포름산 또는 HCOOH는 매운 냄새가 나는 무색 액체입니다. 방부제, 항균제, 가죽, 직물, 고무 제조에 널리 사용됩니다.
| IUPAC 이름 | 메탄산 |
| 분자식 | HCOOH |
| CAS 번호 | 64-18-6 |
| 동의어 | 수소카르복실산, 포르밀산, 아미노산, 포르밀산, 메타탄산, 티오닐포름산 등 |
| 인치 | InChI=1S/CH2O2/c2-1-3/h1H,(H,2,3) |
포름산의 구조
포름산의 구조는 단일 탄소 원자에 카르복실산 그룹(-COOH)이 결합되어 있는 것이 특징입니다. 탄소 원자는 또한 수소 원자와 산소 원자에 결합되어 있습니다. 포름산의 구조는 평면형이며 카르복실산 그룹 사이에 수소 결합을 가지고 있습니다. 수소 결합은 물에 대한 높은 용해도를 발생시킵니다.
포름산 공식
포름산의 화학식은 HCOOH입니다. 탄소 원자 1개, 산소 원자 1개, 수소 원자 2개를 포함하는 단순한 유기 화합물입니다. 포름산의 공식은 화학적, 물리적 특성은 물론 다양한 조건에서의 거동을 결정하는 데 중요합니다. 또한 화학량론 및 몰농도와 같은 다양한 화학 계산에도 사용됩니다.
루이스 구조 HCOOH
포름산(HCOOH)의 루이스 구조는 다음과 같습니다.
시간
|
C=O
|
오
탄소 원자는 4개의 원자가 전자를 가진 구조의 중심에 있습니다. 두 개의 수소 원자와 두 쌍의 자유 전자를 갖는 산소 원자와 단일 결합을 형성합니다. 산소 원자는 또한 한 쌍의 자유 전자를 운반하는 다른 탄소 원자와 이중 결합을 형성합니다. 루이스 구조는 탄소와 산소 원자 사이의 전기 음성도 차이로 인해 분자가 극성 공유 결합을 가지고 있음을 보여줍니다.
포름산 몰 질량
메탄산이라고도 불리는 포름산의 몰 질량은 46.03g/mol입니다. 화학식은 HCOOH이며, 이는 탄소 원자 1개, 산소 원자 1개, 수소 원자 2개를 포함함을 나타냅니다. 몰 질량은 특정 농도의 용액을 준비하는 데 필요한 물질의 양을 결정하는 중요한 매개변수입니다. 예를 들어, 1M 포름산 용액을 제조하려면 1리터의 용매에 46.03g의 포름산을 용해해야 합니다.
포름산의 끓는점
HCOOH의 끓는점은 100.8°C(213.4°F)입니다. 무색의 액체로 자극적인 냄새가 나며 물에 잘 녹는다. HCOOH의 끓는점은 상대적으로 낮기 때문에 쉽게 기화되고 증류될 수 있습니다. 이 특성은 염료, 플라스틱 및 의약품 생산과 같은 다양한 산업 응용 분야에 유용합니다.
HCOOH 녹는점
HCOOH의 녹는점은 8.4°C(47.1°F)입니다. 실온에서 고체이며 녹는점 이하로 냉각하면 순수한 형태로 얻을 수 있습니다. HCOOH 결정은 흰색이며 매운 냄새를 풍깁니다. HCOOH의 녹는점은 다른 카르복실산에 비해 상대적으로 낮기 때문에 특정 화학 반응에 유용한 용매입니다.
HCOOH 밀도 g/mL
HCOOH의 밀도는 25°C(77°F)에서 1,220g/mL입니다. 같은 온도에서 밀도가 1000g/mL인 물보다 밀도가 높습니다. HCOOH의 밀도는 물과 기타 용매에 대한 용해도를 결정하는 중요한 특성입니다. 이는 온도 및 압력과 같은 다양한 조건에서의 동작에도 영향을 미칩니다.
개미산의 분자량
포름산의 분자량은 46.03g/mol입니다. 화학식 HCOOH를 갖는 간단한 유기 화합물입니다. 분자량은 물질의 물리적, 화학적 특성을 결정하는 중요한 매개변수입니다. 물질의 몰수, 질량, 부피 등 다양한 양을 계산하는 데 사용됩니다.
| 모습 | 무색 액체 |
| 비중 | 1.22 |
| 색상 | 무색 |
| 냄새가 나다 | 에이커 |
| 몰 질량 | 46.03g/몰 |
| 밀도 | 1,220g/ml |
| 융합점 | 8.4°C |
| 비점 | 100.8°C |
| 플래시 도트 | 68°C |
| 물에 대한 용해도 | 혼용 가능 |
| 용해도 | 대부분의 유기용매에 용해됨 |
| 증기압 | 44.5mmHg |
| 증기 밀도 | 1.5(공기=1) |
| pKa | 3.75 |
| pH | 2.4 |
포름산의 안전성과 위험성
HCOOH는 여러 가지 안전 및 위험 위험을 초래합니다. 접촉시 심각한 피부 화상과 눈 손상을 일으킬 수 있는 부식성이 높고 독성이 강한 물질입니다. HCOOH 증기를 흡입하면 호흡기 자극과 폐 손상을 일으킬 수 있습니다. 또한 가연성이 있어 고온에서 발화하여 화재 위험이 있습니다. HCOOH를 취급할 때는 보호복, 장갑, 보안경 사용을 포함하여 적절한 안전 예방 조치를 취해야 합니다. 산화제 및 알칼리와 같은 호환되지 않는 물질로부터 멀리 떨어진 서늘하고 건조하며 통풍이 잘되는 곳에 보관해야 합니다.
| 위험 기호 | 부식성, 독성 |
| 보안 설명 | 보호 장갑과 눈/얼굴 보호구를 착용하십시오. 눈에 들어간 경우에는 즉시 다량의 물로 씻어내고 의사의 진료를 받으십시오. |
| UN 식별 번호 | UN1779 |
| HS 코드 | 2915.11.00 |
| 위험 등급 | 8 (부식성) |
| 포장그룹 | II (중급) |
| 독성 | LD50 1.8g/kg(경구, 쥐) |
포름산의 합성 방법
포름산은 다양한 방법으로 합성될 수 있다.
- 일반적인 방법은 로듐이나 코발트와 같은 촉매가 있는 상태에서 일산화탄소와 물을 반응시키는 것입니다. 이것이 Formox 공정입니다. 이 과정에서는 포름산과 수소 가스가 생성됩니다.
- 또 다른 방법은 산성 조건에서 크롬산이나 과망간산칼륨과 같은 강력한 산화제를 사용하여 포름알데히드를 산화시키는 것입니다. 이 반응으로 포름산과 물이 생성됩니다.
- 포름산을 합성하는 한 가지 방법은 포름산나트륨을 황산과 반응시키는 것입니다. 이 반응으로 인해 부산물로서 포름산과 황산나트륨이 형성됩니다.
- 개미는 자연 방어 메커니즘으로 개미산을 생산하며 증류를 통해 몸에서 얻을 수 있습니다.
- HCOOH를 합성하는 또 다른 방법은 크로마이트 구리 또는 산화아연과 같은 촉매 존재 하에서 이산화탄소를 수소와 반응시키는 것입니다. HCOOH 합성 반응으로 알려진 이 과정은 HCOOH와 물을 생성합니다.
- HCOOH는 쐐기풀 잎과 같은 천연 자원에서도 소량으로 얻을 수 있습니다.
전반적으로 HCOOH 합성에는 여러 가지 방법이 있으며 각각 장점과 단점이 있습니다.
포름산의 용도
포름산은 다양한 산업 분야에서 폭넓게 응용됩니다.
- 유해 미생물의 성장을 방지하는 능력으로 인해 포름산은 동물 사료 및 사일리지의 방부제 및 항균제로 흔히 선택됩니다.
- 사료 및 사일리지에 함유된 유해 미생물의 성장을 방지하는 데 도움을 주어 유용한 첨가제로 사용됩니다.
- 섬유 산업에서는 색상 견뢰도를 향상시키고 섬유에 대한 염료의 친화성을 높이기 위해 포름산을 직물 염색 및 마감제로 사용합니다.
- 포름산은 아세트산, 포름아미드, 메탄올과 같은 다양한 화학물질을 생산할 때 용매 및 중간체 역할을 합니다.
- 개미산은 가죽 산업에서 가죽 제품의 질감과 내구성을 향상시키는 데 사용되는 태닝제입니다.
- 고무 생산에서 포름산은 응고제 역할을 하여 가황 과정을 돕습니다.
- 제약 산업에서는 포름산을 백신의 방부제와 의료 장비의 소독제로 사용합니다.
- 또한 포름산은 이뇨제 및 항히스타민제를 포함한 다양한 약물 생산에 응용됩니다.
- 포름산은 유기 합성 반응의 환원제이자 중합 반응의 촉매입니다.
- 개미산은 다양한 제품의 향을 강화하는 데 도움을 주어 향미료 생산에 유용하게 사용됩니다.
전반적으로, 다양한 산업 분야에서 포름산의 다양한 응용은 포름산의 독특한 특성과 다용도 특성 때문입니다.
질문:
Q. 포름산은 강산인가요?
A. 포름산은 pKa 값이 약 3.75인 약산입니다. 이는 물에 완전히 해리되지 않고 염산이나 황산 등 강산보다 약한 산이라는 뜻이다.
Q. 포름산과 아세트산 중 어느 것이 더 산성인가요?
A. 포름산은 아세트산보다 더 산성입니다. 이는 짝염기의 음전하를 안정화시켜 해리 가능성을 낮추는 아세트산에 메틸기가 존재하기 때문입니다. 반면에 포름산은 분자 크기가 더 작고 전기 음성 원자(산소)가 강해 해리가 더 쉽고 산성이 더 강해집니다.
Q. 개미산은 어떤 개미가 생산하나요?
A. 개미산은 나무개미, 불개미, 일부 무침벌 등 여러 종의 개미에 의해 생성됩니다. 산은 개미의 몸에 저장되어 포식자에 대한 방어 메커니즘으로 사용됩니다. 위협을 받으면 개미는 독침에서 개미산을 쏘거나 몸의 특수 분비선에서 개미산을 방출할 수 있습니다.