구연산은 감귤류에서 발견되는 천연산입니다. 식품 및 음료에 풍미 강화제 및 방부제로 널리 사용됩니다. 또한 청소 제품 및 화장품에도 적용됩니다.
| IUPAC 이름 | 2-히드록시프로판-1,2,3-트리카르복실산 |
| 분자식 | C₆H₈O₇ |
| CAS 번호 | 77-92-9 |
| 동의어 | 3-카르복시-3-히드록시글루타르산, 2-히드록시-1,2,3-프로판트리카르복실산, 구연산염 등 |
| 인치 | 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) |
구연산의 성질
구연산 포뮬러
구연산의 공식은 C₆H₈O₇입니다. 6개의 탄소 원자, 8개의 수소 원자, 7개의 산소 원자로 구성되어 있습니다. 이 화학식은 구연산 단일 분자의 원자 배열을 나타냅니다.
구연산 몰 질량
C₆H₈O₇의 몰 질량은 몰당 약 192.13g입니다. C₆H₈O₇ 1몰에 존재하는 모든 원자의 원자 질량을 더하여 계산됩니다. 몰 질량은 화학 계산에서 그램과 몰 사이를 변환하는 데 사용됩니다.
구연산의 끓는점
구연산은 끓는점에 도달하기 전에 분해되기 때문에 뚜렷한 끓는점이 없습니다. 그러나 가열하면 약 섭씨 175도(화씨 347도)에서 분해되기 시작합니다. C₆H₈O₇가 분해되면 물과 이산화탄소가 생성됩니다.
구연산 녹는점
구연산의 녹는점은 섭씨 153도(화씨 307도)입니다. 이 온도에서 C₆H₈O₇의 고체 형태는 액체로 변합니다. C₆H₈O₇는 녹는점이 섭씨 310도(화씨 590도) 정도로 더 높은 무수 형태로도 존재할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다.
구연산의 밀도 g/mL
C₆H₈O₇의 밀도는 밀리리터당 약 1.665그램(g/mL)입니다. 이 값은 1밀리리터의 부피에 포함된 C₆H₈O₇의 질량을 나타냅니다. 물질의 밀도는 종종 농도나 순도를 결정하는 데 사용됩니다.
구연산의 분자량
C₆H₈O₇의 분자량은 몰당 약 192.13g입니다. 이는 C₆H₈O₇ 분자를 구성하는 모든 원자의 원자량의 합입니다. 분자량은 다양한 화학 계산 및 반응에 중요한 매개변수입니다.
구연산의 구조
구연산은 3개의 카르복실 작용기(-COOH)를 갖는 트리카르복실산 구조를 가지고 있습니다. 이는 3개의 카르복실 그룹과 1개의 하이드록실 그룹(-OH)에 결합된 중심 탄소 원자를 포함합니다. 원자 배열은 C₆H₈O₇에 특징적인 산성 특성을 부여하고 다양한 생화학적 과정에 참여할 수 있게 해줍니다.
구연산의 용해도
구연산은 물에 매우 잘 녹습니다. 물, 알코올 및 기타 극성 용매에 쉽게 용해됩니다. C₆H₈O₇의 용해도는 온도에 따라 증가합니다. 수용액에 용해되고 향미를 향상시키는 능력으로 인해 식품 첨가물 및 향료로 일반적으로 사용됩니다.
| 모습 | 백색 결정성 분말 |
| 비중 | 1,665 |
| 색상 | 무색 또는 흰색 |
| 냄새가 나다 | 냄새 없는 |
| 몰 질량 | 192.13g/몰 |
| 밀도 | 1,665g/mL |
| 융합점 | 153°C(307°F) |
| 비점 | 끓기 전에 분해됨 |
| 플래시 도트 | 해당 없음 |
| 물에 대한 용해도 | 매우 용해성 |
| 용해도 | 물, 알코올 및 극성 용매에 용해됨 |
| 증기압 | 해당 없음 |
| 증기 밀도 | 해당 없음 |
| pKa | pKa₁ = 3.13, pKa₂ = 4.76, pKa₃ = 6.40 |
| pH | pH = 1.8 – 3.1(25°C에서 1% 용액) |
구연산의 안전성과 위험성
구연산은 일반적으로 섭취해도 안전한 것으로 인식되며 독성이 낮습니다. 그러나 취급에는 몇 가지 예방 조치가 필요합니다. 눈과 피부에 자극을 줄 수 있으므로 보호장갑과 고글을 착용하는 것이 좋습니다. C₆H₈O₇ 분진이나 미스트를 흡입하면 호흡기계에 자극을 줄 수 있으므로 환기가 잘 되는 곳에서 작업하는 것이 좋습니다. 가연성은 아니지만 고온으로 인해 C₆H₈O₇가 분해되어 자극적인 연기를 방출할 수 있습니다. C₆H₈O₇를 서늘하고 건조한 곳에 보관하고 부적합한 물질과 멀리 두는 것이 중요합니다. 전반적으로 우수한 안전 조치를 구현하면 C₆H₈O₇를 안전하게 처리할 수 있습니다.
| 위험 기호 | 없음 |
| 보안 설명 | 눈과 피부에 자극을 일으킵니다. 호흡기 자극을 일으킬 수 있음. 주의해서 취급하고 흡입을 피하십시오 |
| UN 식별 번호 | 해당 없음 |
| HS 코드 | 2918.14.00 |
| 위험 등급 | 위험물로 분류되지 않음 |
| 포장그룹 | 해당 없음 |
| 독성 | 낮은 독성; 일반적으로 안전하다고 인정되는 |
구연산 합성 방법
다양한 방법으로 C₆H₈O₇를 합성할 수 있습니다.
곰팡이 Aspergillus niger의 특정 종이나 Escherichia coli 박테리아와 같은 미생물은 영양이 풍부한 배지에서 포도당이나 자당과 같은 탄수화물을 발효시켜 부산물로 C₆H₈O₇를 합성합니다. 그들은 설탕을 대사하여 발효 중에 C₆H₈O₇를 생성합니다.
감귤류는 처음에 주스를 만들어 농축된 용액을 얻고 천연 자원에서 C₆H₈O₇를 추출합니다. 정제 공정은 주스에서 불순물과 고체 입자를 제거합니다. 농축된 용액을 수산화칼슘으로 처리하면 C₆H₈O₇의 염인 구연산칼슘이 형성됩니다. 황산이나 염산을 사용하여 용액을 산성화하면 이 염의 침전 형태로 C₆H₈O₇가 방출됩니다. 침전물을 수집, 세척 및 건조하면 순수한 C₆H₈O₇가 생성됩니다.
화학적 합성 방법에는 백금이나 팔라듐과 같은 특정 촉매를 사용하여 포도당이나 기타 탄수화물의 촉매 산화가 포함됩니다. 이 과정을 통해 포도당은 글루콘산으로 전환되고, 추가 산화를 통해 C₆H₈O₇로 전환됩니다.
전반적으로 이러한 공정을 통해 C₆H₈O₇의 대규모 생산이 가능해 식품 및 음료, 제약, 화장품 등 다양한 산업 분야의 수요를 충족할 수 있습니다.
구연산의 용도
C₆H₈O₇는 다양한 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 폭넓게 응용됩니다. 다음은 몇 가지 일반적인 용도입니다.
- 식품 및 음료 산업: 식품 및 음료 산업에서는 C₆H₈O₇를 청량음료, 잼, 사탕 및 유제품의 향미 강화제, 산미료 및 방부제로 널리 사용합니다.
- 제약 산업: 제약 산업에서는 C₆H₈O₇를 정제 및 발포성 시럽 생산 시 pH 조절제 및 착향제로 사용합니다. 또한 특정 약물에서 킬레이트제로도 사용됩니다.
- 청소 제품: C₆H₈O₇는 석회질, 경수 얼룩 및 녹을 효과적으로 제거하여 가정용 세제, 접시 세제 및 석회질 제거제의 일반적인 성분입니다.
- 화장품 및 개인 관리: C₆H₈O₇는 피부 및 헤어 관리 제품에서 pH 조절제, 각질 제거제 역할을 하고 기타 성분의 효과를 강화하는 등 다양한 역할을 합니다.
- 수처리: C₆H₈O₇는 수처리 공정에서 pH 수준을 제어하고 금속 이온을 제거하는 용도로 사용됩니다. 치석 형성을 예방하고 특정 박테리아의 성장을 억제하는 데 도움이 됩니다.
- 산업 응용: 다양한 산업에서는 금속 세척, 직물 염색, 화학 반응 촉매와 같은 공정에서 C₆H₈O₇를 사용합니다.
- 사진: 사진 분야에서 개발자는 C₆H₈O₇를 사용하여 사진 필름용 솔루션을 개발합니다. pH를 조절하고 이미지 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
- 맛 및 식품 보존: C₆H₈O₇의 매운 맛으로 인해 식품의 산성화제로 널리 사용됩니다. 또한 천연 방부제 역할을 하여 특정 식품의 유통기한을 연장합니다.
이러한 다양한 응용 분야는 많은 산업 분야에서 C₆H₈O₇의 중요성을 강조하여 C₆H₈O₇를 가치 있고 널리 사용되는 화합물로 만듭니다.
질문:
Q: 구연산이란 무엇입니까?
A: C₆H₈O₇는 레몬, 오렌지 등 감귤류에 들어 있는 천연산으로 다양한 식품 및 산업 분야에 널리 사용됩니다.
Q: 구연산은 천연방부제인가요?
A: 네, C₆H₈O₇는 특정 박테리아의 성장을 억제하고 식품의 유통기한을 연장하는 능력으로 인해 천연 방부제로 흔히 사용됩니다.
Q: 구연산은 몸에 좋지 않나요?
A: C₆H₈O₇는 일반적으로 적당한 양을 섭취해도 안전한 것으로 알려져 있지만, 과도하게 섭취할 경우 위장 장애나 치아 부식을 유발할 수 있습니다.
Q: 구연산과 아스코르브산은 같은가요?
A: 아니요, C₆H₈O₇와 아스코르브산(비타민 C)은 둘 다 과일에서 흔히 발견되지만 뚜렷한 구조와 화학적 특성을 지닌 서로 다른 화합물입니다.
Q: 구연산은 위험한가요?
A: C₆H₈O₇는 적절하게 사용하면 본질적으로 위험하지는 않지만 눈과 피부에 자극을 줄 수 있으며, 다량의 구연산 먼지나 미스트를 흡입할 경우 호흡기에 자극을 줄 수 있습니다.
Q: 구연산 회로는 어디에서 발생합니까?
A: 크렙스 주기라고도 알려진 C₆H₈O₇ 주기는 세포의 미토콘드리아에서 발생하며 세포 호흡에서 중심 역할을 하며 에너지가 풍부한 분자를 생성합니다.
Q: 다음 중 구연산 회로에 들어가는 것은 무엇입니까?
A: 탄수화물, 지방, 단백질의 분해에서 파생된 분자인 아세틸-CoA는 C₆H₈O₇ 회로에 들어가 추가 대사를 거쳐 에너지를 생성합니다.
Q: 구연산은 몸에 좋지 않나요?
A: C₆H₈O₇는 일반적으로 적당량 섭취하면 안전하지만, 과도하게 섭취할 경우 위장 장애, 치아 법랑질 침식 등의 부작용을 일으킬 수 있습니다.