甲酸（Formic acid）
甲酸（Formic acid）
台北市立第一女子高級中學化學科周芳妃老師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯
甲酸的性質與結構
甲酸（Formic acid或methanoic acid）的化學式為HCOOH，其外觀為無色發煙狀液體，具有強烈刺鼻氣味，也會催淚，熔點8.4℃，沸點 100.8℃。甲酸是的最簡單的羧酸，但因甲酸也具有-CHO原子團，因此也具有醛類的性質。甲酸兩分子間可以氫鍵互相吸引，多以二聚體（dimer）分子團的形態存在於氣態中，這也是大多數羧酸在氣態時的特徵。固態甲酸中，每個分子均以氫鍵一個接一個左右相連，形成鏈狀聚合物的結構。
圖︰甲酸二聚體的結構
甲酸的毒性
雖然微量甲酸在人體中可以自然的新陳代謝，但是甲酸蒸氣或是稍高濃度的甲酸對皮膚已具危險的腐蝕性。蜜蜂或螞蟻分泌液中含有甲酸，此類昆蟲刺傷或叮咬人時，進入人體的甲酸會引起皮膚紅腫或是中毒。早在15世紀時，一些自然學家已在蟻窩附近曾發現酸性氣體，到了17世紀，從螞蟻體中分離純化得到甲酸。19世紀時就已發展出利用一氧化碳合成甲酸的方法。
甲酸的未來應用
液態燃料具有方便儲存、易於攜帶等優於氣體燃料的特性，因此利用質子交換膜（proton exchange membrane fuel cells）材料製作的各式液態燃料電池的研究在全世界正蓬勃進行。小分子的液體有機物（例如甲醇或甲酸）可以當作燃料直接加入液體燃料電池裡，由於甲酸分子在電池內部不會穿透質子交換膜材料，因此目前的許多研究發現甲酸直接燃料電池（Direct-formic acid fuel cells 或 DFAFCs）的發電效能優於甲醇直接燃料電池，使得甲酸也有機會成為未來的重要能源燃料之一。甲酸直接燃料電池的反應式如下︰
電池負極(陽極) : HCOOH → CO2 + 2 H+ + 2 e-
電池正極(陰極) : 1/2 O2 + 2 H+ + 2 e- → H2O
全反應 : HCOOH + 1/2 O2 → CO2 + H2O
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