ЦИТРАТ НАТРИЯ (C6H5O7NA3): СОСТАВ, ПРИМЕНЕНИЕ, СВОЙСТВА - ХИМИЯ - 2024

Цитрат натрия представляет собой натриевую соль лимонной кислоты. Он состоит из цитрат-аниона C ₆ H ₅ O ₇ ^{3 -} и трех катионов натрия Na ⁺ . Его молекулярная формула - C ₆ H ₅ O ₇ Na ₃ или в расширенной форме: NaOOC-CH ₂ -C (COONa) (OH) -CH ₂ -COONa. Цитрат натрия представляет собой сопряженное основание лимонной кислоты, то есть теоретически его получают из последней заменой каждого протона H ⁺ в –COOH на Na ⁺ натрия .

Его можно приготовить в безводной форме (без воды в составе) или в гидратированной форме с 2 или 5 молекулами воды. Это соединение, которое в безводном состоянии (без воды) имеет тенденцию поглощать воду из окружающей среды.

Молекула тринатрийцитрата. Автор: Марилу Стеа.

Цитрат натрия действует как буфер, это означает, что он стабилизирует pH, который является мерой кислотности или основности водного раствора. Он также имеет свойство образовывать стабильное соединение с ионами кальция Ca ²⁺ , цитрат кальция .

Его используют, например, в пищевой промышленности, чтобы предотвратить образование комков в коровьем молоке, которые трудно переваривать младенцам.

В лабораториях биоанализа он используется для предотвращения свертывания крови, взятой у пациентов для определенных анализов. Он также предотвращает свертывание крови, используемой при переливании. Он широко используется в моющих средствах, не содержащих фосфатов, поскольку не загрязняет окружающую среду.

Структура

Цитрат тринатрия состоит из трех ионов натрия Na ⁺ и одного иона цитрата.

Цитрат-ион состоит из цепочки из трех атомов углерода, к которой присоединены 3 карбоксилата –СОО ^- (по одному на каждый атом углерода) и гидроксил –ОН у центрального углерода.

Каждый из 3 ионов Na ⁺ присоединен к группе –COO ^- .

Состав тринатрийцитрата. Ju. Источник: Wikimedia Commons.

Номенклатура

- цитрат натрия

- Цитрат тринатрия

- 2-гидроксипропан-1,2,3-трикарбоксилат тринатрия

свойства

Физическое состояние

Белое или бесцветное кристаллическое твердое вещество.

Молекулярный вес

258,07 г / моль

Температура плавления

300 ºC

Растворимость

Он хорошо растворяется в воде: 42,5 г / 100 мл при 25 ºC. Практически не растворим в спирте.

pH

5% водный раствор цитрата натрия имеет pH от 7,5 до 9,0, то есть он слабощелочной.

Химические свойства

Цитрат натрия является буфером, что означает, что он стабилизирует pH, который является мерой кислотности или щелочности водного раствора. Стабилизируя pH, цитрат не позволяет раствору становиться кислым или щелочным выше определенных значений.

Когда есть избыточные протоны, H ⁺ берет их, чтобы преобразовать их группы –COO ^{- в} группы –COOH. И наоборот, если групп ОН много ^{- он} отдает протоны своих –COOH групп и превращает их в –COO ^- .

Когда он трансформируется организмом, он обеспечивает 3 молекулы HCO ₃ ^- на каждую молекулу цитрата.

Другие свойства

Его кристаллы расплываются, то есть поглощают воду из воздуха. Дигидрат цитрата натрия более устойчив на воздухе.

Если дигидрат нагревается, когда он достигает 150ºC, он становится безводным (без воды).

Как и лимонная кислота, цитрат натрия кислый.

получение

Цитрат натрия обычно получают путем добавления карбоната натрия к раствору лимонной кислоты до прекращения шипения. Бурение происходит из-за выделения углекислого газа CO ₂ :

Na ₂ CO ₃ + лимонная кислота → цитрат натрия + CO ₂ ↑

Затем воду из раствора выпаривают для кристаллизации продукта.

Его также можно приготовить, обработав раствор сульфата натрия цитратом кальция:

Na ₂ SO ₄ + цитрат кальция → цитрат натрия + CaSO ₄ ↓

Раствор фильтруют, чтобы удалить выпавший твердый CaSO ₄ . Затем раствор концентрируют, и таким образом цитрат натрия кристаллизуется.

Расположение на природе

Цитрат натрия представляет собой конъюгированное основание лимонной кислоты, которая представляет собой естественное соединение, обнаруженное во всех живых организмах, поскольку оно является частью их метаболизма, который является механизмом выработки энергии в клетках.

Приложения

В пищевой промышленности

Цитрат натрия находит различное применение в пищевой промышленности, например, в качестве регулятора кислотности, секвестранта, стабилизатора, поверхностно-активного вещества или эмульгатора.

Он используется, среди прочего, в напитках, замороженных десертах и ​​специальных сырах.

Это позволяет избежать коагуляции молока, поэтому его добавляют в коровье молоко, которое используется для кормления кормящих детей. Таким образом, в желудке детей не образуются трудно перевариваемые сгустки или твердый творог.

Цитрат натрия можно добавлять в молоко, чтобы в желудке не образовывались комки. Автор: Couleur. Источник: Pixabay.

Он используется для ускорения фиксации цвета вяленой свинины или говядины, то есть мяса, обработанного для предотвращения порчи. В них заменяется до 50% аскорбиновой кислоты.

Вяленая свинина, вероятно, содержащая цитрат натрия. Автор: Бен Керкс. Источник: Pixabay.

Это также помогает предотвратить свертывание крови в свежей говядине (например, в стейках).

В медицине

Он используется как подщелачивающее средство, так как нейтрализует избыток кислоты в крови и моче. Показан для лечения метаболического ацидоза, который возникает, когда организм вырабатывает слишком много кислоты.

Как только цитрат-ион попадает в организм, он становится бикарбонатным ионом, который является системным подщелачивающим агентом (то есть всего организма), и, как следствие, ионы H ⁺ нейтрализуются , pH крови увеличивается, а ацидоз обращается вспять или устраняется. ,

Цитрат натрия служит нейтрализующим средством при расстройстве желудка.

Используется как отхаркивающее и потогонное средство. Обладает мочегонным действием. Он увеличивает выведение кальция с мочой, поэтому его используют при гиперкальциемии, когда в крови присутствует избыток кальция.

Он также служит для облегчения удаления свинца при отравлении свинцом.

При чрезмерном применении он может вызвать алкалоз, мышечные спазмы из-за нарушения работы паращитовидной железы и угнетение функции сердца из-за снижения уровня кальция в крови, среди других симптомов.

Цитрат натрия используется при переливаниях. Его добавляют в кровь вместе с декстрозой, чтобы предотвратить ее свертывание.

Сохраненная кровь для переливаний. Вероятно, он содержит цитрат натрия. Автор: Kshirl02. Источник: Pixabay.

Обычно печень быстро метаболизирует цитрат, полученный при переливании, однако при переливании больших количеств емкость печени может быть превышена.

В таких случаях, поскольку цитрат образует комплекс с кальцием, в результате происходит снижение иона кальция Ca ²⁺ в крови. Это может привести к головокружению, тремору, покалыванию и т. Д. Поэтому переливание крови нужно проводить медленно.

В фармацевтической промышленности

Среди многих других применений он используется для предотвращения потемнения лекарств, в которых есть железо и дубильные вещества.

В анализах крови

Он используется в качестве антикоагулянта при сборе крови или когда его необходимо хранить, поскольку он действует как хелатор ионов кальция Ca ²⁺ , то есть связывается с ионами кальция, образуя цитрат кальция, который не ионизируется.

Он используется в тестах на коагуляцию и при определении скорости оседания эритроцитов.

Анализ крови. Автор: Бокскапет. Источник: Pixabay.

Он используется в качестве антикоагулянта во время плазмафереза ​​- процедуры по удалению из крови излишков вредных для организма веществ.

При синтезе наночастиц

Он используется в качестве стабилизатора при синтезе наночастиц золота. Дигидрат тринатрийцитрата добавляют к золотохлористоводородной кислоте с образованием суспензии винно-красного цвета.

Цитрат натрия служит восстановителем и антиагрегантом, поскольку он адсорбируется на наночастицах.

Из-за отрицательного заряда цитрата частицы отталкиваются друг от друга, избегая агломерации и образуя стабильную дисперсию. Чем выше концентрация цитрата, тем мельче частицы.

Эти наночастицы используются для изготовления медицинских биосенсоров.

В экологически чистых моющих средствах

Цитрат натрия широко используется в жидких моющих средствах, не содержащих фосфатов. Это связано с тем, что его поведение в окружающей среде безвредно, поскольку это метаболит, обнаруженный во всех живых организмах.

Он легко поддается биологическому разложению и слабо токсичен для водных организмов. По этой причине он считается чистящим средством с экологически чистыми характеристиками.

В улучшении эксплуатации битуминозных песков

Нефтяные пески - это песчаные образования, богатые битумом или гудроном, материалом, похожим на нефть.

Цитрат натрия был успешно протестирован в сочетании с гидроксидом натрия NaOH для извлечения нефти из битуминозных песков.

Считается, что, соединяя цитрат с песчаником, ионы -COO ^- цитрата образуют большое количество отрицательных зарядов на частицах кремнезема. Это обеспечивает лучшее отделение песка от битума за счет простого отталкивания отрицательных зарядов гравия от отрицательных зарядов битума.

В других приложениях

Он используется в фотографии, для удаления металлических следов, в гальванике и для удаления SO ₂ из отходящих газов.

Ссылки

1. Национальная медицинская библиотека США. (2019). Цитрат натрия. Получено с: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Макнамара, К. (2017). Сбор и обращение с кровью. В практической гематологии Дейси и Льюиса (двенадцатое издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
3. Стебер, Дж. (2007). Экотоксичность ингредиентов чистящих средств. В Справочнике по очистке / обеззараживанию поверхностей. Восстановлено с sciencedirect.com.
4. Xiang, B. et al. (2019). Исследование роли цитрата натрия в высвобождении битума. Energy Fuels 2019, 33, 8271-8278. Восстановлено с pubs.acs.org.
5. Хеддл, Н. и Веберт, К.Е. (2007). Трансфузионная медицина. В банках крови и медицине переливания крови (второе издание). Восстановлено с sciencedirect.com.
6. Судхакар, С. и Сантош, ПБ (2017). Золотые наноматериалы. В достижениях в биомембранах и самосборке липидов. Восстановлено с sciencedirect.com.
7. Elsevier (редакционная статья) (2018). Глава 8. Нанометалл. В «Основах и приложениях нанокремния в плазмонике и фуллеринах». Текущие и будущие тенденции Микро и нанотехнологии. Страницы 169-203. Восстановлено с sciencedirect.com.