Формула муравьиного спирта

Определение и формула муравьиного спирта

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Муравьиный спирт – это $1,4 \%$ раствор $HCOOH$ в $70 \%$ растворе $C_2H_5OH$ .

Химическая формула – $HCOOH$

Молярная масса равна $46,03$ г/моль.

Физические свойства – прозрачное бесцветное жидкое вещество с характерным запахом этанола $C_2H_5OH$ , усиленным парами $HCOOH$ .

Муравьиный спирт отсносится к лекарственным средствам.

Фармакологические свойства муравьиного спирта

Муравьиный спирт обладает местнораздражающим действием, улучшает кровообращение в тканях, благотворно влияет на сосуды.

В природе муравьиная кислота содержится во фруктах, хвое, ее выделяют из брюшины муравьев, пчелиных жал.

Применение

Муравьиный спирт продается в аптеках и находит применение по медицинским показаниям.

Он используется для для снятия болевых ощущений, заживления тканей.

Наружное применение муравьиного спирта выписывают при таких состояниях как: периартрит, невралгия, болях в суставах.

Находит применение данное вещество и от прыщей.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Имеется муравьиный спирт (состав в массовых процентах: $1,4 \% HCOOH; 70 \% C_2H_5OH; 28,6 \% H_2O$ . Определите $pH$ этого раствора.

Решение

Найдем молярную концентрацию муравьиной кислоты:

$C_M(HCOOH) = \frac{\omega (HCOOH) \cdot \rho \cdot 1000 }{M(HCOOH)}$

$\rho$ — плотность раствора.

Так как $\omega (HCOOH)$ мала, то воспользуемся плотностью $70 \% C_2H_5OH$ ( $\rho$ = 0,8677 г/мл)

$C_M(HCOOH) = \frac{0,014 \cdot 0,8677 \cdot 1000 }{46,025} = 0,264$ моль/л

Запишем константу равновесия диссоциации HCOOH в смешанном растворителе:

$HCOOH \rightleftharpoons HCOO^- + H^+$

$[HCOOH] = C_0 - x$ , $[HCOO^-] = [H^+] = x$

$K = \frac{[HCOO^-] \cdot [H^+]}{[HCOOH]} = \frac{x^2}{C_0 - x}$

$K = 6,69 \cdot 10^{-6}$ — константа диссоциации $HCOOH$ в смешанном растворителе $70 \% спирте C_2H_5OH$ (данные взяты из справочника химика под ред. Никольского Б.Н. том 3, стр. 111).

$K$ — имеет малое значение, поэтому $C_0 - x$ приблизительно равно $C_0$

$K = \frac{x^2}{C_0 - x} \approx \frac{x^{2}}{C_0} \Rightarrow [H^+] = x = \sqrt{C_0 \cdot K}$

$[H^+] = x = \sqrt{0,264 \cdot 6,69 \cdot 10^{-6}} = 0,00133$

$pH = - \lg [H^+] = - \lg 0,00133 = 2,88$

Ответ

$pH = 2,88$

ПРИМЕР 2

Задание

Имеется муравьиный спирт (состав в массовых процентах: $1,4 \% HCOOH; 70 \% C_2H_5OH; 28,6 \% H_2O$ ). Рассчитайте общее давление над раствором при $20^{\circ} C$ в приближении идеального раствора.

Решение

Вычислим мольные доли каждого из компонентов:

$$ \chi (HCOOH) =$

$=\frac{\omega (HCOOH) \cdot M(C_2H_5OH) \cdot M(H_2O)}{\omega (HCOOH) \cdot M(C_2H_5OH) \cdot M(H_2O) + \omega (C_2H_5OH) \cdot M(HCOOH) \cdot M(H_2O) + \omega (H_2O) \cdot M(HCOOH) \cdot M(C_2H_5OH)} =$

$= \frac{0,014 \cdot 46,07 \cdot 18}{0,014 \cdot 46,07 \cdot 18 + 0,7 \cdot 46,025 \cdot 18 + 0,286 \cdot 46,025 \cdot 46,07} = 0,0097$

$\chi (C_2H_5OH) =$

$= \frac{\omega (C_2H_5OH) \cdot M(C_2H_5OH) \cdot M(H_2O)}{\omega (HCOOH) \cdot M(C_2H_5OH) \cdot M(H_2O) + \omega (C_2H_5OH) \cdot M(HCOOH) \cdot M(H_2O) + \omega (H_2O) \cdot M(HCOOH) \cdot M(C_2H_5OH)} =$

$= \frac{0,7 \cdot 46,025 \cdot 18}{0,014 \cdot 46,07 \cdot 18 + 0,7 \cdot 46,025 \cdot 18 + 0,286 \cdot 46,025 \cdot 46,07} = 0,4841$

$\chi (H_2O) = 1 - \chi (HCOOH) - \chi (C_2H_5OH) = 1 - 0,0097 - 0,4841 = 0,5062$

Возьмем из справочника химика под ред. Никольского Б.Н. том 3 данные о давлениях насыщенных паров индивидуальных жидкостей при $20^{\circ} C$ .

$P_0(HCOOH) = 33, 1$ мм.рт.ст.

$P_0(C_2H_5OH) = 43,9$ мм.рт.ст.

$P_0(H_2O) = 17,54$ мм.рт.ст.

Найдем общее давление над раствором по закону Рауля.

$P = P_0(HCOOH) \cdot \chi (HCOOH) + P_0(C_2H_5OH) \cdot \chi (C_2H_5OH) + P_0(H_2O) \cdot \chi (H_2O)$

$P = 33,1 \cdot 0,0097 + 43,9 \cdot 0,4841 + 17,54 \cdot 0,5062 = 30,4317$ мм.рт.ст.