NATRIUMCITRAT (C6H5O7NA3): STRUKTUR, ANVENDELSER, EGENSKABER - KEMI - 2025

Den natriumcitrat er natriumsaltet af citronsyre. Det består af en citratanion C ₆ H ₅ O ₇ ^{3 -} og tre natrium Na ⁺ kationer. Dets molekylære formel er C ₆ H ₅ O ₇ Na ₃ eller i dets udspilede form: NaOOC-CH ₂ -C (COONa) (OH) -CH ₂ -COONa. Natriumcitrat er den konjugerede base af citronsyre, det vil sige, at den teoretisk opnås fra sidstnævnte ved at erstatte hver H ⁺ -proton med -COOH med en natrium-Na ⁺.

Det kan fremstilles i vandfri form (uden vand i dets sammensætning) eller i dets hydratiserede form med 2 eller 5 molekyler vand. Det er en forbindelse, der når den er vandfri (uden vand) har en tendens til at absorbere vand fra miljøet.

Trinatriumcitratmolekyle. Forfatter: Marilú Stea.

Natriumcitrat fungerer som en puffer, det betyder, at det stabiliserer pH-værdien, som er et mål for surheden eller basaliteten i en vandig opløsning. Det har også egenskaben at danne en stabil forbindelse med calcium Ca ²⁺ -ioner, calciumcitrat.

Det bruges f.eks. I fødevareindustrien til at forhindre, at komælk danner klumper, der er vanskelige for spædbørn at fordøje.

I bioanalyselaboratorier bruges det til at forhindre, at blodet, der trækkes fra patienter til visse test, koagulerer. Det forhindrer også blod, der bruges i transfusioner, fra at koagulere. Det bruges i vid udstrækning i fosfatfrie vaskemidler, fordi det ikke er forurenende.

Struktur

Trinatriumcitrat består af tre Na ⁺ natriumioner og en citration.

Citrationet består af en kæde med tre carbonatomer, hvortil der er knyttet 3 carboxylater –COO ^- (en for hvert carbonatom) og en hydroxyl –OH ved det centrale carbon.

Hver af de 3 Na ⁺ -ioner er knyttet til en –COO ^- gruppe.

Struktur af trinatriumcitrat. Ju. Kilde: Wikimedia Commons.

nomenklatur

- Natriumcitrat

- Trinatriumcitrat

- trinatrium-2-hydroxypropan-1,2,3-tricarboxylat

Ejendomme

Fysisk tilstand

Hvidt eller farveløst krystallinsk fast stof.

Molekylær vægt

258,07 g / mol

Smeltepunkt

300 ºC

Opløselighed

Det er meget opløseligt i vand: 42,5 g / 100 ml ved 25 ºC. Det er praktisk taget uopløseligt i alkohol.

pH

En 5% vandig opløsning af natriumcitrat har en pH-værdi mellem 7,5 og 9,0, det vil sige, den er let alkalisk.

Kemiske egenskaber

Natriumcitrat er en puffer, hvilket betyder, at det stabiliserer pH-værdien, som er et mål for surhedsgraden eller alkaliteten i en vandig opløsning. Ved at stabilisere pH tillader citrat ikke opløsningen at blive sur eller alkalisk over visse værdier.

Når der er overskydende protoner, tager H ⁺ dem til at konvertere deres –COO ^- grupper til –COOH-grupper. Omvendt, hvis der er mange OH-grupper ^{- det} opgiver protonerne for dets –COOH-grupper og konverterer dem til –COO ^-.

Når det transformeres af kroppen, giver det 3 molekyler af HCO ₃ ^- for hvert citratmolekyle.

Andre egenskaber

Dens krystaller er deliquescent, det vil sige, de absorberer vand fra luften. Natriumcitratdihydrat er mere stabilt i luft.

Hvis dihydratet opvarmes, når det når 150 ° C, bliver det vandfrit (uden vand).

Som citronsyre smager natriumcitrat surt.

Indhentning

Natriumcitrat fremstilles normalt ved at tilsætte natriumcarbonat til en citronsyreopløsning, indtil brusningen ophører. Brænding skyldes udviklingen af ​​kuldioxid CO ₂:

Na ₂ CO ₃ + Citronsyre → Sodiumcitrat + CO ₂ ↑

Vandet inddampes derefter fra opløsningen for at krystallisere produktet.

Det kan også fremstilles ved behandling af en natriumsulfatopløsning med calciumcitrat:

Na ₂ SO ₄ + Calciumcitrat → Natriumcitrat + CaSO ₄ ↓

Opløsningen filtreres for at fjerne fast CaSO ₄, der er udfældet. Opløsningen koncentreres derefter, og således krystalliserer natriumcitratet.

Placering i naturen

Natriumcitrat er den konjugerede base af citronsyre, som er en naturlig forbindelse, der findes i alle levende organismer, da det er en del af deres metabolisme, som er mekanismen til at udvikle energi i celler.

Applikationer

I fødevareindustrien

Natriumcitrat har forskellige anvendelser i fødevareindustrien, for eksempel som en surhedsregulator, sekvestreringsmiddel, stabilisator, overfladeaktivt middel eller emulgator.

Det bruges i drikkevarer, frosne desserter og specielle oste, blandt andre produkter.

Det gør det muligt at undgå koagulering af mælk, så det tilføjes komælk, der bruges til fodring af ammende børn. På denne måde skabes ikke koagler eller hårde ostemasse, der er vanskelige at fordøje, af børnenes mave.

Natriumcitrat kan tilsættes til mælk, så der ikke dannes klumper i maven. Forfatter: Couleur. Kilde: Pixabay.

Det bruges til at fremskynde farvefiksering i kureret svinekød eller oksekød, det vil sige kød, der er behandlet for at forhindre ødelæggelse. Op til 50% ascorbinsyre erstattes i disse.

Hærdet svinekød, der sandsynligvis indeholder natriumcitrat. Forfatter: Ben Kerckx. Kilde: Pixabay.

Det hjælper også med at forhindre blodkoagulation i frisk oksekød (såsom steaks).

I medicin

Det bruges som et alkaliseringsmiddel, da det neutraliserer overskydende syre i blodet og urinen. Det er indiceret til behandling af metabolisk acidose, der opstår, når kroppen producerer for meget syre.

Når citrationet er indtaget, bliver det bikarbonation, som er et systemisk alkaliseringsmiddel (det vil sige for hele organismen), og som en konsekvens neutraliseres H ⁺ -ionerne, pH i blodet stiger, og acidose vendes eller elimineres..

Natriumcitrat fungerer som et neutraliserende middel til en urolig mave.

Det bruges som en slimløsende og sudorific. Det har vanddrivende virkning. Det øger udskillelsen af ​​calcium i urinen, hvorfor det bruges i hypercalcæmi, hvilket er når der er et overskud af calcium i blodet.

Det tjener også til at lette fjernelse af bly, når blyforgiftning finder sted.

Hvis det administreres i overskud, kan det forårsage alkalose, muskelspasmer på grund af funktionsfejl i parathyreoidea-kirtlen og depression af hjertefunktion på grund af et fald i niveauet af kalk i blodet, blandt andre symptomer.

Natriumcitrat bruges i transfusioner. Det føjes til blodet sammen med dextrose for at forhindre, at det koagulerer.

Lagret blod til transfusioner. Det indeholder sandsynligvis natriumcitrat. Forfatter: Kshirl02. Kilde: Pixabay.

Normalt metaboliserer leveren hurtigt citratet opnået i transfusionen, men under transfusioner af store mængder kan leverens kapacitet dog overskrides.

I sådanne tilfælde, da citrat danner et kompleks med calcium, resulterer et fald i calciumion Ca ²⁺ i blodet. Dette kan føre til svimmelhed, rysten, prikken osv. Derfor skal transfusioner udføres langsomt.

I den farmaceutiske industri

Blandt mange andre anvendelser bruges det til at forhindre mørkfarvning af medikamenter, hvor der er jern og tanniner.

I blodprøver

Det bruges som et antikoagulant ved blodopsamling eller når det skal opbevares, da det fungerer som en chelator af calcium Ca ²⁺ -ioner, det vil sige, den binder til calciumioner, der danner calciumcitrat, som ikke er ioniseret.

Det bruges i koagulationstest og til bestemmelse af sedimentationsgraden for røde blodlegemer.

Blodprøve. Forfatter: Bokskapet. Kilde: Pixabay.

Det bruges som et antikoagulant under plasmaferese, en procedure til fjernelse af overskydende stoffer, der er skadelige for kroppen fra blodet.

I syntesen af ​​nanopartikler

Det bruges som en stabilisator i syntesen af ​​guld nanopartikler. Trisodiumcitratdihydrat sættes til chloroauric syre, hvilket danner en vinrød suspension.

Natriumcitrat tjener som et reduktionsmiddel og som et antiaggregeringsmiddel, når det adsorberes på nanopartiklerne.

På grund af den negative ladning af citrat frastøtter partiklerne hinanden og undgår agglomerering og danner en stabil dispersion. Jo højere citratkoncentration, desto mindre er partiklerne.

Disse nanopartikler bruges til at fremstille medicinske biosensorer.

I miljøvenlige vaskemidler

Natriumcitrat bruges i vid udstrækning i fosfatfrie flydende vaskemidler. Dette skyldes, at dens miljøopførsel er ufarlig, da det er en metabolit, der findes i alle levende organismer.

Det er let bionedbrydeligt og svagt giftigt for vandlevende liv. Af denne grund betragtes det som et rengøringsmiddel med miljøvenlige egenskaber.

I forbedringen af ​​udnyttelsen af ​​tjæresand

Oliesand er sandformationer rig på bitumen eller tjære, et materiale, der ligner petroleum.

Natriumcitrat er med succes testet i forbindelse med natriumhydroxid NaOH for at ekstrahere olie fra tjæresand.

Det menes, at ved at forbinde citratet med sandsten, danner –COO ^- ioner af citratet et stort antal negative ladninger på silica-partiklerne. Dette frembringer en bedre adskillelse af sand fra bitumen ved blot at afvise de negative ladninger i grus fra de negative ladninger i bitumen.

I andre applikationer

Det bruges til fotografering, til at fjerne spormetaller, til elektroplettering og til at fjerne SO ₂ fra affaldsgasser.

Referencer

1. US National Library of Medicine. (2019). Natriumcitrat. Gendannes fra: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. McNamara, C. (2017). Indsamling og håndtering af blod. In Dacie and Lewis Practical Hematology (Twelfth Edition). Gendannes fra sciencedirect.com.
3. Steber, J. (2007). Økotoksiciteten af ​​rengøringsproduktingredienser. I håndbog til rengøring / dekontaminering af overflader. Gendannes fra sciencedirect.com.
4. Xiang, B. et al. (2019). Undersøgelse af natriumcitratets rolle i frigivelse af bitumen. Energi brændstof 2019, 33, 8271-8278. Gendannes fra pubs.acs.org.
5. Heddle, N. og Webert, KE (2007). Transfusionsmedicin. In Blood Banking and Transfusion Medicine (Anden udgave). Gendannes fra sciencedirect.com.
6. Sudhakar, S. og Santhosh, PB (2017). Guld nanomaterialer. Fremskridt inden for biomembraner og lipid selvsamling. Gendannes fra sciencedirect.com.
7. Elsevier (redaktion) (2018). Kapitel 8. Nanometal. I Fundamentals and Applications of Nano Silicon in Plasmonics and Fullerines. Aktuelle og fremtidige tendenser Mikro- og nanoteknologier. Sider 169-203. Gendannes fra sciencedirect.com.