L’acido citrico è un acido naturale presente negli agrumi. È ampiamente utilizzato negli alimenti e nelle bevande come esaltatore di sapidità e conservante. Trova applicazione anche nei prodotti per la pulizia e nei cosmetici.
| Nome IUPAC | Acido 2-idrossipropan-1,2,3-tricarbossilico |
| Formula molecolare | C₆H₈O₇ |
| numero CAS | 77-92-9 |
| Sinonimi | Acido 3-carbossi-3-idrossiglutarico, acido 2-idrossi-1,2,3-propantricarbossilico, citrato, ecc. |
| InChI | InChI=1S/C6H8O7/c7-3(8)1-6(13,5(11)12)2-4(9)10/h13H,1-2H2,(H,7,8)(H,9, 10)(H ,11,12) |
Proprietà dell’acido citrico
Formula dell’acido citrico
La formula dell’acido citrico è C₆H₈O₇. È costituito da sei atomi di carbonio, otto atomi di idrogeno e sette atomi di ossigeno. Questa formula chimica rappresenta la disposizione degli atomi in una singola molecola di acido citrico.
Massa molare dell’acido citrico
La massa molare di C₆H₈O₇ è di circa 192,13 grammi per mole. Si calcola sommando le masse atomiche di tutti gli atomi presenti in una mole di C₆H₈O₇. La massa molare viene utilizzata per convertire tra grammi e moli nei calcoli chimici.
Punto di ebollizione dell’acido citrico
L’acido citrico non ha un punto di ebollizione distinto perché subisce una decomposizione prima di raggiungere la temperatura di ebollizione. Tuttavia, quando riscaldato, inizia a degradarsi a circa 175 gradi Celsius (347 gradi Fahrenheit). La decomposizione di C₆H₈O₇ provoca la formazione di acqua e anidride carbonica.
Punto di fusione dell’acido citrico
L’acido citrico ha un punto di fusione di 153 gradi Celsius (307 gradi Fahrenheit). A questa temperatura, la forma solida di C₆H₈O₇ si trasforma in quella liquida. È importante notare che C₆H₈O₇ può esistere anche in forma anidra, che ha un punto di fusione più elevato, intorno a 310 gradi Celsius (590 gradi Fahrenheit).
Densità dell’acido citrico g/mL
La densità di C₆H₈O₇ è di circa 1,665 grammi per millilitro (g/mL). Questo valore rappresenta la massa di C₆H₈O₇ contenuta in un millilitro di volume. La densità di una sostanza viene spesso utilizzata per determinarne la concentrazione o la purezza.
Peso molecolare dell’acido citrico
Il peso molecolare di C₆H₈O₇ è di circa 192,13 grammi per mole. È la somma dei pesi atomici di tutti gli atomi di una molecola C₆H₈O₇. Il peso molecolare è un parametro importante per vari calcoli e reazioni chimiche.
Struttura dell’acido citrico
L’acido citrico ha una struttura di acido tricarbossilico con tre gruppi funzionali carbossilici (-COOH). Contiene un atomo di carbonio centrale legato a tre gruppi carbossilici e un gruppo ossidrile (-OH). La disposizione degli atomi conferisce al C₆H₈O₇ le sue caratteristiche proprietà acide e gli consente di partecipare a vari processi biochimici.
Solubilità dell’acido citrico
L’acido citrico è molto solubile in acqua. Si dissolve facilmente in acqua, alcool e altri solventi polari. La solubilità di C₆H₈O₇ aumenta con la temperatura. È comunemente usato come additivo alimentare e agente aromatizzante grazie alla sua capacità di dissolvere e migliorare i sapori nelle soluzioni acquose.
| Aspetto | Polvere cristallina bianca |
| Peso specifico | 1.665 |
| Colore | Incolore o bianco |
| Odore | Inodore |
| Massa molare | 192,13 g/mole |
| Densità | 1.665 g/ml |
| Punto di fusione | 153°C (307°F) |
| Punto di ebollizione | Si rompe prima dell’ebollizione |
| Punto flash | Non applicabile |
| solubilità in acqua | Molto solubile |
| Solubilità | Solubile in acqua, alcool e solventi polari |
| Pressione del vapore | Non applicabile |
| Densità del vapore | Non applicabile |
| pKa | pKa₁ = 3,13, pKa₂ = 4,76, pKa₃ = 6,40 |
| pH | pH = 1,8 – 3,1 (soluzione all’1% a 25°C) |
Sicurezza e pericoli dell’acido citrico
L’acido citrico è generalmente riconosciuto come sicuro per il consumo e ha un basso livello di tossicità. Tuttavia, la sua manipolazione richiede alcune precauzioni. Ciò potrebbe causare irritazioni agli occhi e alla pelle, pertanto si consiglia di indossare guanti e occhiali protettivi. L’inalazione di polveri o nebbie di C₆H₈O₇ può irritare le vie respiratorie, pertanto è consigliabile lavorare in ambienti ben ventilati. Sebbene non sia infiammabile, le alte temperature possono causare la decomposizione di C₆H₈O₇ e il rilascio di fumi irritanti. È importante conservare C₆H₈O₇ in un luogo fresco e asciutto, lontano da sostanze incompatibili. Nel complesso, l’implementazione di buone misure di sicurezza garantisce una manipolazione sicura di C₆H₈O₇.
| Simboli di pericolo | Nessuno |
| Descrizione della sicurezza | Provoca irritazione agli occhi e alla pelle. Può causare irritazione respiratoria. Maneggiare con cura ed evitare l’inalazione |
| Numeri di identificazione delle Nazioni Unite | Non applicabile |
| Codice SA | 2918.14.00 |
| Classe di pericolo | Non classificato come pericoloso |
| Gruppo di imballaggio | Non applicabile |
| Tossicità | Bassa tossicità; generalmente riconosciuto come sicuro |
Metodi di sintesi dell’acido citrico
Vari metodi possono sintetizzare C₆H₈O₇.
Microrganismi come alcuni ceppi del fungo Aspergillus niger o del batterio Escherichia coli fermentano i carboidrati come il glucosio o il saccarosio in un mezzo ricco di sostanze nutritive per sintetizzare C₆H₈O₇ come sottoprodotto. Metabolizzano gli zuccheri, producendo C₆H₈O₇ durante la fermentazione.
Gli agrumi vengono inizialmente spremuti per ottenere una soluzione concentrata, estraendo C₆H₈O₇ da fonti naturali. I processi di purificazione rimuovono le impurità e le particelle solide dal succo. Trattando la soluzione concentrata con idrossido di calcio si forma il citrato di calcio, un sale di C₆H₈O₇. L’acidificazione della soluzione mediante acido solforico o cloridrico rilascia C₆H₈O₇ sotto forma di precipitato di questo sale. Raccogliendo, lavando ed essiccando il precipitato si ottiene C₆H₈O₇ puro.
I metodi di sintesi chimica prevedono l’ossidazione catalitica del glucosio o di altri carboidrati utilizzando catalizzatori specifici come platino o palladio. Il glucosio viene convertito in acido gluconico attraverso questo processo e un’ulteriore ossidazione lo converte in C₆H₈O₇.
Nel complesso, questi processi consentono la produzione su larga scala di C₆H₈O₇ per soddisfare la domanda in vari settori come quello alimentare e delle bevande, farmaceutico e cosmetico.
Usi dell’acido citrico
C₆H₈O₇ trova ampie applicazioni in vari settori grazie alle sue proprietà versatili. Ecco alcuni usi comuni:
- Industria alimentare e delle bevande: l’industria alimentare e delle bevande utilizza ampiamente C₆H₈O₇ come esaltatore di sapidità, acidificante e conservante nelle bevande analcoliche, marmellate, caramelle e latticini.
- Industria farmaceutica: l’industria farmaceutica utilizza C₆H₈O₇ come regolatore del pH e agente aromatizzante nella produzione di compresse e sciroppi effervescenti. Serve anche come agente chelante in alcuni farmaci.
- Prodotti per la pulizia: C₆H₈O₇ rimuove efficacemente il calcare, le macchie di acqua dura e la ruggine, rendendolo un ingrediente comune nei detergenti domestici, nei detersivi per i piatti e negli agenti anticalcare.
- Cosmetici e cura personale: C₆H₈O₇ svolge molteplici ruoli nei prodotti per la cura della pelle e dei capelli, fungendo da regolatore del pH, esfoliante e migliorando l’efficacia di altri ingredienti.
- Trattamento dell’acqua: C₆H₈O₇ trova applicazione nei processi di trattamento dell’acqua per controllare i livelli di pH e rimuovere gli ioni metallici. Aiuta a prevenire la formazione del tartaro e a inibire la crescita di alcuni batteri.
- Applicazioni industriali: varie industrie utilizzano C₆H₈O₇ in processi come la pulizia dei metalli, la tintura di tessuti e la catalizzazione di reazioni chimiche.
- Fotografia: nella fotografia, gli sviluppatori utilizzano C₆H₈O₇ per sviluppare soluzioni per pellicole fotografiche. Aiuta a controllare il pH e migliora la qualità dell’immagine.
- Sapore e conservazione degli alimenti: il sapore pungente di C₆H₈O₇ lo rende una scelta popolare come agente acidificante nei prodotti alimentari. Inoltre, agisce come conservante naturale, prolungando così la durata di conservazione di alcuni alimenti.
Queste diverse applicazioni evidenziano l’importanza del C₆H₈O₇ in molti settori, rendendolo un composto prezioso e ampiamente utilizzato.
Domande:
D: Cos’è l’acido citrico?
R: C₆H₈O₇ è un acido naturale presente negli agrumi come limoni e arance, ed è ampiamente utilizzato in varie applicazioni alimentari e industriali.
D: L’acido citrico è un conservante naturale?
R: Sì, C₆H₈O₇ è comunemente usato come conservante naturale grazie alla sua capacità di inibire la crescita di alcuni batteri e prolungare la durata di conservazione dei prodotti alimentari.
D: L’acido citrico fa male?
R: Il C₆H₈O₇ è generalmente riconosciuto come sicuro per il consumo in quantità moderate, ma un consumo eccessivo può causare disturbi gastrointestinali o erosione dentale.
D: L’acido citrico e l’acido ascorbico sono la stessa cosa?
R: No, C₆H₈O₇ e l’acido ascorbico (vitamina C) sono composti diversi con strutture e proprietà chimiche distinte, sebbene entrambi si trovino comunemente nella frutta.
D: L’acido citrico è pericoloso?
R: C₆H₈O₇ non è intrinsecamente pericoloso se usato correttamente, ma può causare irritazione agli occhi e alla pelle e l’inalazione di grandi quantità di polvere o nebbia di acido citrico può irritare il sistema respiratorio.
D: Dove si svolge il ciclo dell’acido citrico?
R: Il ciclo C₆H₈O₇, noto anche come ciclo di Krebs, si verifica nei mitocondri delle cellule e svolge un ruolo centrale nella respirazione cellulare, producendo molecole ricche di energia.
D: Quale di questi entra nel ciclo dell’acido citrico?
R: L’acetil-CoA, una molecola derivata dalla scomposizione di carboidrati, grassi e proteine, entra nel ciclo C₆H₈O₇ per essere ulteriormente metabolizzata e generare energia.
D: L’acido citrico fa male?
R: C₆H₈O₇ è generalmente sicuro per un consumo moderato, ma un consumo eccessivo può causare effetti avversi, come disturbi gastrointestinali ed erosione dello smalto dei denti.