное волокно не образовывается, рост растительности замедляется.
Последовательность выполнения процедуры:
- удалить волосы с проблемного места (при помощи эпилятора, воска, пинцета);
- ополоснуть, просушить кожу;
- на данный участок нанести тонким слоем средство на 15 минут;
- смыть масляный состав негорячей водой;
- осмотреть участок кожи на наличие аллергической реакции, дискомфортных явлений (при появлении зуда, шероховатости, покраснения наносить масло с муравьиной кислотой категорически запрещается, если данных явлений не наблюдается процедуру можно продолжить);
- нанести повторно средство на выбранный участок еще на 15 минут, постепенно продолжительность можно увеличивать и довести до 4 часов;
- тщательно смыть масло мыльным раствором.
Данную процедуру повторяйте по мере прорастания новых волосков. Для достижения устойчивого результата запаситесь терпением, потребуется 7–10 эпиляций с использованием муравьиного масла. Если на коже имеются повреждения (царапины, ссадины, раны, трещинки) от процедуры следует воздержаться до их полного заживления. Помимо этого, в целях безопасности не рекомендуется наносить средство в период беременности и лактации.
Для более деликатного устранения волос 10 капель муравьиного масла нужно добавить в детский крем, полученную смесь можно ежедневно наносить на проблемные участки. Помимо замедления роста волос вы получите питательное средство.
Помогает ли муравьиная кислота от комаров
Муравьиная кислота эффективна против кровососущих насекомых — комаров, мошек и клещей. Перед походом в лес рекомендуется натереть открытые участки тела разбавленным аптечным веществом. Применение спиртового раствора муравьиной кислоты показано при уже существующих укусах. Их можно обрабатывать средством для снятия зуда и раздражения.
Воспользоваться кислотой от комаров можно даже в том случае, если готового спиртового раствора нет под рукой. Достаточно найти в лесу муравейник, слегка похлопать по нему руками, а затем стряхнуть налипших насекомых и быстро потереть ладонями шею, лицо и другие открытые участки. Природное средство, попавшее на кожу в мизерном количестве, поможет предотвратить комариные укусы.
Для защиты от комаров на муравейник можно бросить ткань, затем очистить ее от насекомых и протереть кожу
Внимание! Муравьиная кислота из муравейника полезна только при отсутствии аллергии. Если кожа склонна к раздражениям, лучше обойтись мягкими средствами против кровососущих насекомых.
