1. Общая характеристика формальдегида

Формальдеги́д (от лат. formīca «муравей») — бесцветный газ с резким запахом, хорошо растворимый в воде, спиртах и полярных растворителях. Ирритант, токсичен.

Формальдегид — первый член гомологического ряда алифатических альдегидов, альдегид муравьиной кислоты [10].

1.1. Физические свойства

Стандартная энтальпия образования ΔH (298 К, кДж/моль): -115,9 (г). Стандартная энергия Гиббса образования ΔG (298 К, кДж/моль): -110 (г). Стандартная энтропия образования S (298 К, Дж/моль·K): 218,66 (г). Стандартная мольная теплоемкость C_p (298 К, Дж/моль·K): 35,35 (г). Энтальпия кипения ΔH_кип (кДж/моль): 23,3.

Теплота сгорания Q_p (кДж/моль): 561,1.

Метод Эгрива. С хромотроповой кислотой в присутствии серной кислоты дает фиолетовую окраску.

Метод Дениже. Формальдегид вытесняет бисульфит из фуксинбисульфитного соединения с появлением сине-фиолетовой окраски красителя. Чувствительность при фотоколориметрировании 0,01 мг формальдегида в 25 мл раствора.

Для количественного определения используют реакции с гидрохлоридом гидроксиламина с титрованием выделяющейся кислоты, с гидросульфитом натрия с иодиметрическим титрованием избытка гидросульфита, с перекисью водорода и щелочью с оттитровыванием избытка щелочи [10].

1.2. Химические свойства

Для формальдегида характерны реакции окисления и присоединения (в том числе и поликонденсации):

1) реакция окисления:

а) реакция окисления протекает очень легко – альдегиды способны отнимать кислород от многих соединений;

б) при нагревании формальдегида с аммиачным раствором оксида серебра (в воде оксид серебра нерастворим) происходит окисление формальдегида в муравьиную кислоту НСООН и восстановление серебра. Образование «серебряного зеркала» служит качественной реакцией на альдегидную группу;

г) альдегиды восстанавливают гидроксид меди (II) до гидроксида меди (I), который превращается в оранжевый оксид меди (I);

д) реакция протекает при нагревании: 2СuОН -> Сu₂О + Н₂О;

е) эта реакция также может быть использована для обнаружения альдегидов;

2) реакция присоединения:

а) реакция присоединения протекает за счет разрыва двойной связи карбонильной группы альдегида;

б) присоединение водорода, которое происходит при пропускании смеси формальдегида и водорода над нагретым катализатором – порошком никеля, приводит к восстановлению альдегида в спирт;

в) формальдегид присоединяет также аммиак, гидросульфит натрия и другие соединения [10].

1.3. Получение

В промышленности формальдегид получают из метанола, пропуская пары спирта вместе с воздухом над нагретым до 300 °C медным катализатором: 2СН₃ОН + O₂ -> 2НСНО + 2Н₂О. Важным промышленным способом является также окисление метана воздухом при 400–600 °C в присутствии небольшого количества оксида азота в качестве катализатора: СН₄ + O₂ -> СН₂О + Н₂О.

Особенности ацетальдегида: ацетальдегид (или уксусный альдегид, или этаналь) – это бесцветная жидкость с резким запахом, хорошо растворимая в воде; присоединение водорода к ацетальдегиду протекает в тех же условиях, что и к формальдегиду.

Особенности паральдегида: это жидкость, которая застывает в кристаллическую массу при 12 °C, а при нагревании в присутствии разбавленных минеральных кислот переходит в ацетальдегид; обладает сильным снотворным действием [10].