جوهر مورچه چیست و از کاربردهای آن چه می دانید؟

جوهر مورچه یا اسید فرمیک یک ماده شیمیایی تحریک کننده است  که برخی از گونه های مورچه و برخی از انواع گیاهان گزنه  از خود ترشح می کنند. این ماده در غلظت های بالا  بسیار خطرناک است ، اما در غلظت های پایین می تواند برای انسان ها بسیار مفید باشد.

انسان ها از جوهر مورچه به عنوان نگهدارنده غذا استفاده می کند ، زیرا این ماده دارای خاصیت ضد باکتری قوی می باشد. همچنین برای از بین بردن آفات ، تولید برخی مواد غذایی و افزودنی های آرایشی و کمک به ایجاد انواع فرآیندهای صنعتی استفاده می شود.

بدن ما مقادیر کمی جوهر مورچه را از متانولی که می خوریم و استنشاق می کنیم ، تولید می کند و مقداری را نیز خودش می سازد. مقداری از متانول تولید شده در بدن از آسپارتام ساخته شده است. بدن آسپارتام را به اسید آسپارتیک ، فنیل آلانین و متانول تبدیل می کند. سپس متانول به جوهر مورچه تبدیل می شود.

محققان می گویند جوهر مورچه یا اسید فرمیک تولید شده در بدن ما به طور کلی بسیار رقیق است و خطری برای سلامتی ایجاد نمی کند . در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.

جوهر مورچه یا اسید فرمیک چیست؟

دانشمندان تصور می کنند که اسید فرمیک ممکن است در پیدایش حیات بر روی زمین نقش داشته باشد. این اسید برای اولین بار در سال ۱۹۷۰ در شهاب سنگ هایی که از فضا به زمین رسیده بودند ، یافت شده است. جوهر مورچه ساختار نسبتاً ساده ای دارد و ممکن است در تشکیل پیچیده تر مولکول های آمینو اسید و اسید نوکلئیک موجود در موجودات زنده نقش داشته باشد.

اسیدهای آمینه بلوک های سازنده پروتئین های موجودات زنده هستند و اسیدهای نوکلئیک بلوک های سازنده DNA (اسید دئوکسی ریبونوکلئیک) و RNA (اسید ریبونوکلئیک) هستند. منشاء زندگی یک موضوع جذاب است که باید مورد توجه قرار گیرد.

این ایده که مواد شیمیایی از طریق شهاب سنگ ها به زمین اولیه وارد شده اند ، اغلب به عنوان تحقیقات پیشنهاد می شوند. جالب است که چنین ماده شیمیایی ساده ای که در طبیعت و زندگی امروز ما بسیار مهم می باشد و ممکن است در گذشته های دور اهمیت بیشتری داشته باشد.

 

ساختار شیمیایی و خواص جوهر مورچه

این ماده شیمیایی به عنوان متانوئیک اسید نیز شناخته می شود و ساده ترین عضو خانواده کربوکسیلیک اسید ها می باشد است . فرمول مولکولی این ماده شیمیایی HCOOH است. این مولکول از یک گروه کربوکسیل (COOH) متصل با اتم هیدروژن تشکیل شده است.  در گروه کربوکسیل ، اتم کربن دارای یک پیوند دوگانه است که آن را به اتم اکسیژن و یک واحد گروه هیدروکسیل (OH) متصل می کند.

جوهر مورچه را می توان به صورت مصنوعی در آزمایشگاه ها نیز تولید کرد. این ماده در طبیعت ، معمولاً به شکل مایع بی رنگ وجود دارد. این ماده شیمیایی در ۸.۳ درجه سانتی گراد (۴۶.۹ درجه فارنهایت) یخ می زند و در ۱۰۰.۷ درجه سانتی گراد می جوشد. (۲۱۳.۳ درجه فارنهایت). این ماده شیمیایی بوی بسیار قوی دارد و اغلب به عنوان بوی تند توصیف می شود.

خواص جوهر مورچه به طور خلاصه عبارتند از :

• فرمول شیمیایی جوهر مورچه ، HCOOH است و نام های دیگر آن عبارتند از اسید متانوئیک ، اسید فرمیلیک و آمینیک اسید.
• وزن مولکولی این ماده شیمیایی ۴۶.۰۲۵ گرم بر مول می باشد
• چگالی جوهر مورچه ۱.۲۲۰ گرم بر میلی لیتر است
• این ماده شیمیایی دارای یک واحد پیوند کووالانسی و دو پیوند هیدروژنی می باشد.
• این ماده شیمیایی در استون ، اتر ، متانول ، اتانول و اتیل استات قابل اختلاط است ، اما در بنزن ، تولوئن و زایلن تا حدودی مخلوط می شود.
• جوهر مورچه به طور طبیعی در برخی از زنبورها ، مورچه ها ، حشرات و گیاهان یافت می شود.
• اگرچه به عنوان حلال استفاده نمی شود ، اما نمونه ای از حلال Protic با اسیدیته بالا است.

انواع جوهر مورچه

جوهر مورچه نام خود را از “فرمیکا” ، نام لاتین مورچه گرفته است. برخی از مورچه ها برای محافظت از خود یا حمله به موجودات دیگر  گاز می گیرند و برخی از گونه های مورچه  قربانی های خود را نیش می زنند و برخی دیگر به جای نیش زدن ، سمی را از انتهای شکم خود آزاد می کنند  که این سم حاوی اسید فرمیک است.

یک طبیعت شناس انگلیسی به نام جان ری ، اولین فردی بود که این اسید را از مورچه ها جدا کرد. این فرد در سال ۱۶۷۱ ، بدن خرد شده مورچه های مرده را تقطیر کرد تا اسید را از بدن این موجودات استخراج کند ، که در نهایت موفق به کشف جوهر مورچه شد.

اعضای خانواده مورچه های که به نام Formicinae در جهان شناخته می شوند ، به جای نیش زدن ، سوراخی در نوک شکم خود دارند که اسیدوپور( acidopore ) نامیده می شود. اسیدوپور در صورت لزوم جوهر مورچه را از غدد تولید کننده این ماده در بدن حیوان آزاد می کند. مورچه های چوبی ( Wood ants ) ، مورچه های زرد دیوانه ( yellow crazy ants ) و مورچه های آتشین ( tawny crazy ants ) همگی به زیر خانواده Formicinae تعلق دارند  که از خود این ماده شیمیایی را ترشح می کنند.

کاربردهای جوهر مورچه :

از آنجا که این ماده شیمیایی یک عامل ضد باکتری است ، اغلب به خوراک دام های  مزرعه اضافه می شود ، تا از رشد باکتری ها جلوگیری کند. همچنین گاهی نیز به عنوان نگهدارنده در غذاهای انسانی استفاده می شود. این ماده شیمیایی همچنین برای ایجاد طعم مصنوعی برای برخی از مواد غذایی ، نوشیدنی ها و رایحه های مصنوعی برای عطرها استفاده می شود.

علاوه بر این ، جوهر مورچه در دباغی چرم ، در پردازش منسوجات و تولید کاغذ و در تبدیل لاتکس به لاستیک نیز کارایی دارد. موارد استفاده دیگر از این ماده شیمیایی عبارتند از :

• از این ماده شیمیایی به عنوان مخلوطی با اسید سیتریک در برخی از صنایع استفاده می شود ، زیرا در صورت استفاده به تنهایی قادر به حذف رسوبات اکسید آهن نخواهد بود.
• از این ماده شیمیایی به عنوان یک عامل کاهش دهنده برای کاهش دی کرومات پتاسیم و سدیم در صنایع شیمیایی بسیار استفاده می شود.
• این ماده شیمیایی در صنایع برنزه کاری و رنگ آمیزی نیز مورد استفاده قرار می گیرد ، اما جایگزین های ارزان قیمت تری نسبت به این ماده در این صنایع وجود دارد ، بنابراین از این ماده شیمیایی کمتر استفاده می شود.
• این ماده شیمیایی به دلیل خواص ضد باکتریایی خوبی که دارد در صنعت کشاورزی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.
• این ماده شیمیایی به عنوان یک آفت کش ، بسیار شناخته شده است و برای جلوگیری از حملات آفات مختلف به محصولات بسیار استفاده می شود.

عوارض جانبی مصرف جوهر مورچه :

عوارض جانبی جوهر مورچه به غلظت آن بستگی دارد. در غلظت های بالای این ماده ، بسیار خورنده است و بوی قوی دارد و گازهای خطرناکی تولید می کند. در صورت تماس با پوست ، سوختگی و تاول را بر روی پوست ایجاد می کند و در صورت استنشاق و بلع ، به چشم ها و غشاهای مخاطی دهان ، گلو و دستگاه تنفسی آسیب می رساند.

استنشاق این ماده شیمیایی به صورت بسیار غلیظ ، می تواند تنفس را مشکل کند و بلعیدن آن به صورت بسیار غلیظ ، ممکن است باعث ایجاد زخم شدید در دستگاه گوارش و همچنین درد و حالت تهوع شود. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض جوهر مورچه ، ممکن است باعث آسیب کبدی یا کلیوی نیز شود. رعایت نکات ایمنی همچون استفاده از دستکش ، ماسک و عینک محافظ در هنگام کار با این ماده شیمیایی بسیار ضروری و لازم می باشد.

روش تولید جوهر مورچه از متانول :

متانول در بدن ما از فرایندهای متابولیک طبیعی ساخته می شود. همچنین از طریق میوه ها و سبزیجات و آب میوه های مختلف ، ممکن است وارد بدن شود. علاوه بر این از تجزیه آسپارتام ، یک شیرین کننده مصنوعی ، متانول و همچنین اسید آسپارتیک و فنیل آلانین تولید می شود. متانول برای بدن انسان ها سمی است اما اکثر انسان ها آنقدر با این ماده شیمیایی برخورد نمی کنند ، که دچار آسیب شوند.

درون بدن ما ، متانول به فرمالدئید تبدیل می شود ، که به عنوان یک عامل سرطان زای احتمالی برای انسان طبقه بندی می شود. با این حال ، فرمالدئید به سرعت به اسید فرمیک تبدیل می شود و در بدن جمع نمی شود. سپس این ماده شیمیایی از طریق ادرار از بدن انسان خارج می شود یا به دی اکسید کربن و آب تبدیل می شود.

خطرات احتمالی جوهر مورچه برای سلامتی

دانشمندان می گویند تولید جوهر مورچه از متانول در بدن انسان ، تنها در صورتی مشکل ساز می شود که مقدار زیادی متانول ، مانند زمان مسمومیت با متانول ، در بدن انسان وجود داشته باشد. در این وضعیت اسید فرمیک می تواند در بدن انسان شرایطی به نام اسیدوز ایجاد کند. علائم اسیدوز ممکن است شامل مشکلات بینایی ، نابینایی ، از دست دادن حافظه ، گیجی ، تشنج ، کما ، فشار خون پایین و ایست قلبی باشد.

ما نمی توانیم از تولید طبیعی متانول در بدن خود یا ورود آن به بدن از طریق غذاهای سالم مانند میوه ها و سبزیجات  که باید بخشی از رژیم غذایی ما باشد ، جلوگیری کنیم. ولی می توانیم کنترل کنیم که آیا می خواهیم با خوردن غذاها یا نوشیدنی های شیرین شده با آسپارتام به میزان متانول موجود در بدن خود اضافه کنیم یا خیر. استفاده از آسپارتام در مواد غذایی به همین دلیل بحث برانگیز است.

با این حال ، آژانس های بهداشتی می گویند مواجهه معمولی فرد با متانول ، از جمله متانول تولید شده از آسپارتام ، بسیار کم است و این مقدار نمی تواند مشکلات سلامتی را برای فرد ایجاد کند. آنها همچنین می گویند آسپارتام بی خطر است ، به شرطی که از میزان قابل قبول مصرف روزانه (ADI) 40 میلی گرم بر کیلوگرم وزن بدن تجاوز نکند.