حمض الفورمیک: نظرة شاملة

مقدمة

حمض الفورمیک (Methanoic acid) هو أبسط الأحماض الكربوکسیلیة. صيغته الكیمیائیة HCOOH. یوجد بشكل طبیعی في لسعات النمل وبعض النباتات. یعرف أیضا باسم حمض النمليك، وذلك لأن أول اكتشاف له تم عن طریق تقطیر النمل. حمض الفورمیک سائل عديم اللون ذو رائحة نفاذة لاذعة. هو حمض عضوي ضعيف، لكنه أقوى من حمض الأسیتیک. یتمیز بقدرته على الذوبان في الماء والإیثانول والإیثر.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

حمض الفورمیک سائل لزج قليلًا عديم اللون ذو رائحة نفاذة. تنصهر نقطة انصهاره عند 8.4 درجة مئوية ويغلي عند 100.8 درجة مئوية. حمض الفورمیک قابل للامتزاج بالماء والإيثانول والإيثر وثنائي إيثيل الإيثر والبنزين. يتفاعل مع القواعد والمعادن لتكوين أملاح الفورمات. هو حمض ضعيف نسبيًا (pKa = 3.75) بسبب استقرار أيون فورمات بالرنين. يتفكك حمض الفورمیک لتكوين الماء وأول أكسيد الكربون في وجود الحرارة أو حامض الكبريتيك.

الخصائص الفيزيائية:

• المظهر: سائل عديم اللون
• الرائحة: نفاذة لاذعة
• نقطة الانصهار: 8.4 درجة مئوية
• نقطة الغليان: 100.8 درجة مئوية
• الكثافة: 1.22 جرام/مللي لتر
• الذوبانية: قابل للامتزاج في الماء والإيثانول والإيثر

الخصائص الكيميائية:

• حمض عضوي ضعيف (أقوى من حمض الأسيتيك)
• يتفاعل مع القواعد والمعادن لتكوين أملاح الفورمات
• یتفكك لتكوين الماء وأول أكسيد الكربون في وجود الحرارة أو حامض الكبريتيك
• قابل للاشتعال

طرق الإنتاج الصناعي

توجد عدة طرق لإنتاج حمض الفورمیک صناعياً، بما في ذلك:

1. إنتاج حمض الفورمیک من فورمامید:

   في هذه الطریقة، يتم تحلل فورمامید بالماء في وجود عامل حفاز حمضي قوي (مثل حامض الكبريتيك) لإنتاج حمض الفورمیک والأمونیوم.
   NH₂CHO + H₂O → HCOOH + NH₃

2. إنتاج حمض الفورمیک من فورمات المیثیل:

   يتم فيه تفاعل الميثانول مع أول أكسيد الكربون في وجود قاعدة قوية كعامل مساعد لـ إنتاج فورمات الميثيل. ثم يتم تحلل فورمات الميثيل بالماء لإنتاج حمض الفورمیک والميثانول. تتبنى شركة BASF هذه الطريقة.

3. إنتاج حمض الفورمیک من أكسدة الهیدروکربونات:

   وهي طريقة عرضیة في إنتاج حمض الأسیتیک، حيث یتم أکسدة الهیدروکربونات الخفیفة مثل البروبان والبوتان لإنتاج حمض الأسیتیک، وينتج حمض الفورمیک كمنتج ثانوي.

4. إنتاج حمض الفورمیک من ثاني أكسید الكربون:

   تعتبر هذه الطريقة واعدة، حيث یتم تفاعل ثاني أكسید الكربون مع الهیدروجین في وجود عامل حفاز لإنتاج حمض الفورمیک مباشرة. ومع ذلك، لا تزال قيد التطوير.

بعد إنتاج حمض الفورمیک، يتم تنقیته عن طریق التقطیر. یتراوح تركيز حمض الفورمیک التجاري ما بین 85% إلى 99%.

الاستخدامات الرئيسية

حمض الفورمیک له استخدامات واسعة في العدید من الصناعات، أهمها:

• صناعة الأعلاف: يستخدم كمادة حافظة للأعلاف لمنع نمو البكتیریا والفطریات.
• صناعة الدباغة: یستخدم في الدباغة لتلیین الجلد وتحضیره للمعالجة.
• صناعة المنسوجات: یستخدم في صباغة المنسوجات وكمادة حامضیة لتعدیل الرقم الهيدروجيني.
• صناعة المطاط: یستخدم في إنتاج المطاط الصناعي.
• صناعة کیماویات التنظیف: یستخدم كمكون في بعض منظفات الحمامات والمراحيض.
• صناعة الأدوية: یستخدم في إنتاج بعض الأدوية.
• صناعة المبيدات الحشرية: یستخدم في إنتاج بعض المبيدات الحشرية.
• إزالة الترسبات الكلسية: يُستخدم لإزالة الترسبات الكلسية من المعدات.
• إنتاج وقود خلايا الوقود: كوقود محتمل في خلايا الوقود.

في عمليات إزالة ترسبات الدهانات والصدأ وأعمال سنباده رولی و پرداخت کاری ، يجب مراعاة إجراءات السلامة اللازمة.

معلومات السلامة والاحتياطات

حمض الفورمیک مادة كیمیائیة خطيرة. یتسبب حمض الفورمیک المركّز في التآكل بشدة، ويمكن أن يسبب حروقًا خطيرة للجلد والعینین. یمكن أن یسبب استنشاق أبخرة حمض الفورمیک تهیجًا للجهاز التنفسي.

احتياطات السلامة:

• ارتداء معدات الوقایة الشخصیة (PPE)، مثل القفازات والنظارات الواقیة والملابس الواقیة.
• العمل في منطقة جيدة التهوية.
• تجنب استنشاق الأبخرة.
• تجنب ملامسة الجلد والعینین.
• في حالة ملامسة الجلد، اغسل المنطقة المصابة بالماء الوفیر والصابون.
• في حالة ملامسة العینین، اشطف العینین بالماء الوفیر لمدة 15 دقیقة على الأقل.
• إذا تم استنشاق الأبخرة، اذهب إلى منطقة ذات هواء نقي.

في حالة ابتلاع حمض الفورمیک، لا تحاول التقيؤ. اطلب العنایة الطبیة الفوریة.

الأثر البيئي

حمض الفورمیک مادة قابلة للتحلل البیولوجي، ولذلك فإن تأثیره البیئي محدود. ومع ذلك، یجب منع تسربه إلى البیئة، حيث یمكن أن یؤدي إلى تلوث المیاه والتربة.

التخزين والمناولة

یجب تخزین حمض الفورمیک في عبوات محكمة الإغلاق في مكان بارد وجاف وجيد التهوية بعیدًا عن المواد غیر المتوافقة. یجب تجنب تخزین حمض الفورمیک بالقرب من المواد القابلة للاشتعال أو المواد المؤكسدة القویة.

لضمان سلامة التخزين والتعامل مع المواد وادوات سنباده رولی و پرداخت کاری ، يجب اتباع إرشادات السلامة المناسبة.

بدائل حمض الفورمیک

توجد بعض البدائل لحمض الفورمیک في بعض التطبیقات، مثل حمض الأسیتیک وحمض اللبنيك. ومع ذلك، قد لا تكون هذه البدائل فعالة مثل حمض الفورمیک في جمیع التطبیقات.

اللوائح والقوانین

یخضع إنتاج واستخدام حمض الفورمیک للعدید من اللوائح والقوانین في مختلف البلدان. یجب على الشركات التي تنتج أو تستخدم حمض الفورمیک التأكد من امتثالها لهذه اللوائح والقوانین.

الاتجاهات المستقبلية

هناک اتجاهات متزایدة نحو استخدام حمض الفورمیک كمادة بدیلة للبتروکیماویات في العدید من التطبیقات. بالإضافة إلى ذلک، یتم استكشاف استخدام حمض الفورمیک كمصدر للهیدروجین لإنتاج الطاقة النظیفة.