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Formato de sodio

El formato de sodio , HCOONa, es la sal sódica del ácido fórmico , HCOOH. Suele presentarse como un polvo blanco delicuescente .

Preparación

Para uso comercial, el formato de sodio se produce absorbiendo monóxido de carbono bajo presión en hidróxido de sodio sólido a 130 °C y 6-8 bar de presión: [1]

CO2 + NaOH → HCO2Na

Debido a la disponibilidad a gran escala y de bajo costo del ácido fórmico mediante carbonilación de metanol e hidrólisis del formato de metilo resultante, el formato de sodio se prepara generalmente neutralizando el ácido fórmico con hidróxido de sodio . El formato de sodio también se forma inevitablemente como subproducto en el paso final de la síntesis de pentaeritritol y en la reacción cruzada de Cannizzaro del formaldehído con el producto de reacción aldólica trimetilol acetaldehído [3-hidroxi-2,2-bis(hidroximetil)propanal]. [2]

En el laboratorio, el formiato de sodio se puede preparar neutralizando el ácido fórmico con carbonato de sodio . También se puede obtener haciendo reaccionar el cloroformo con una solución alcohólica de hidróxido de sodio .

CHCl 3 + 4 NaOH → HCOONa + 3 NaCl + 2 H 2 O

o haciendo reaccionar hidróxido de sodio con hidrato de cloral .

C 2 HCl 3 (OH) 2 + NaOH → CHCl 3 + HCOONa + H 2 O

El último método se prefiere, en general, al primero porque la baja solubilidad acuosa del CHCl3 hace que sea más fácil separarlo de la solución de formiato de sodio, por cristalización fraccionada , que el NaCl soluble .

Propiedades

Propiedades físicas

Algunos cristales de formiato de sodio dihidratado

El formato de sodio cristaliza en un sistema cristalino monoclínico con los parámetros reticulares a = 6,19 Å, b = 6,72 Å, c = 6,49 Å y β = 121,7°. [3]

Propiedades químicas

Al calentarse, el formato de sodio se descompone para formar oxalato de sodio e hidrógeno. [4] El oxalato de sodio resultante se puede convertir mediante un calentamiento adicional en carbonato de sodio al liberar monóxido de carbono: [5] [4]

Como sal de un ácido débil ( ácido fórmico ) y una base fuerte ( hidróxido de sodio ), el formato de sodio reacciona en soluciones acuosas básicas:

Por tanto, se puede utilizar una solución de ácido fórmico y formiato de sodio como solución tampón .

El formato de sodio es ligeramente peligroso para el agua e inhibe algunas especies de bacterias, pero es degradado por otras.

Usos

El formato de sodio se utiliza en varios procesos de teñido y estampado de tejidos. También se utiliza como agente tampón para ácidos minerales fuertes para aumentar su pH , como aditivo alimentario (E237) y como agente anticongelante .

En biología estructural , el formato de sodio se puede utilizar como crioprotector para experimentos de difracción de rayos X en cristales de proteínas, [6] que normalmente se llevan a cabo a una temperatura de 100 K para reducir los efectos del daño por radiación .

El formato de sodio juega un papel en la síntesis de ácido fórmico , se convierte mediante ácido sulfúrico a través de la siguiente ecuación de reacción:

El formato de sodio se convierte con ácido sulfúrico en ácido fórmico y sulfato de sodio .

Los pelos urticantes de las ortigas contienen formiato de sodio y ácido fórmico.

El formiato de sodio sólido se utiliza como agente anticorrosivo en los aeropuertos para descongelar las pistas de aterrizaje, en combinación con inhibidores de corrosión y otros aditivos, que penetran rápidamente en las capas sólidas de nieve y hielo, las desprenden del asfalto o del hormigón y derriten el hielo rápidamente. El formiato de sodio también se utilizó como descongelante de carreteras en la ciudad de Ottawa entre 1987 y 1988. [7]

La elevada reducción del punto de congelación, por ejemplo en comparación con la urea, que todavía se utiliza con frecuencia (que es eficaz pero problemática debido a la eutrofización ), impide eficazmente la formación de hielo, incluso a temperaturas inferiores a -15 °C. El efecto de descongelación del formiato de sodio sólido puede incluso aumentarse humedeciéndolo con soluciones acuosas de formiato de potasio o acetato de potasio . La degradabilidad del formiato de sodio es particularmente ventajosa con una demanda química de oxígeno (DQO) de 211 mg O 2 /g en comparación con los agentes descongelantes acetato de sodio (740 mg O 2 /g) y urea (> 2000 mg O 2 /g). [8]

Las soluciones saturadas de formiato de sodio (así como las mezclas de otros formiatos de metales alcalinos, como el de potasio y el de cesio) se utilizan como importantes auxiliares de perforación y estabilización en la exploración de gas y petróleo debido a su densidad relativamente alta. Al mezclar las correspondientes soluciones saturadas de formiato de metales alcalinos se pueden establecer densidades entre 1,0 y 2,3 g/cm3 . Las soluciones saturadas son biocidas y estables a largo plazo frente a la degradación microbiana. Por otro lado, diluidas, son rápidas y completamente biodegradables. Como los formiatos de metales alcalinos como auxiliares de perforación hacen innecesario añadir rellenos sólidos para aumentar la densidad (como barita ) y las soluciones de formiato se pueden recuperar y reciclar en el sitio de perforación, los formiatos representan un avance importante en la tecnología de exploración. [9]

Véase también

Referencias

  1. ^ Arnold Willmes, Taschenbuch Chemische Substanzen , Harri Deutsch, Frankfurt (M.), 2007.
  2. ^ H.-J. Arpe, Industrielle Organische Chemie , 6., vollst. überarb. Aufl., Wiley-VCH Verlag, 2007, ISBN  978-3-527-31540-6
  3. ^ WH Zachariasen: "La estructura cristalina del formato de sodio, NaHCO 2 " en J. Am. Chem. Soc. , 1940 , 62 (5), págs. 1011–1013. doi :10.1021/ja01862a007
  4. ^ ab T. Meisel, Z. Halmos, K. Seybold, E. Pungor: "La descomposición térmica de los formatos de metales alcalinos" en Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 1975 , 7 (1). Págs. 73-80. doi :10.1007/BF01911627
  5. ^ T. Yoshimori, Y. Asano, Y. Toriumi, T. Shiota: "Investigación sobre el secado y descomposición del oxalato de sodio" en Talanta 1978 , 25 (10) P. 603-605. doi :10.1016/0039-9140(78)80158-1
  6. ^ Bujacz, G.; Wrzesniewska, B.; Bujacz, A. (2010), "Propiedades de crioprotección de sales de ácidos orgánicos: un estudio de caso para un cristal tetragonal de lisozima HEW", Acta Crystallographica Sección D: Cristalografía biológica , vol. 66, n.º 7, págs. 789–796, doi :10.1107/S0907444910015416, PMID  20606259
  7. ^ Frank M. D'Itri (1992). Descongeladores químicos y medio ambiente. CRC Press. pág. 167. ISBN 9780873717052– a través de Google Books .
  8. ^ "Fabricantes de productos químicos para descongelar, descongelar y derretir nieve". Archivado desde el original el 5 de agosto de 2018. Consultado el 2 de marzo de 2022 .
  9. ^ William Benton y Jim Turner, Cabot Specialty Fluids: El fluido de formato de cesio tiene éxito en las pruebas de campo HPHT del Mar del Norte (PDF; 88 kB); En: Drilling Contractor, mayo/junio de 2000.