Citroenzuur is een natuurlijk zuur dat voorkomt in citrusvruchten. Het wordt veel gebruikt in voedingsmiddelen en dranken als smaakversterker en conserveermiddel. Het vindt ook toepassingen in schoonmaakproducten en cosmetica.
| IUPAC-naam | 2-Hydroxypropaan-1,2,3-tricarbonzuur |
| Moleculaire formule | C₆H₈O₇ |
| CAS-nummer | 77-92-9 |
| Synoniemen | 3-carboxy-3-hydroxyglutaarzuur, 2-hydroxy-1,2,3-propaantricarbonzuur, citraat, enz. |
| 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) |
Eigenschappen van citroenzuur
Citroenzuurformule
De formule voor citroenzuur is C₆H₈O₇. Het bestaat uit zes koolstofatomen, acht waterstofatomen en zeven zuurstofatomen. Deze chemische formule vertegenwoordigt de rangschikking van atomen in een enkel molecuul citroenzuur.
Molaire massa van citroenzuur
De molaire massa van C₆H₈O₇ is ongeveer 192,13 gram per mol. Het wordt berekend door de atoommassa’s van alle atomen die aanwezig zijn in één mol C₆H₈O₇ bij elkaar op te tellen. Molaire massa wordt gebruikt om grammen naar mol om te zetten in chemische berekeningen.
Kookpunt van citroenzuur
Citroenzuur heeft geen duidelijk kookpunt omdat het ontleding ondergaat voordat het een kooktemperatuur bereikt. Bij verhitting begint het echter af te breken rond de 175 graden Celsius (347 graden Fahrenheit). De ontleding van C₆H₈O₇ resulteert in de vorming van water en koolstofdioxide.
Citroenzuur Smeltpunt
Citroenzuur heeft een smeltpunt van 153 graden Celsius (307 graden Fahrenheit). Bij deze temperatuur verandert de vaste vorm van C₆H₈O₇ in een vloeistof. Het is belangrijk op te merken dat C₆H₈O₇ ook in een watervrije vorm kan voorkomen, die een hoger smeltpunt heeft, rond de 310 graden Celsius (590 graden Fahrenheit).
Dichtheid van citroenzuur g/ml
De dichtheid van C₆H₈O₇ is ongeveer 1,665 gram per milliliter (g/ml). Deze waarde vertegenwoordigt de massa C₆H₈O₇ in één milliliter volume. De dichtheid van een stof wordt vaak gebruikt om de concentratie of zuiverheid ervan te bepalen.
Citroenzuur molecuulgewicht
Het molecuulgewicht van C₆H₈O₇ bedraagt ongeveer 192,13 gram per mol. Het is de som van de atoomgewichten van alle atomen in een C₆H₈O₇-molecuul. Molecuulgewicht is een belangrijke parameter voor verschillende chemische berekeningen en reacties.
Structuur van citroenzuur
Citroenzuur heeft een tricarbonzuurstructuur met drie functionele carboxylgroepen (-COOH). Het bevat een centraal koolstofatoom gebonden aan drie carboxylgroepen en één hydroxylgroep (-OH). De rangschikking van de atomen geeft C₆H₈O₇ zijn karakteristieke zure eigenschappen en zorgt ervoor dat het kan deelnemen aan verschillende biochemische processen.
Oplosbaarheid van citroenzuur
Citroenzuur is zeer oplosbaar in water. Het lost gemakkelijk op in water, alcohol en andere polaire oplosmiddelen. De oplosbaarheid van C₆H₈O₇ neemt toe met de temperatuur. Het wordt vaak gebruikt als voedingsadditief en smaakstof vanwege het vermogen om smaken in waterige oplossingen op te lossen en te versterken.
| Verschijning | Wit kristallijn poeder |
| Soortelijk gewicht | 1.665 |
| Kleur | Kleurloos of wit |
| Geur | Geurloos |
| Molaire massa | 192,13 g/mol |
| Dikte | 1.665 g/ml |
| Fusie punt | 153°C (307°F) |
| Kookpunt | Breekt af voordat het kookt |
| Flitspunt | Niet toepasbaar |
| oplosbaarheid in water | Zeer oplosbaar |
| Oplosbaarheid | Oplosbaar in water, alcohol en polaire oplosmiddelen |
| Dampdruk | Niet toepasbaar |
| Dampdichtheid | Niet toepasbaar |
| pKa | pKa₁ = 3,13, pKa₂ = 4,76, pKa₃ = 6,40 |
| pH | pH = 1,8 – 3,1 (1% oplossing bij 25°C) |
Veiligheid en gevaren van citroenzuur
Citroenzuur wordt algemeen erkend als veilig voor consumptie en heeft een lage toxiciteit. De behandeling ervan vereist echter enkele voorzorgsmaatregelen. Dit kan oog- en huidirritatie veroorzaken, daarom wordt het dragen van beschermende handschoenen en een veiligheidsbril aanbevolen. Inademing van C₆H₈O₇-stof of -nevel kan de luchtwegen irriteren. Het is daarom raadzaam om in goed geventileerde ruimtes te werken. Hoewel het niet brandbaar is, kunnen hoge temperaturen ervoor zorgen dat C₆H₈O₇ ontbindt en irriterende dampen vrijkomen. Het is belangrijk om C₆H₈O₇ op een koele, droge plaats op te slaan, uit de buurt van onverenigbare stoffen. Over het algemeen zorgt het implementeren van goede veiligheidsmaatregelen voor een veilige omgang met C₆H₈O₇.
| Gevarensymbolen | Geen |
| Beveiligingsbeschrijving | Veroorzaakt oog- en huidirritatie. Kan irritatie van de luchtwegen veroorzaken. Wees voorzichtig en vermijd inademing |
| VN-identificatienummers | Niet toepasbaar |
| HS-code | 2918.14.00 |
| Gevarenklasse | Niet geclassificeerd als gevaarlijk |
| Verpakkingsgroep | Niet toepasbaar |
| Toxiciteit | Lage toxiciteit; algemeen erkend als veilig |
Methoden voor citroenzuursynthese
Er zijn verschillende methoden om C₆H₈O₇ te synthetiseren.
Micro-organismen zoals bepaalde stammen van de schimmel Aspergillus niger of de bacterie Escherichia coli fermenteren koolhydraten zoals glucose of sucrose in een voedingsrijk medium om C₆H₈O₇ als bijproduct te synthetiseren. Ze metaboliseren suikers en produceren tijdens de fermentatie C₆H₈O₇.
Citrusvruchten worden eerst geperst om een geconcentreerde oplossing te verkrijgen, waarbij C₆H₈O₇ uit natuurlijke bronnen wordt gehaald. Zuiveringsprocessen verwijderen onzuiverheden en vaste deeltjes uit het sap. Door de geconcentreerde oplossing te behandelen met calciumhydroxide ontstaat calciumcitraat, een zout van C₆H₈O₇. Bij aanzuring van de oplossing met zwavelzuur of zoutzuur komt C₆H₈O₇ vrij in de vorm van een neerslag van dit zout. Door het neerslag op te vangen, te wassen en te drogen ontstaat zuiver C₆H₈O₇.
Chemische synthesemethoden omvatten de katalytische oxidatie van glucose of andere koolhydraten met behulp van specifieke katalysatoren zoals platina of palladium. Glucose wordt door dit proces omgezet in gluconzuur en door verdere oxidatie wordt het omgezet in C₆H₈O₇.
Over het geheel genomen maken deze processen grootschalige productie van C₆H₈O₇ mogelijk om te voldoen aan de vraag in verschillende industrieën, zoals de voedingsmiddelen- en drankenindustrie, de farmaceutische industrie en de cosmetica.
Gebruik van citroenzuur
C₆H₈O₇ vindt brede toepassingen in verschillende industrieën vanwege zijn veelzijdige eigenschappen. Hier zijn enkele veelvoorkomende toepassingen:
- Voedings- en drankenindustrie: De voedingsmiddelen- en drankenindustrie maakt op grote schaal gebruik van C₆H₈O₇ als smaakversterker, zuurteregelaar en conserveermiddel in frisdranken, jam, snoep en zuivelproducten.
- Farmaceutische industrie: De farmaceutische industrie gebruikt C₆H₈O₇ als pH-regelaar en smaakstof bij de productie van tabletten en bruissiropen. Het dient ook als chelaatvormer in bepaalde medicijnen.
- Reinigingsproducten: C₆H₈O₇ verwijdert effectief kalkaanslag, hardwatervlekken en roest, waardoor het een veelgebruikt ingrediënt is in huishoudelijke schoonmaakmiddelen, afwasmiddelen en ontkalkingsmiddelen.
- Cosmetica en persoonlijke verzorging: C₆H₈O₇ speelt meerdere rollen in huid- en haarverzorgingsproducten en dient als pH-regelaar, exfoliant en verbetert de effectiviteit van andere ingrediënten.
- Waterbehandeling: C₆H₈O₇ wordt toegepast in waterbehandelingsprocessen om de pH-niveaus te controleren en metaalionen te verwijderen. Het helpt de vorming van tandsteen te voorkomen en de groei van bepaalde bacteriën te remmen.
- Industriële toepassingen: Verschillende industrieën gebruiken C₆H₈O₇ in processen zoals het reinigen van metalen, het verven van textiel en het katalyseren van chemische reacties.
- Fotografie: In de fotografie gebruiken ontwikkelaars C₆H₈O₇ om oplossingen voor fotografische films te ontwikkelen. Het helpt de pH onder controle te houden en verbetert de beeldkwaliteit.
- Smaak en conservering van voedsel: De scherpe smaak van C₆H₈O₇ maakt het een populaire keuze als verzuurmiddel in voedingsproducten. Bovendien fungeert het als een natuurlijk conserveermiddel, waardoor de houdbaarheid van bepaalde voedingsmiddelen wordt verlengd.
Deze uiteenlopende toepassingen benadrukken het belang van C₆H₈O₇ in veel industrieën, waardoor het een waardevolle en veelgebruikte verbinding is.
Vragen:
Vraag: Wat is citroenzuur?
A: C₆H₈O₇ is een natuurlijk zuur dat voorkomt in citrusvruchten zoals citroenen en sinaasappels, en wordt veel gebruikt in verschillende voedingsmiddelen en industriële toepassingen.
Vraag: Is citroenzuur een natuurlijk conserveermiddel?
A: Ja, C₆H₈O₇ wordt vaak gebruikt als natuurlijk conserveermiddel vanwege het vermogen om de groei van bepaalde bacteriën te remmen en de houdbaarheid van voedingsmiddelen te verlengen.
Vraag: Is citroenzuur slecht voor je?
A: C₆H₈O₇ wordt algemeen gezien als veilig voor consumptie in gematigde hoeveelheden, maar overmatige consumptie kan maag-darmklachten of tanderosie veroorzaken.
Vraag: Zijn citroenzuur en ascorbinezuur hetzelfde?
A: Nee, C₆H₈O₇ en ascorbinezuur (vitamine C) zijn verschillende verbindingen met verschillende structuren en chemische eigenschappen, hoewel beide vaak in fruit voorkomen.
Vraag: Is citroenzuur gevaarlijk?
A: C₆H₈O₇ is bij correct gebruik niet inherent gevaarlijk, maar kan oog- en huidirritatie veroorzaken, en het inademen van grote hoeveelheden citroenzuurstof of -nevel kan de luchtwegen irriteren.
Vraag: Waar vindt de citroenzuurcyclus plaats?
A: De C₆H₈O₇-cyclus, ook bekend als de Krebs-cyclus, vindt plaats in de mitochondriën van cellen en speelt een centrale rol bij de cellulaire ademhaling, waarbij energierijke moleculen worden geproduceerd.
Vraag: Welke van deze komt in de citroenzuurcyclus terecht?
A: Acetyl-CoA, een molecuul dat ontstaat bij de afbraak van koolhydraten, vetten en eiwitten, komt in de C₆H₈O₇-cyclus terecht om verder te worden gemetaboliseerd en energie te genereren.
Vraag: Is citroenzuur slecht voor je?
A: C₆H₈O₇ is over het algemeen veilig bij matige consumptie, maar overmatige consumptie kan nadelige effecten veroorzaken, zoals maag-darmklachten en erosie van het tandglazuur.