KĀLIJA BENZOĀTS: STRUKTŪRA, ĪPAŠĪBAS, RAŽOŠANA, LIETOJUMI - ĶĪMIJA - 2024

Benzoāts ir organisks savienojums, kas sastāv no kālija jonu K ⁺ un benzoāts ion C ₆ H ₅ COO ^- . Tās ķīmiskā formula ir C ₆ H ₅ COOK vai saīsinātā formula C ₇ H ₅ KO ₂ . Tā ir balta kristāliska cieta viela. Tas ir higroskopisks, kas nozīmē, ka tas absorbē ūdeni no gaisa.

Kālija benzoāta ūdens šķīdumi ir nedaudz sārmaini. Skābā vidē benzoāta jons (C ₆ H ₅ COO ^- ) mēdz ņemt protonu un pārvērsties par benzoskābi (C ₆ H ₅ COOH).

Kālija benzoāta C ₆ H ₅ COOK cieta viela. W. Oelen. Avots: Wikimedia Commons.

Kālija benzoātu izmanto kā pārtikas konservantu, īpaši, ja ir vēlams, lai tie nesatur nātriju (Na). Tas novērš pārtikas sabojāšanos mikroorganismu dēļ.

Citu pārtikas produktu starpā to izmanto aukstos gabalos, pārstrādātos bezalkoholiskos dzērienos un maizes izstrādājumos. Droši vien tā konservējošā darbība ir saistīta ar benzoskābi (C ₆ H ₅ COOH), kas veidojas zemā pH līmenī, kas novērš sēnīšu un baktēriju pavairošanu.

Lai arī kālija benzoātu ir apstiprinājušas veselības organizācijas, ieteicams to nelietot ļaunprātīgi, jo ir konstatēts, ka tas var ietekmēt peļu augļus.

Uzbūve

Kālija benzoāts ir organisks sāls, tas ir, karbonskābes sāls, jo tas ir benzoskābes kālija sāls. To veido K + kālija katjons un C ₆ H ₅ COO ^- benzoāta anjons .

Benzoāts anjons C ₆ H ₅ COO ^- veido benzola gredzenu C ₆ H ₅ - un karboksilgrupu -COO ^- .

Kālija benzoāta ķīmiskā struktūra. Edgar181. Avots: Wikimedia Commons.

Saikne starp šiem diviem joniem ir spēcīga elektrostatiskā saite, kas tos tur kristāla režģī.

Kālija benzoāta 3D struktūra. Melns = ogleklis; balts = ūdeņradis; sarkans = skābeklis; violets = kālijs. Klaudio Pistilli. Avots: Wikimedia Commons.

Nomenklatūra

• Kālija benzoāts
• Benzoskābes kālija sāls

Īpašības

Fiziskais stāvoklis

Kristāliski balta cieta viela.

Molekulārais svars

160,212 g / mol

Šķīdība

Šķīst ūdenī.

pH

Kālija benzoāta ūdens šķīdumi ir nedaudz bāziski.

Ķīmiskās īpašības

Tas ir higroskopisks, tas ir, cieta viela, kas viegli absorbē ūdeni no apkārtējās vides.

Saistību starp kālija jonu K ⁺ un benzoāta jonu C ₆ H ₅ COO ^- tāpat kā lielākajā daļā jonu savienojumu - var pārvarēt tikai ar augstu temperatūru vai ar ļoti polāru šķīdinātāju, piemēram, ūdeni.

Benzoāta anjons C ₆ H ₅ COO ^- ir vidēji bāzisks, ar ievērojamu tendenci apvienoties ar protoniem. Tas reaģē ar ūdeni, ņemot protonu H ⁺ , lai veidotu benzoskābi (C ₆ H ₅ COOH) un tas noved pie tā koncentrācija ir OH pieaugumu ^- joniem .

C ₆ H ₅ COO ^- + H ₂ O ⇔ C ₆ H ₅ COOH + OH ^-

Šī iemesla dēļ kālija benzoāta ūdens šķīdumi ir nedaudz sārmaini.

Iegūšana

Lai pagatavotu kālija benzoātu, benzoskābi (C ₆ H ₅ COOH) neitralizē ar kālija karbonātu (K ₂ CO ₃ ) minimālā ūdens daudzumā, lai iegūtu dzidru šķīdumu, no kura sāls izkristalizējas.

2 C ₆ H ₅ COOH + K ₂ CO ₃ → 2 C ₆ H ₅ COO ^- K ⁺ + H ₂ O + CO ₂ ↑

Tad kristalizēto kālija benzoāta sāli vairākas reizes mazgā ar ēteri un žāvē.

Lietojumprogrammas

Apstrādātās pārtikas rūpniecībā

Kālija benzoātu plaši izmanto kā pretmikrobu līdzekli dzērienu, augļu atvasinājumu, maizes izstrādājumu un citu pārtikas produktu konservēšanai.

Daži maizes izstrādājumi var saturēt kālija benzoātu. Autors: Endrjū Martins. Avots: Pixabay.

Tas ir pārtikas konservants, kas dažu sēnīšu un baktēriju dēļ var kavēt, palēnināt vai palēnināt pārtikas fermentācijas, paskābināšanas vai pasliktināšanās procesu.

Saskaņā ar Vides aizsardzības aģentūras vai EPA teikto, kālija benzoāts ir pārbaudīts kā savienojums, kas maz ietekmē cilvēku veselību.

Pret sēnītēm

Tas ir pretsēnīšu līdzeklis, jo tas var tos iznīcināt, nomācot viņu spēju augt vai pavairot. Tas nav fungicīds dzīvnieku vai cilvēku ķermeņa audiem, bet gan inhibitors, kas palēnina vai palēnina sēnīšu augšanu pārtikā vai dzērienā.

Daži pelējuma veidi rada vielas, ko sauc par aflatoksīniem, kas apdraud gan cilvēkus, gan dzīvniekus, jo ir toksiski, var izraisīt vēzi un mutācijas.

Lielākā daļa veidņu tiek kavētas koncentrācijā 0,05–0,10% kālija benzoāta. To darbība ir atkarīga no pH, jo zemākā pH tas ir daudz efektīvāks kā pretsēnīšu līdzeklis.

Apstrādātās soda var saturēt kālija benzoātu. Autors: Lisakara. Avots: Pixabay.

Tas notiek tāpēc, ka pretsēnīšu iedarbība faktiski rodas benzoskābē C ₆ H ₅ COOH, kas ir kālija benzoāta konjugētā skābe. Šī skābe veidojas ar zemu pH līmeni, tas ir, ar lielu daudzumu ūdeņraža jonu H ⁺ :

Kālija benzoāts + ūdeņraža joni → Benzoic skābe + Kālija joni

C ₆ H ₅ COOK + H ⁺ → C ₆ H ₅ COOH + K ⁺

Pēc dažu pētnieku domām, tā efektivitāte daļēji ir saistīta ar benzoskābes šķīdību mikroorganisma šūnu membrānā. Šis skābes tips palielina protonu plūsmu caur šo membrānu.

Tas izraisa noteiktu sēnīšu šūnu funkciju traucējumus vai dezorganizāciju.

Pret baktērijām

Tas ir līdzeklis, kas darbojas pret dažām baktērijām. To pievieno pārtikas produktiem, piemēram, apstrādātām desām, pārstrādātiem šķiņķiem (gataviem ēst) un dažiem dzērieniem.

Tas ir pārbaudīts pret Listeria monocytogenes - baktēriju, kas var nogalināt cilvēkus, kuri ēd pārtiku, kas ar to piesārņota. Starp citiem simptomiem tas rada drudzi, vemšanu un caureju.

Ir konstatēts, ka ar kālija benzoātu apstrādāti pārtikas produkti, kas ir piesārņoti ar Listeria, jāuzglabā temperatūrā, kas zemāka par -2,2 ° C, lai šī baktērija neatveidotos.

Karstmaizes un cita veida pildīta gaļa var saturēt kālija benzoātu. Autors: Nav atļauts pārdot manus fotoattēlus ar StockAgencies. Avots: Pixabay.

No otras puses, ir mēģināts izmantot elektronu starojumu, lai pastiprinātu kālija benzoāta iedarbību pret baktērijām, taču tika noteikts, ka rodas C ₆ H ₆ benzols, kas ir toksisks savienojums.

Tāpēc, lai arī pārtikas produkti satur kālija benzoātu, ieteicams tos pirms lietošanas vārīt augstā temperatūrā, lai novērstu jebkāda veida briesmas, ko rada patogēno baktēriju klātbūtne.

Dažādās lietojumprogrammās

Saskaņā ar avotiem, no kuriem tika aptaujāti, kālija benzoātu izmanto arī līmēs un saistvielās dažādiem mērķiem. To pievieno cigaretēm un tabakai vai ir saistīts ar šo izstrādājumu ražošanu.

To lieto personīgās higiēnas līdzekļos, piemēram, kosmētikā, šampūnā, smaržās, ziepēs, losjonos utt. Tā ir arī krāsu un pārklājumu sastāvdaļa.

Negatīva ietekme uz pārtikas produktu norīšanu ar kālija benzoātu

Daži pētnieki atklāja, ka kālija benzoāts kaitīgi ietekmē peļu augļus.

Lai arī nekādas ietekmes uz pieaugušām pelēm, kuras bija pakļautas kālija benzoāta iedarbībai, netika novērotas, augļa acīs tika konstatētas kroplības un peļu augļa mazo ķermeņa svaru un garuma ievērojams samazinājums.

Saskaņā ar laboratorijas pieredzi, pelēm augļus var ietekmēt mātes patērētais kālija benzoāts. Autors: Tibor Janosi Mozes. Avots: Pixabay.

Tas nozīmē, ka augļi ir jutīgāki pret kālija benzoātu nekā pieaugušas peles.

Atsauces

1. Mandal, PK et al. (1978). Benzoskābes un benzoāta jonu viskozitātes izturēšanās ūdens šķīdumā. Journal of Solution Chemistry, 7. sēj., Nr. 1, 1978. Atgūts no saites.springer.com.
2. Rusuls, G. un Marts, EH (1987). Aspergillus parasiticus NRRL 2999 izaugsme un aflatoksīnu ražošana kālija benzoāta vai kālija sorbāta klātbūtnē un ar dažādām sākotnējām pH vērtībām. J Food Prot., 1987; 50 (10): 820–825. Atgūts no ncbi.nlm.nih.gov.
3. Lu, Z. et al. (2005). Organisko skābju sāļu inhibējošā iedarbība Listeria monocytogenes kontrolei uz Frankfurters. J Food Prot., 2005; 68 (3): 499-506. Atgūts no ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhu, MJ et al. (2005). Antimikrobiālo sastāvdaļu un apstarošanas ietekme uz Listeria monocytogenes izdzīvošanu un gatavu Turcijas šķiņķa kvalitāti. Poult Sci., 2005; 84 (4): 613-20. Atgūts no ncbi.nlm.nih.gov.
5. ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2019. gads). Kālija benzoāts. Atgūts no pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Afshar, M. et al. (2013). Kālija benzoāta ilgstoša patēriņa teratogēna ietekme uz acu attīstību Balb / c augļa pelēs. Irāna J Basic Med Sci., 2013; 16 (4): 584-589. Atgūts no ncbi.nlm.nih.gov.
7. Lide, DR (redaktors) (2003). CRC ķīmijas un fizikas rokasgrāmata. 85 ^th CRC Press.
8. Morisons, RT un Boids, RN (2002). Organiskā ķīmija. 6. izdevums. Prentice zāle.