ЦИТРАТ НАТРІЮ (C6H5O7NA3): СТРУКТУРА, ВИКОРИСТАННЯ, ВЛАСТИВОСТІ - ХІМІЯ - 2025

Цитрат натрію являє собою натрієву сіль лимонної кислоти. Він складається з цитратного аніона C ₆ H ₅ O ₇ ^{3 -} і трьох катіонів Na ⁺ . Його молекулярна формула - C ₆ H ₅ O ₇ Na ₃ або в розширеному вигляді: NaOOC-CH ₂ -C (COONa) (OH) -CH ₂ -COONa. Цитрат натрію є зв'язаним підставою лимонної кислоти, тобто, теоретично , отриманої з останньої заміни кожного Н ⁺ протона з -СООН з натрієм Na ⁺ .

Його можна приготувати в безводному вигляді (без води у своєму складі) або у гідратованому вигляді з 2 або 5 молекулами води. Це з'єднання, яке, коли воно безводне (без води), має тенденцію поглинати воду з навколишнього середовища.

Молекула тринатрію цитрату. Автор: Marilú Stea.

Цитрат натрію діє як буфер, це означає, що він стабілізує рН, що є показником кислотності або основності водного розчину. Він також має властивість утворювати стійку сполуку з іонами кальцію Са ²⁺ , цитратом кальцію .

Його використовують, наприклад, у харчовій промисловості, щоб запобігти коров'ячому молоку не утворювати грудочок, важких для перетравлення немовлят.

У лабораторіях з біоаналізу використовується для запобігання згортання крові, яка береться у пацієнтів для певних тестів. Це також запобігає згортання крові, що використовується при переливанні крові. Він широко використовується в миючих засобах без фосфатів, тому що не забруднює.

Будова

Цитрат тринатрію складається з трьох іонів Na ⁺ і одного іона цитрату.

Цитрат-іон складається з ланцюга з трьох атомів вуглецю, до якого приєднані 3 карбоксилати -СОО ^- (по одному на кожен атом вуглецю) та гідроксил -ОН на центральному вуглеці.

Кожен з Na 3 ⁺ іонів прикріплений до -COO ^- група .

Склад цитрату тринатрію. Jü. Джерело: Wikimedia Commons.

Номенклатура

- цитрат натрію

- Тринатрієвий цитрат

- тринатрій 2-гідроксипропан-1,2,3-трикарбоксилат

Властивості

Фізичний стан

Біле або безбарвне кристалічне тверде речовина.

Молекулярна маса

258,07 г / моль

Точка плавлення

300 ºC

Розчинність

Він дуже розчинний у воді: 42,5 г / 100 мл при температурі 25 ° С. Він практично не розчиняється в спирті.

рН

5% -ний водний розчин цитрату натрію має рН між 7,5 і 9,0, тобто він слабощелочний.

Хімічні властивості

Цитрат натрію - це буфер, а це означає, що він стабілізує рН, що є показником кислотності або лужності водного розчину. Стабілізуючи рН, цитрат не дозволяє розчину стати кислим або лужним вище певних значень.

При наявності надлишкових протонів Н ⁺ бере їх , щоб перетворити їх -COO ^- груп в -СООН групи. І навпаки, якщо є багато груп ОН ^{- це} віддає протони своїх -СООН груп і перетворюють їх в -ий ^- .

Коли він трансформується організмом, він забезпечує 3 молекули HCO ₃ ^- для кожної молекули цитрату.

Інші властивості

Його кристали вигадливі, тобто вони поглинають воду з повітря. Дигідрат цитрату натрію більш стійкий на повітрі.

Якщо дигідрат нагрівається, коли він досягає 150ºC, він стає безводним (без води).

Як і лимонна кислота, цитрат натрію має смак кислий.

Отримання

Цитрат натрію зазвичай виготовляють додаванням карбонату натрію до розчину лимонної кислоти до тих пір, поки шипшинність не припиниться. Виникнення зумовлене виділенням вуглекислого газу CO ₂ :

Na ₂ CO ₃ + лимонна кислота → цитрат натрію + CO ₂ ↑

Потім воду випарюють з розчину для кристалізації продукту.

Його також можна приготувати, обробляючи розчин сульфату натрію цитратом кальцію:

Na ₂ SO ₄ + цитрат кальцію → цитрат натрію + CaSO ₄ ↓

Розчин фільтрують для видалення твердого CaSO ₄ , який осадив. Потім розчин концентрують і, таким чином, цитрат натрію кристалізується.

Розташування в природі

Цитрат натрію - це кон'югована основа лимонної кислоти, яка є природним з'єднанням, яке знаходиться у всіх живих організмах, оскільки є частиною їх метаболізму, що є механізмом вироблення енергії в клітинах.

Програми

У харчовій промисловості

Цитрат натрію має різні види застосування в харчовій промисловості, наприклад, як регулятор кислотності, секвестрант, стабілізатор, ПАР або емульгатор.

Його використовують у напоях, заморожених десертах та спеціальних сирах, серед інших продуктів.

Це дозволяє уникнути згортання молока, тому його додають в коров’яче молоко, яке використовується для годування дітей, що годують годуючим. Таким чином, згустки або тверді сирники, які важко перетравлюються, не створюються шлунком у дітей.

Цитрат натрію можна додавати в молоко, щоб в шлунку не утворювалися грудочки. Автор: Couleur. Джерело: Pixabay.

Він використовується для прискорення фіксації кольорів у в'яленій свинині чи яловичині, тобто в м’ясі, яке обробляли для запобігання псуванню. У них замінюється до 50% аскорбінової кислоти.

В'ялена свинина, яка, ймовірно, містить цитрат натрію. Автор: Бен Керккс. Джерело: Pixabay.

Це також допомагає запобігти згортання крові у свіжому яловичині (наприклад, стейки).

У медицині

Застосовується як лугуючий засіб, оскільки нейтралізує надлишок кислоти в крові та сечі. Показано для лікування метаболічного ацидозу, який виникає, коли організм виробляє занадто багато кислоти.

Після того як іон цитрату потрапляє в організм, він перетворюється на бікарбонатний іон, який є системним засолюючим засобом (тобто для всього організму) і, як наслідок, іони Н ⁺ нейтралізуються , рН крові збільшується, а ацидоз змінюється або усувається. .

Цитрат натрію служить нейтралізуючим засобом для розладу шлунка.

Застосовується як відхаркувальний і судинозвужувальний засіб. Він має сечогінну дію. Він збільшує екскрецію кальцію з сечею, через що його застосовують при гіперкальціємії, тобто коли в крові є надлишок кальцію.

Він також сприяє видаленню свинцю при отруєнні свинцем.

Якщо його вводити в надлишку, це може викликати алкалоз, м’язові спазми через порушення роботи паращитовидної залози та пригнічення функції серця через зниження рівня кальцію в крові, серед інших симптомів.

Цитрат натрію застосовується при переливанні. Він додається в кров разом з декстрозою, щоб запобігти його згортанню.

Зберігали кров для переливання. Він, ймовірно, містить цитрат натрію. Автор: Kshirl02. Джерело: Pixabay.

Зазвичай печінка швидко метаболізує цитрат, отриманий при переливанні, однак при переливанні великої кількості ємність печінки може бути перевищена.

У таких випадках, оскільки цитрат утворює комплекс з кальцієм, призводить до зниження іона кальцію Са ²⁺ у крові. Це може призвести до легкодухість, тремтіння, поколювання тощо. Тому переливання необхідно проводити повільно.

У фармацевтичній промисловості

Серед багатьох інших застосувань він використовується для запобігання потемніння ліків, в яких є залізо та дубильні речовини.

В аналізах крові

Він використовується як антикоагулянт у заборі крові або коли він повинен зберігатися, оскільки він діє як хелатор іонів кальцію Са ²⁺ , тобто зв’язується з іонами кальцію, утворюючи цитрат кальцію, який не іонізується.

Його використовують у коагуляційних тестах та при визначенні швидкості осідання еритроцитів.

Аналіз крові. Автор: Bokskapet Джерело: Pixabay.

Застосовується як антикоагулянт під час плазмаферезу, процедури для видалення зайвих речовин, шкідливих для організму, з крові.

У синтезі наночастинок

Застосовується як стабілізатор при синтезі наночастинок золота. Дигідрат тринатрію цитрату додають до хлороаурової кислоти, утворюючи винно-червону суспензію.

Цитрат натрію служить відновлювачем і антиагрегаційним засобом, оскільки адсорбується на наночастинках.

Завдяки негативному заряду цитрату частинки відштовхуються одна від одної, уникаючи агломерації та утворюючи стійку дисперсію. Чим вище концентрація цитрату, тим менші частинки.

Ці наночастинки використовуються для приготування медичних біосенсорів.

В екологічно чистих миючих засобах

Цитрат натрію широко використовується в рідких миючих засобах без фосфатів. Це тому, що його екологічна поведінка нешкідлива, оскільки це метаболіт, який міститься у всіх живих організмах.

Він легко розкладається і слабо токсичний для водного життя. З цієї причини його вважають чистячим засобом з екологічно чистими характеристиками.

У поліпшенні експлуатації дьогтяних пісків

Нафтові піски - це піщані утворення, багаті бітумом або дьогтем, матеріал, подібний до нафти.

Цитрат натрію був успішно випробуваний спільно з гідроксидом натрію NaOH для вилучення олії з дьогтяних пісків.

Вважаються , що шлях приєднання до цитрату з піщаником, -COO ^- іони цитрату утворює велику кількість негативних зарядів на частинках кремнезему. Це забезпечує краще відділення піску від бітуму шляхом простого відштовхування негативних зарядів гравію від негативних зарядів бітуму.

В інших додатках

Він використовується у фотографії, для видалення мікроелементів, при гальваніці та для видалення SO ₂ з відпрацьованих газів.

Список літератури

1. Національна медична бібліотека США. (2019). Цитрат натрію. Відновлено з: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Макнамара, C. (2017). Збір та обробка крові. У практичній гематології Дачі та Льюїса (Дванадцяте видання). Відновлено з sciencedirect.com.
3. Steber, J. (2007). Екотоксичність очищення інгредієнтів продукту. У посібнику з очищення / знезараження поверхонь. Відновлено з sciencedirect.com.
4. Сян, Б. та ін. (2019). Вивчення ролі цитрату натрію у вивільненні бітуму. Енергетичне паливо 2019, 33, 8271-8278. Відновлено з pubs.acs.org.
5. Heddle, Н. та Webert, KE (2007). Трансфузійна медицина. У банківській справі та трансфузійній медицині (друге видання). Відновлено з sciencedirect.com.
6. Sudhakar, S. and Santhosh, PB (2017). Золоті наноматеріали. Заздалегідь в галузі біомембран та самозбірки ліпідів. Відновлено з sciencedirect.com.
7. Elsevier (редакція) (2018). Глава 8. Нанометал. Основи та застосування нанокремнію в плазмоніці та фуллеринах. Сучасні та майбутні тенденції мікро- та нанотехнологій. Сторінки 169-203. Відновлено з sciencedirect.com.