NĀTRIJA CITRĀTS (C6H5O7NA3): STRUKTŪRA, LIETOJUMI, ĪPAŠĪBAS - ĶĪMIJA - 2025

Nātrija citrāts ir nātrija sāls no citronskābes. Tas sastāv no citrāta anjonu C ₆ H ₅ O ₇ ^{3 -} un trīs nātrija Na ⁺ katjoni . Tā molekulārā formula ir C ₆ H ₅ O ₇ Na ₃ vai paplašinātā formā: NaOOC-CH _2- C (COONa) (OH) -CH _2- COONa. Nātrija citrāts ir citronskābes konjugētā bāze, tas ir, teorētiski to iegūst no pēdējās, aizvietojot katru –COOH H ⁺ protonu ar nātrija Na ⁺ .

To var pagatavot bezūdens formā (bez ūdens tā sastāvā) vai hidratētā veidā ar 2 vai 5 ūdens molekulām. Tas ir savienojums, kam bezūdens (bez ūdens) ir tendence absorbēt ūdeni no apkārtējās vides.

Trinātrija citrāta molekula. Autors: Marilú Stea.

Nātrija citrāts darbojas kā buferšķīdums, tas nozīmē, ka tas stabilizē pH, kas ir ūdens šķīduma skābuma vai bāziskuma mērs. Tam ir arī īpašība veidot stabilu savienojumu ar kalcija Ca ²⁺ joniem, kalcija citrātu.

To izmanto pārtikas rūpniecībā, piemēram, lai novērstu govs piena veidošanos no gabaliņiem, kurus zīdaiņiem ir grūti sagremot.

Bioanalīzes laboratorijās to lieto, lai nepieļautu asins sarecēšanu asinīs, kas tiek ņemtas no pacientiem noteiktiem testiem. Tas arī novērš asins recēšanu, ko izmanto asins pārliešanā. To plaši izmanto mazgāšanas līdzekļos, kas nesatur fosfātus, jo tas nepiesārņo.

Uzbūve

Trinātrija citrātu veido trīs Na ⁺ nātrija joni un viens citrāta jons.

Citrāta jonu veido ķēde no trim oglekļa atomiem, pie kuriem centrālajā ogleklī ir piestiprināti 3 karboksilāti –COO ^- (pa vienam katram oglekļa atomam) un hidroksil – OH.

Katrs no 3 Na ⁺ joniem ir pievienots –COO ^- grupai .

Trinātrija citrāta struktūra. Jü. Avots: Wikimedia Commons.

Nomenklatūra

- nātrija citrāts

- trinātrija citrāts

- trinātrija 2-hidroksipropan-1,2,3-trikarboksilāts

Īpašības

Fiziskais stāvoklis

Balta vai bezkrāsaina kristāliska cieta viela.

Molekulārais svars

258,07 g / mol

Kušanas punkts

300 ºC

Šķīdība

Tas labi šķīst ūdenī: 42,5 g / 100 ml 25 ° C temperatūrā. Tas praktiski nešķīst spirtā.

pH

5% nātrija citrāta ūdens šķīduma pH ir no 7,5 līdz 9,0, tas ir, tas ir nedaudz sārmains.

Ķīmiskās īpašības

Nātrija citrāts ir buferšķīdums, kas nozīmē, ka tas stabilizē pH, kas ir ūdens šķīduma skābuma vai sārmainības mērs. Stabilizējot pH, citrāts neļauj šķīdumam kļūt skābam vai sārmainam virs noteiktām vērtībām.

Ja ir pārpalikums protoniem, H ⁺ ņem tos pārvērst savu COO ^- kopas COOH grupās. Un otrādi, ja ir daudz OH grupu ^{- tā} atsakās no –COOH grupu protoniem un pārvērš tos –COO ^– .

Kad ķermenis to pārveido, tas nodrošina 3 HCO ₃ molekulas ^- par katru citrāta molekulu.

Citas īpašības

Tās kristāli ir šķīstoši, tas ir, tie absorbē ūdeni no gaisa. Nātrija citrāta dihidrāts ir stabilāks gaisā.

Ja dihidrāts tiek uzkarsēts, sasniedzot 150 ° C, tas kļūst bezūdens (bez ūdens).

Tāpat kā citronskābe, nātrija citrāts garšo skābs.

Iegūšana

Nātrija citrātu parasti iegūst, pievienojot nātrija karbonātu citronskābes šķīdumam, līdz izzūd. Pūšanās notiek oglekļa dioksīda CO ₂ attīstības dēļ :

Na ₂ CO ₃ + citronskābe → nātrija citrāts + CO ₂ ↑

Pēc tam ūdeni no šķīduma iztvaicē, lai produkts kristalizētos.

To var arī pagatavot, apstrādājot nātrija sulfāta šķīdumu ar kalcija citrātu:

Na ₂ SO ₄ + kalcija citrāts → nātrija citrāts + CaSO ₄ ↓

Šķīdumu filtrē, lai novērstu ciets CaSO ₄ kas radušās nogulsnes. Pēc tam šķīdumu koncentrē un tādējādi kristalizējas nātrija citrāts.

Atrašanās dabā

Nātrija citrāts ir citronskābes konjugētā bāze, kas ir dabisks savienojums, kas atrodams visos dzīvos organismos, jo tas ir daļa no viņu metabolisma, kas ir enerģijas attīstības mehānisms šūnās.

Lietojumprogrammas

Pārtikas rūpniecībā

Nātrija citrātu var dažādi izmantot pārtikas rūpniecībā, piemēram, kā skābuma regulatoru, sekvestrantu, stabilizatoru, virsmaktīvo vielu vai emulgatoru.

Citu produktu starpā to izmanto dzērienos, saldētos desertos un īpašos sieros.

Tas ļauj izvairīties no piena koagulācijas, tāpēc to pievieno govs pienam, ko izmanto barojošu bērnu barošanai. Tādā veidā trombi vai cieta biezpiena masa, kas ir grūti sagremojama, netiek veidota bērnu vēderā.

Nātrija citrātu var pievienot pienam, lai kuņģī neveidotos kunkuļi. Autors: Couleur. Avots: Pixabay.

To lieto, lai paātrinātu krāsas nostiprināšanos kaltētā cūkgaļā vai liellopu gaļā, tas ir, gaļā, kas apstrādāta, lai novērstu sabojāšanos. Tajos aizstāj līdz 50% askorbīnskābes.

Cietēta cūkgaļa, kas, iespējams, satur nātrija citrātu. Autors: Ben Kerckx. Avots: Pixabay.

Tas arī palīdz novērst asins recēšanu svaigā liellopu gaļā (piemēram, steikos).

Medicīnā

To lieto kā sārmu veidojošu līdzekli, jo tas neitralizē skābes pārpalikumu asinīs un urīnā. Tas ir paredzēts, lai ārstētu metabolisko acidozi, kas rodas, ja ķermenis ražo pārāk daudz skābes.

Kad citrāta jons ir norīts, tas kļūst par bikarbonāta jonu, kas ir sistēmisks sārmains līdzeklis (tas ir, viss ķermenis), un tā rezultātā H ⁺ joni tiek neitralizēti , asins pH paaugstinās un acidoze tiek mainīta vai izvadīta. .

Nātrija citrāts kalpo kā neitralizējošs līdzeklis kuņģa darbības traucējumiem.

To lieto kā atkrēpošanas un saudzīgu līdzekli. Tam ir diurētiska iedarbība. Tas palielina kalcija izdalīšanos urīnā, tāpēc to lieto hiperkalciēmijas gadījumā, kad asinīs ir pārmērīgs kalcija daudzums.

Tas kalpo arī, lai atvieglotu svina noņemšanu, ja notiek saindēšanās ar svinu.

Ja to ievada pārmērīgi, tas, starp citiem simptomiem, var izraisīt alkalozi, muskuļu spazmas epitēlijķermenīšu darbības traucējumu dēļ un sirds funkcijas nomākumu sakarā ar kalcija līmeņa pazemināšanos asinīs.

Pārliešanā izmanto nātrija citrātu. Tas tiek pievienots asinīm kopā ar dekstrozi, lai novērstu tā recēšanu.

Uzglabātas asinis pārliešanai. Iespējams, ka tas satur nātrija citrātu. Autors: Kshirl02. Avots: Pixabay.

Parasti aknas ātri metabolizē pārliešanas rezultātā iegūto citrātu, tomēr lielu daudzumu pārliešanas laikā var pārsniegt aknu kapacitāti.

Šādos gadījumos, tā kā citrāts veido kompleksu ar kalciju, asinīs samazinās kalcija jonu Ca ²⁺ līmenis. Tas var izraisīt reiboni, trīci, tirpšanu utt. Tāpēc pārliešana jāveic lēni.

Farmācijas nozarē

Starp daudziem citiem lietojumiem to lieto, lai novērstu tādu zāļu tumšošanos, kurās ir dzelzs un tanīni.

Asins analīzēs

To izmanto kā antikoagulantu asiņu savākšanā vai tad, kad tas jāuzglabā, jo tas darbojas kā kalcija Ca ²⁺ jonu helāts , tas ir, tas saistās ar kalcija joniem, veidojot kalcija citrātu, kas nav jonizēts.

To izmanto koagulācijas testos un sarkano asins šūnu sedimentācijas ātruma noteikšanai.

Asinsanalīze. Autors: Bokskapet. Avots: Pixabay.

To lieto kā antikoagulantu plazmaferēzes laikā - procedūrai, lai no asinīm noņemtu liekās vielas, kas ir kaitīgas ķermenim.

Nanodaļiņu sintēzē

To izmanto kā stabilizatoru zelta nanodaļiņu sintēzē. Trinātrija citrāta dihidrātu pievieno hloraurīnskābei, veidojot vīnsarkanu suspensiju.

Nātrija citrāts kalpo kā reducējošs līdzeklis un kā līdzeklis pret nogatavināšanu, jo tas adsorbējas uz nanodaļiņām.

Negatīvā citrāta lādiņa dēļ daļiņas atgrūž viena otru, izvairoties no aglomerācijas un veidojot stabilu dispersiju. Jo augstāka citrāta koncentrācija, jo mazākas ir daļiņas.

Šīs nanodaļiņas izmanto medicīnisko biosensoru sagatavošanai.

Videi draudzīgos mazgāšanas līdzekļos

Nātrija citrātu plaši izmanto šķidros mazgāšanas līdzekļos, kas nesatur fosfātus. Tas notiek tāpēc, ka tā izturēšanās pret vidi ir nekaitīga, jo tas ir metabolīts, kas atrodams visos dzīvos organismos.

Tas ir viegli bioloģiski noārdāms un vāji toksisks ūdens organismiem. Šī iemesla dēļ to uzskata par tīrīšanas līdzekli ar videi draudzīgām īpašībām.

Uzlabojot darvas smilšu izmantošanu

Naftas smiltis ir smilšaini veidojumi, kas bagāti ar bitumenu vai darvu - materiālu, kas līdzīgs naftas produktiem.

Nātrija citrāts ir veiksmīgi pārbaudīts kopā ar nātrija hidroksīdu NaOH, lai iegūtu eļļu no darvas smiltīm.

Tiek uzskatīts, ka, citrātu savienojot ar smilšakmeni, citrāta –COO ^- joni uz silīcija dioksīda daļiņām veido lielu skaitu negatīvu lādiņu. Tas ļauj labāk atdalīt smiltis no bitumena, vienkārši atvairot grants negatīvos lādiņus no bitumena negatīvajiem lādiņiem.

Citās lietojumprogrammās

To izmanto fotogrāfijā, lai noņemtu metālu pēdas, galvanisko pārklājumu un SO ₂ no notekgāzēm.

Atsauces

1. ASV Nacionālā medicīnas bibliotēka. (2019. gads). Nātrija citrāts. Atgūts no: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. McNamara, C. (2017). Asins savākšana un apstrāde. Dacie un Lewis praktiskajā hematoloģijā (divpadsmitais izdevums). Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
3. Steber, J. (2007). Tīrīšanas līdzekļu sastāvdaļu ekotoksicitāte. Rokasgrāmatā par virsmu tīrīšanu / dekontamināciju. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
4. Xiang, B. et al. (2019. gads). Nātrija citrāta nozīmes izpēte bitumena atbrīvošanā. Enerģijas degviela 2019, 33, 8271-8278. Atgūts no pubs.acs.org.
5. Heddle, N. un Webert, KE (2007). Transfūzijas medicīna. Asins banku un asins pārliešanas medicīnā (otrais izdevums). Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
6. Sudhakars, S. un Santhosh, PB (2017). Zelta nanomateriāli. Ar progresu biomembrānās un lipīdu pašsavienošanā. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.
7. Elsevier (redakcija) (2018). 8. nodaļa. Nanometāls. Nano silīcija pamatos un pielietojumos plazmonikā un fullerīnos. Pašreizējās un nākotnes tendences Mikro un nanotehnoloģijas. 169.-203.lpp. Atgūts no vietnes sciencedirect.com.