Лимонная кислота – это натуральная кислота, содержащаяся в цитрусовых. Он широко используется в продуктах питания и напитках в качестве усилителя вкуса и консерванта. Он также находит применение в чистящих средствах и косметике.
| Название ИЮПАК | 2-Гидроксипропан-1,2,3-трикарбоновая кислота |
| Молекулярная формула | C₆H₈O₇ |
| Количество CAS | 77-92-9 |
| Синонимы | 3-карбокси-3-гидроксиглутаровая кислота, 2-гидрокси-1,2,3-пропантрикарбоновая кислота, цитрат и др. |
| ИнЧИ | 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) |
Свойства лимонной кислоты
Формула лимонной кислоты
Формула лимонной кислоты C₆H₈O₇. Он состоит из шести атомов углерода, восьми атомов водорода и семи атомов кислорода. Эта химическая формула представляет расположение атомов в одной молекуле лимонной кислоты.
Молярная масса лимонной кислоты
Молярная масса C₆H₈O₇ составляет примерно 192,13 грамма на моль. Его рассчитывают путем сложения атомных масс всех атомов, присутствующих в одном моле C₆H₈O₇. Молярная масса используется для преобразования граммов в моли в химических расчетах.
Температура кипения лимонной кислоты
Лимонная кислота не имеет четкой точки кипения, поскольку она разлагается до достижения температуры кипения. Однако при нагревании он начинает разлагаться при температуре около 175 градусов по Цельсию (347 градусов по Фаренгейту). Разложение C₆H₈O₇ приводит к образованию воды и углекислого газа.
Лимонная кислота Точка плавления
Лимонная кислота имеет температуру плавления 153 градуса по Цельсию (307 градусов по Фаренгейту). При этой температуре твердая форма C₆H₈O₇ превращается в жидкость. Важно отметить, что C₆H₈O₇ также может существовать в безводной форме, которая имеет более высокую температуру плавления — около 310 градусов Цельсия (590 градусов по Фаренгейту).
Плотность лимонной кислоты г/мл
Плотность C₆H₈O₇ составляет примерно 1,665 грамма на миллилитр (г/мл). Это значение представляет собой массу C₆H₈O₇, содержащуюся в одном миллилитре объема. Плотность вещества часто используется для определения его концентрации или чистоты.
Молекулярный вес лимонной кислоты
Молекулярная масса C₆H₈O₇ составляет примерно 192,13 грамма на моль. Это сумма атомных весов всех атомов молекулы C₆H₈O₇. Молекулярная масса является важным параметром для различных химических расчетов и реакций.
Структура лимонной кислоты
Лимонная кислота имеет структуру трикарбоновой кислоты с тремя функциональными карбоксильными группами (-СООН). Он содержит центральный атом углерода, связанный с тремя карбоксильными группами и одной гидроксильной группой (-ОН). Расположение атомов придает C₆H₈O₇ характерные кислотные свойства и позволяет ему участвовать в различных биохимических процессах.
Растворимость лимонной кислоты
Лимонная кислота хорошо растворяется в воде. Легко растворяется в воде, спирте и других полярных растворителях. Растворимость C₆H₈O₇ увеличивается с температурой. Его обычно используют в качестве пищевой добавки и ароматизатора из-за его способности растворять и усиливать ароматизаторы в водных растворах.
| Появление | Белый кристаллический порошок |
| Удельный вес | 1665 |
| Цвет | Бесцветный или белый |
| Запах | Без запаха |
| Молярная масса | 192,13 г/моль |
| Плотность | 1665 г/мл |
| Точка плавления | 153°С (307°Ф) |
| Точка кипения | Разлагается перед кипячением |
| Мигающая точка | Непригодный |
| Растворимость в воде | Очень растворим |
| Растворимость | Растворим в воде, спирте и полярных растворителях. |
| Давление газа | Непригодный |
| Плотность пара | Непригодный |
| пКа | pKa₁ = 3,13, pKa₂ = 4,76, pKa₃ = 6,40 |
| рН | pH = 1,8 – 3,1 (1% раствор при 25°C) |
Безопасность и вред лимонной кислоты
Лимонная кислота общепризнана безопасной для употребления и имеет низкий уровень токсичности. Однако обращение с ним требует некоторых мер предосторожности. Это может вызвать раздражение глаз и кожи, поэтому рекомендуется носить защитные перчатки и очки. Вдыхание пыли или тумана C₆H₈O₇ может вызвать раздражение дыхательных путей, поэтому рекомендуется работать в хорошо проветриваемых помещениях. Несмотря на то, что он не воспламеняется, высокие температуры могут привести к разложению C₆H₈O₇ и выделению раздражающих паров. Важно хранить C₆H₈O₇ в сухом, прохладном месте, вдали от несовместимых веществ. В целом, соблюдение правил безопасности обеспечивает безопасное обращение с C₆H₈O₇.
| Символы опасности | Никто |
| Описание безопасности | Вызывает раздражение глаз и кожи. Может вызвать раздражение дыхательных путей. Обращайтесь с осторожностью и избегайте вдыхания. |
| Идентификационные номера ООН | Непригодный |
| код ТН ВЭД | 2918.14.00 |
| Класс опасности | Не классифицируется как опасный |
| Группа упаковки | Непригодный |
| Токсичность | Низкая токсичность; обычно признан безопасным |
Методы синтеза лимонной кислоты
C₆H₈O₇ можно синтезировать различными методами.
Микроорганизмы, такие как некоторые штаммы гриба Aspergillus niger или бактерии Escherichia coli, ферментируют углеводы, такие как глюкоза или сахароза, в богатой питательными веществами среде с синтезом C₆H₈O₇ в качестве побочного продукта. Они метаболизируют сахара, образуя C₆H₈O₇ во время ферментации.
Цитрусовые сначала отжимают для получения концентрированного раствора, извлекая C₆H₈O₇ из природных источников. Процессы очистки удаляют из сока примеси и твердые частицы. Обработка концентрированного раствора гидроксидом кальция приводит к образованию цитрата кальция, соли C₆H₈O₇. При подкислении раствора серной или соляной кислотой выделяется C₆H₈O₇ в виде осадка этой соли. Сбор, промывка и сушка осадка дают чистый C₆H₈O₇.
Методы химического синтеза включают каталитическое окисление глюкозы или других углеводов с использованием специальных катализаторов, таких как платина или палладий. В ходе этого процесса глюкоза превращается в глюконовую кислоту, а дальнейшее окисление превращает ее в C₆H₈O₇.
В целом, эти процессы позволяют крупномасштабное производство C₆H₈O₇ для удовлетворения спроса в различных отраслях промышленности, таких как продукты питания и напитки, фармацевтика и косметика.
Использование лимонной кислоты
C₆H₈O₇ находит широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря своим универсальным свойствам. Вот некоторые распространенные варианты использования:
- Пищевая промышленность и производство напитков. В пищевой промышленности и производстве напитков C₆H₈O₇ широко используется в качестве усилителя вкуса, подкислителя и консерванта в безалкогольных напитках, джемах, конфетах и молочных продуктах.
- Фармацевтическая промышленность: Фармацевтическая промышленность использует C₆H₈O₇ в качестве регулятора pH и ароматизатора при производстве таблеток и шипучих сиропов. Он также служит хелатирующим агентом в некоторых лекарствах.
- Чистящие средства: C₆H₈O₇ эффективно удаляет известковый налет, пятна от жесткой воды и ржавчину, что делает его распространенным ингредиентом в бытовых чистящих средствах, средствах для мытья посуды и средствах для удаления накипи.
- Косметика и личная гигиена: C₆H₈O₇ играет множество ролей в средствах по уходу за кожей и волосами, выступая в роли регулятора pH, отшелушивающего средства и повышая эффективность других ингредиентов.
- Очистка воды: C₆H₈O₇ находит применение в процессах очистки воды для контроля уровня pH и удаления ионов металлов. Это помогает предотвратить образование зубного камня и подавляет рост некоторых бактерий.
- Промышленное применение: различные отрасли промышленности используют C₆H₈O₇ в таких процессах, как очистка металлов, крашение текстиля и катализация химических реакций.
- Фотография: В фотографии разработчики используют C₆H₈O₇ для разработки решений для фотопленок. Это помогает контролировать pH и улучшает качество изображения.
- Вкус и сохранение пищевых продуктов: острый вкус C₆H₈O₇ делает его популярным в качестве подкисляющего агента в пищевых продуктах. Кроме того, он действует как натуральный консервант, тем самым продлевая срок хранения некоторых продуктов.
Эти разнообразные применения подчеркивают важность C₆H₈O₇ во многих отраслях промышленности, что делает его ценным и широко используемым соединением.
Вопросы:
Вопрос: Что такое лимонная кислота?
Ответ: C₆H₈O₇ — это природная кислота, содержащаяся в цитрусовых, таких как лимоны и апельсины, и она широко используется в различных пищевых продуктах и промышленности.
Вопрос: Является ли лимонная кислота натуральным консервантом?
Ответ: Да, C₆H₈O₇ обычно используется в качестве натурального консерванта из-за его способности подавлять рост определенных бактерий и продлевать срок годности пищевых продуктов.
Вопрос: вредна ли лимонная кислота?
Ответ: C₆H₈O₇ обычно считается безопасным для употребления в умеренных количествах, но чрезмерное потребление может вызвать желудочно-кишечный дискомфорт или эрозию зубов.
Вопрос: Лимонная кислота и аскорбиновая кислота — это одно и то же?
Ответ: Нет, C₆H₈O₇ и аскорбиновая кислота (витамин С) — это разные соединения с разной структурой и химическими свойствами, хотя оба они обычно встречаются во фруктах.
Вопрос: Опасна ли лимонная кислота?
Ответ: C₆H₈O₇ по своей сути не опасен при правильном использовании, но может вызвать раздражение глаз и кожи, а вдыхание большого количества пыли или тумана лимонной кислоты может раздражать дыхательную систему.
Вопрос: Где происходит цикл лимонной кислоты?
Ответ: Цикл C₆H₈O₇, также известный как цикл Кребса, происходит в митохондриях клеток и играет центральную роль в клеточном дыхании, производя богатые энергией молекулы.
Вопрос: Что из этого входит в цикл лимонной кислоты?
Ответ: Ацетил-КоА, молекула, образующаяся в результате распада углеводов, жиров и белков, вступает в цикл C₆H₈O₇ для дальнейшего метаболизма и выработки энергии.
Вопрос: вредна ли лимонная кислота?
Ответ: C₆H₈O₇, как правило, безопасен при умеренном потреблении, но чрезмерное потребление может вызвать побочные эффекты, такие как желудочно-кишечный дискомфорт и эрозию зубной эмали.