Was ist Apfelsäure?
Apfelsäure oder C4H6O5 ist eine natürliche organische Säure, die häufig in Obst und Gemüse wie Äpfeln, Birnen und Weintrauben vorkommt. Es hat einen säuerlichen Geschmack und wird als Lebensmittelzusatzstoff für den Geschmack und als Konservierungsmittel verwendet. Apfelsäure wird wegen ihrer peelenden und aufhellenden Wirkung auch in Hautpflegeprodukten verwendet.
| IUPAC-Name | 2-Hydroxybutandisäure |
| Molekularformel | C4H6O5 |
| CAS-Nummer | 6915-15-7 |
| Synonyme | Hydroxybernsteinsäure, Malat, (S)-Äpfelsäure |
| InChI | InChI=1S/C4H6O5/c5-3(6)1-2-4(7)8/h1-2.5-7H2,(H.8.7) |
Malat
Apfelsäure bildet in Kombination mit einem positiv geladenen Ion wie Natrium (Na+) oder Kalium (K+) ein ionisches Salz, Malat genannt. Malat spielt eine entscheidende Rolle bei mehreren Stoffwechselprozessen, einschließlich der Energieproduktion im Körper und der pH-Regulierung in Pflanzenzellen. Es fungiert als wichtiges Zwischenprodukt im Zitronensäurezyklus, auch Krebszyklus genannt, der Energie in Form von ATP erzeugt. Die Lebensmittelindustrie nutzt Malat als Geschmacksverstärker und die Kosmetikindustrie nutzt es als Peeling.
Eigenschaften von Apfelsäure
Apfelsäureformel
Die chemische Formel für Apfelsäure lautet C4H6O5. Diese Formel stellt die Anzahl und Art der im Apfelsäuremolekül vorhandenen Atome dar. Die vier Kohlenstoffatome werden durch C4 dargestellt, die sechs Wasserstoffatome durch H6 und die fünf Sauerstoffatome durch O5. Die chemische Formel ist ein wichtiges Hilfsmittel, um die Zusammensetzung und Eigenschaften einer Substanz zu verstehen und chemische Reaktionen aufzuzeichnen.
Apfelsäure Pka
Der pKa von Apfelsäure beträgt 3,4. Der pKa ist ein Maß für den Säuregehalt einer Substanz und wird als negativer Logarithmus der Dissoziationskonstante (Ka) der Säure definiert. Der pKa-Wert gibt die Stärke einer Säure an, wobei ein niedrigerer pKa-Wert auf eine stärkere Säure hinweist. Bei Apfelsäure weist ein pKa-Wert von 3,4 darauf hin, dass es sich um eine schwache Säure handelt, was bedeutet, dass sie in Wasser teilweise dissoziiert und H+-Ionen und negativ geladene Apfelsäuremoleküle (C4H5O4-) bildet. Der pKa-Wert von Apfelsäure kann verwendet werden, um ihr Verhalten bei verschiedenen chemischen Reaktionen vorherzusagen und den pH-Wert einer Apfelsäure enthaltenden Lösung zu bestimmen.
Molmasse der Apfelsäure
Die Molmasse von MA beträgt 134,08 g/mol. Sie wird berechnet, indem die Atommassen aller Elemente addiert werden, die in der Summenformel von MA, also C4H6O5, vorkommen. Die Molmasse ist ein wichtiger Wert zur Bestimmung der in einer Probe vorhandenen Substanzmenge. Die Kenntnis der Molmasse hilft bei der Umrechnung zwischen der Masse einer Probe und ihrer Molzahl, was bei vielen chemischen Reaktionen und Berechnungen von wesentlicher Bedeutung ist.
Struktur der Apfelsäure
Apfelsäure hat die Summenformel C4H6O5 und ist eine Carbonsäure, die aus einer Kette von vier Kohlenstoffatomen, sechs Wasserstoffatomen und fünf Sauerstoffatomen besteht. Das Molekül hat eine Hydroxylgruppe (-OH), die an das zweite Kohlenstoffatom gebunden ist, und eine Carboxylgruppe (-COOH), die an das vierte Kohlenstoffatom gebunden ist. Diese Struktur verleiht der Apfelsäure ihre sauren Eigenschaften und macht sie sehr gut wasserlöslich.
Siedepunkt von Apfelsäure
Der Siedepunkt von C4H6O5 liegt bei etwa 318 °C (604 °F). Dies ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck der Flüssigkeit dem Atmosphärendruck entspricht und die Flüssigkeit zum Sieden bringt. Der Siedepunkt eines Stoffes hängt von seinem Molekulargewicht, den zwischenmolekularen Kräften und der Art seiner Bindungen ab. Im Allgemeinen steigt mit zunehmendem Molekulargewicht einer Substanz auch ihr Siedepunkt.
Apfelsäure Schmelzpunkt
Der Schmelzpunkt von C4H6O5 liegt bei etwa 135–139 °C (275–282 °F). Es ist die Temperatur, bei der ein fester Stoff seinen Zustand in einen flüssigen Zustand überführt. Der Schmelzpunkt eines Stoffes hängt von der Art seiner Bindungen, dem Grad der Assoziation zwischen den Molekülen und seinem Molekulargewicht ab.
Apfelsäuredichte g/ml
Die Dichte von C4H6O5 beträgt etwa 1,58 g/ml. Die Dichte ist ein Maß für die Masse pro Volumeneinheit eines Stoffes und eine wichtige Eigenschaft zur Bestimmung seines Verhaltens unter verschiedenen Bedingungen. Die Dichte von C4H6O5 variiert je nach Temperatur und Druck, ihr Wert unter Standardbedingungen wird jedoch häufig in verschiedenen Anwendungen verwendet.
Molekulargewicht der Apfelsäure
Um das Molekulargewicht von C4H6O5 zu berechnen, addieren Sie die Atomgewichte aller Elemente in seiner Summenformel C4H6O5. Das Ergebnis beträgt 134,08 g/mol. Dieses Molekulargewicht spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Eigenschaften der Substanz und wird häufig in verschiedenen Berechnungen in der Chemie verwendet.
| Aussehen | Weißer kristalliner Feststoff |
| Spezifisches Gewicht | 1,58 g/ml |
| Farbe | Weiß |
| Geruch | Geruchlos |
| Molmasse | 134,08 g/Mol |
| Dichte | 1,58 g/ml |
| Fusionspunkt | 135–139 °C (275–282 °F) |
| Siedepunkt | 318 °C (604 °F) |
| Blitzpunkt | 203°C |
| Löslichkeit in Wasser | Sehr gut wasserlöslich |
| Löslichkeit | Löslich in Alkohol und Glycerin |
| Dampfdruck | N / A |
| Wasserdampfdichte | N / A |
| pKa | 3.4 |
| pH-Wert | 2-3 (in Lösung) |
Sicherheit und Gefahren von Apfelsäure
Gehen Sie mit C4H6O5 vorsichtig um, um mögliche Gesundheitsrisiken zu vermeiden. Bewahren Sie es an einem kühlen, trockenen Ort und fern von Wärmequellen auf. Tragen Sie beim Umgang mit dem Stoff Schutzhandschuhe und Schutzbrille. Hautkontakt und Einatmen von Staub vermeiden. Wenn Sie Hautreizungen verspüren, brechen Sie die Anwendung sofort ab. Begrenzen Sie die Aufnahme von C4H6O5, um Magen-Darm-Beschwerden wie Übelkeit, Erbrechen und Durchfall vorzubeugen. Wenn Sie die Pulverform von C4H6O5 einatmen, kann dies zu Reizungen Ihrer Atemwege führen. Befolgen Sie bei der Verwendung von Apfelsäure die entsprechenden Sicherheitsmaßnahmen, um eine sichere Verwendung zu gewährleisten.
| Gefahrensymbole | N / A |
| Sicherheitsbeschreibung | S26, S36/37/39 |
| UN-Identifikationsnummern | N / A |
| HS-Code | 2918.90.90 |
| Gefahrenklasse | N / A |
| Verpackungsgruppe | N / A |
| Toxizität | Oraler LD50 (Ratte) > 5.000 mg/kg |
Hinweis: Die Informationen in der Tabelle basieren auf gängigen Industriestandards und -vorschriften und können je nach spezifischer Verwendung und Handhabung von C4H6O5 variieren. Detaillierte Informationen zu Gefahren, Handhabung und Lagerung des Stoffes finden Sie immer im Sicherheitsdatenblatt (SDB).
Methoden zur Apfelsäuresynthese
Verschiedene Methoden, darunter chemische und biologische Prozesse, können C4H6O5 synthetisieren.
Bei der chemischen Synthesemethode können Sie entweder Tartronsäure oder Malonsäure oxidieren. Wandeln Sie das Zwischenprodukt zunächst in Tartronsäure um und setzen Sie es dann mit einem geeigneten Oxidationsmittel wie Kaliumpermanganat oder Wasserstoffperoxid oxidierenden Bedingungen aus. Abschließend wird das entstandene C4H6O5 durch Kristallisation zurückgewonnen.
Behandeln Sie Malonsäure zur Malonsäureoxidation mit einem Oxidationsmittel wie Chromtrioxid, um C4H6O5 zu erzeugen. Dieses Verfahren findet im Allgemeinen in einer wässrigen Lösung statt und kann unter milden Bedingungen durchgeführt werden.
Bei der biologischen Synthesemethode produzieren Mikroorganismen wie Hefen oder Bakterien durch Fermentation in einem geeigneten Nährmedium Apfelsäure. Bei einer anderen Methode, der Biotransformation, werden Enzyme verwendet, um die Bildung von C4H6O5 aus Vorläufern wie Malonyl-CoA oder Pyruvat zu katalysieren.
Die Wahl der Synthesemethode hängt von der konkreten Anwendung und dem gewünschten Ergebnis ab. Beispielsweise könnten chemische Synthesemethoden für die großtechnische Produktion von C4H6O5 geeignet sein, während biologische Methoden für die Produktion aus erneuerbaren Rohstoffen bevorzugt sein könnten.
Verwendung von Apfelsäure
MA ist ein vielseitiger Stoff mit einem breiten Anwendungsspektrum in verschiedenen Branchen. Einige der Hauptanwendungen von C4H6O5 sind:
- Die Lebensmittelindustrie verwendet C4H6O5 häufig als Säuerungsmittel und Geschmacksverstärker, insbesondere in Getränken und Süßigkeiten mit Fruchtgeschmack. Es reguliert den pH-Wert von Lebensmitteln und Getränken und ist daher eine wichtige Zutat bei der Herstellung von Marmeladen, Gelees und Säften.
- In Kosmetika und Körperpflegeprodukten peelt C4H6O5 die Haut, entfernt abgestorbene Hautzellen und hinterlässt ein glattes und erfrischtes Hautgefühl. Es ist Bestandteil von Hautpflegeprodukten, Shampoos und Spülungen.
- Pharmaunternehmen verwenden C4H6O5 zur Herstellung von Antazida zur Behandlung von Sodbrennen und Verdauungsstörungen.
- Die Agrarindustrie verwendet C4H6O5 zur Herstellung von Düngemitteln und Pflanzenwachstumsregulatoren sowie als Pestizid und Herbizid zur Bekämpfung des Wachstums und der Ausbreitung von Schädlingen und Unkräutern.
- Die Industrie verwendet C4H6O5 als Reinigungsmittel für Metalloberflächen, Textilien und Glas sowie als Korrosionsinhibitor in der Metallindustrie.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass C4H6O5 in verschiedenen Branchen vielfältig eingesetzt werden kann und sich als wichtiger Bestandteil bei der Herstellung einer Vielzahl von Produkten erwiesen hat. Seine Vielseitigkeit und Wirksamkeit machen es zu einem wertvollen Stoff für verschiedene Anwendungen.
Fragen:
F: Vorteile von Apfelsäure?
A: C4H6O5 hat mehrere potenzielle gesundheitliche Vorteile, darunter:
- C4H6O5 verbessert die Energieproduktion, indem es an der Energieerzeugung im Körper beteiligt ist, Müdigkeit reduziert und das Energieniveau erhöht.
- Studien haben gezeigt, dass eine C4H6O5-Supplementierung Muskelkater reduziert und die sportliche Leistung verbessert.
- Hautpflegeprodukte, die C4H6O5 enthalten, peelen die Haut effektiv, entfernen abgestorbene Zellen und verbessern die Hautstruktur.
- C4H6O5 reguliert den pH-Wert im Darm, fördert die Gesundheit des Verdauungssystems und beugt Verdauungsstörungen und Sodbrennen vor.
- Zahnaufhellungsprodukte mit C4H6O5 entfernen wirksam oberflächliche Verfärbungen von den Zähnen und fördern so die Mundgesundheit.
Es ist wichtig zu beachten, dass zusätzliche Forschung erforderlich ist, um die gesundheitlichen Vorteile von C4H6O5 vollständig zu verstehen und sichere und wirksame Dosierungen für die Anwendung festzulegen. Darüber hinaus ist es immer am besten, einen Arzt zu konsultieren, bevor Sie mit einer neuen Nahrungsergänzungskur beginnen.
F: Wofür wird Apfelsäure verwendet?
A: MA ist eine natürliche organische Säure, die häufig als Säuerungsmittel und Geschmacksverstärker verwendet wird, insbesondere in Getränken und Süßigkeiten mit Fruchtgeschmack. Es wird auch in Kosmetika, Pharmazeutika, industriellen Reinigungsmitteln und in einigen landwirtschaftlichen Produkten als Düngemittel und Wachstumsregulator verwendet. Darüber hinaus kann es potenzielle gesundheitliche Vorteile haben, wie z. B. die Verbesserung der Energieproduktion, die Verringerung von Muskelkater, die Förderung der Hautgesundheit sowie die Unterstützung der Verdauungs- und Mundgesundheit. .
F: Welche Vorteile hat Apfelsäure?
A: MA kann bei der Energieproduktion helfen, die Muskelfunktion unterstützen, die Mundgesundheit fördern und als Antioxidans im Körper wirken.
F: Was ist Apfelsäure?
A: MA ist eine natürliche organische Säure, die in Früchten vorkommt und für ihren herben und sauren Geschmack bekannt ist.
F: Wofür wird Apfelsäure verwendet?
A: MA wird als Lebensmittelzusatzstoff zur Geschmacksverbesserung, in Arzneimitteln und Kosmetika, als Reinigungsmittel und in industriellen Prozessen verwendet.
F: Ist Apfelsäure schädlich für Sie?
A: MA ist im Allgemeinen sicher für den Verzehr. Allerdings kann ein übermäßiger Verzehr bei manchen Menschen zu Magen-Darm-Beschwerden führen.
F: Welche Säure wird Lebensmitteln am häufigsten zugesetzt: Zitronensäure, Apfelsäure, Weinsäure oder Propionsäure?
A: Zitronensäure ist die am häufigsten zu Lebensmitteln hinzugefügte Säure und bekannt für ihren säuerlichen Geschmack und ihre vielseitigen Einsatzmöglichkeiten.
F: Wie viel Apfelsäure ist in Apfelessig enthalten?
A: Apfelessig enthält typischerweise etwa 0,1–0,4 % MA, was zu seinem charakteristischen Geschmack beiträgt.
F: Ist Apfelsäure ein Konservierungsmittel?
A: MA wird nicht in erster Linie als Konservierungsmittel verwendet, kann aber zur Konservierung bestimmter Lebensmittel und Kosmetikprodukte beitragen.
F: Wo kann ich Apfelsäurepulver kaufen?
A: MA-Pulver kann bei verschiedenen Online-Händlern, Lebensmittelfachgeschäften oder Chemielieferanten gekauft werden.
F: Wo kann ich Apfelsäure kaufen?
A: MA kann bei Online-Händlern, Reformhäusern oder Chemielieferanten gekauft werden, sowohl in physischen Geschäften als auch über Online-Plattformen.