Формиат натрия (натрий муравьинокислый)

Формиат натрия, или натрий муравьинокислый – органическое соединение с химической формулой HCOONa (HCO₂Na). Известен как побочный продукт при получении пентаэритрита (четырехатомный спирт). Благодаря своим восстановительным свойствам, нашел обширное применение в оргсинтезе. Наш продукт технический, поставляемый известным производителем из Китая.

Физико-химические свойства. Порошок из белых кристаллов, возможен серый или зеленоватый оттенок. Отличная водорастворимость, почти не растворяется в спиртах, не растворим в эфирах. Температура плавления 253°C, рН=6. Не горюч, не взрывоопасен, однако не рекомендуется вблизи курение и разжигание открытого огня.

Получение. Современные химические производства пока не обладают технологиями получения непосредственно натрия муравьинокислого. Это вязано с тем, что необходима дополнительная сложная обработка от примесей, обычно это пентаэритрит (C₅H₁₂O₄), что делает процесс слишком затратным. Самостоятельно синтезировать формиат пока никому не удалось.

Помимо получения при производстве пентаэритрита, муравьиной и щавелевой кислот, натрий муравьинокислый производят реакцией гидроксида Na (в твердом виде) с угарным газом при повышенном давлении и нагревании до 100-150°С.

Воздействие на организм. Формиат натрия относится к 4-му классу опасности – в высокой концентрации способен вызвать раздражение органов дыхания или слизистых. При работе с натрием муравьинокислым рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты.

Применение.

Транспорт. Натрия формиат ТМ Клебриг – противогололедная добавка, ингибитор коррозии металлических деталей автотранспорта и сооружений дорожно-коммунального хозяйства. Снижает экологическую нагрузку на окружающую среду.

Кожевенное производство. Используется для обработки в преддубильных процессах, снижения кислотности, нейтрализации кожи. После чего изделия сохраняют прочность и эластичность, приобретая устойчивость к гнилостным процессам.

Химпром. Сырье для получения муравьиной кислоты, гидросульфитов, сильных минеральных кислот.

Производство резины. Готовые резиновые изделия при добавлении формиата натрия ТМ Клебриг приобретают дополнительную упругость и прочность.

Производство текстиля. Во время травления и окрашивания тканей используется в качестве восстановителя.

Фармацевтика. Формиат натрия ТМ Клебриг служит субстанцией при изготовлении препаратов, к которым не предъявляется требования стерильности.

Строительство. Служит противоморозной добавкой в строительных смесях, производстве монолитных и сборных конструкций из бетона и железобетона. Обеспечивает морозоустойчивость сооружений, производство и строительство в зимнее время. Это позволяет проводить строительные, монтажные и ремонтные работы при низких температурах и в регионах с суровым климатом. Бетонный раствор не замерзнет и будет находиться в рабочем состоянии необходимое время.

Рекомендации по добавлению формиата натрия ТМ Клебриг в бетонную смесь (раствор):

·        2 % от массы смеси из расчета сухого формиата Na при температуре затвердения не ниже −5 °C;

·        3 % от массы смеси из расчета сухого формиата Na при температуре затвердения не ниже −10 °C;

·        4 % от массы смеси из расчета сухого формиата Na при температуре затвердения не ниже −15 °C.

Рекомендуется добавку предварительно растворять в теплой воде, предназначенной для затворения, с ней же дозировать раствор в массу. При этом количество используемой воды следует уменьшить на 7-13%.

По сути, формиат натрия в строительных смесях служит присадкой (противоморозной добавкой), поскольку помогает бетону отвердевать при низких температурах, достигающих –15°С. Основное предназначение Na муравьинокислого заключается в следующем:

·        сохраняет достаточную подвижность строительной смеси при условиях, когда ей уже полагается стать твердой;

·        оптимизирует затвердение бетона;

·        способствует процессу гидратации цемента (связывание с молекулами воды) при отрицательных температурах.

Важное преимущество формиата натрия перед другими присадками – его экономичность, а именно, необходима его меньшая доля введения в строительный раствор. Обычно используется предварительно растворенный в воде Na муравьинокислый, с концентрацией в растворе 30-45%. Воду рекомендуется подогреть до 40-70°C для ускорения растворения. Также использование формиата натрия позволяет снизить издержки из-за отсутствия необходимости подогревать раствор или готовые конструкции для завершения работ.

Механизм взаимодействия Na муравьинокислого с бетонной смесью заключается в том, что он влияет на растворимость силикатных компонентов строительного раствора, образуя с ними двойные и основные соли. Одновременно с формиатом натрия рекомендуется использовать один из пластификаторов, например, суперпластификатор С-3 в виде порошка или жидкости. Он необходим, чтобы исключить кристаллизацию солей и не вызвать тем самым деформацию застывающей бетонной массы и ее чрезмерное внутреннее напряжение. Суперпластификатор рекомендуется также предварительно разводить в теплой воде (можно в одном растворе с формиатом), его доля к использованию составляет 0,8-1,0% из расчета на сухое вещество к массе цемента (раствора).

Запрещено использовать Na муравьинокислый в бетонных смесях в следующих случаях:

·        если железобетонные конструкции армированы сталью марок Ат-4, Ат-5 или А-5;

·        когда бетонные изделия предназначены для использования в условиях повышенной влажности – более 60%, а в составе строительной смеси задействованы компоненты реакционноспособного кремнезема;

·        если конструкции предназначены для эксплуатации в условиях действия электрического тока.

Нефтепереработка и нефтедобыча. Также используется для противогололедной защиты оборудования и для получения специальных буровых растворов, поскольку участие в них формиата натрия:

·        утяжеляет буровые растворы, повышая их плотность примерно в 1,5 раза;

·        снижает скорость гидратации смесей в скважинах, сохраняя от промерзания;

·        стабилизирует температурные характеристики раствора.

Натрий муравьинокислый входит в состав так называемых тампонажных составов, необходимых для обслуживания скважин.