НАТРИЕВ ЦИТРАТ (C6H5O7NA3): СТРУКТУРА, ПРИЛОЖЕНИЯ, СВОЙСТВА - ХИМИЯ - 2025

На натриев цитрат е натриева сол на лимонената киселина. Той е съставен от цитратен анион C ₆ H ₅ O ₇ ^{3 -} и три натриеви Na ⁺ катиона. Неговата молекулна формула е С ₆ Н ₅ O ₇ Na ₃ или в разширена форма: NaOOC-СН ₂ -С (COONa) (ОН) -СН ₂ -COONa. Натриевият цитрат е конюгираната основа на лимонената киселина, тоест теоретично се получава от последната, като замества всеки Н ⁺ протон на –COOH с натриев Na ⁺.

Може да се приготви в безводна форма (без вода в състава си) или в хидратирана форма с 2 или 5 молекули вода. Това е съединение, което когато е безводно (без вода) има склонност да абсорбира вода от околната среда.

Тринатриева цитратна молекула. Автор: Marilú Stea.

Натриевият цитрат действа като буфер, това означава, че той стабилизира рН, което е мярка за киселинността или основността на воден разтвор. Освен това има свойството да образува стабилно съединение с калциеви йони Ca ²⁺, калциев цитрат.

Използва се например в хранително-вкусовата промишленост, за да предотврати образуването на бучки от краве мляко, трудно за храносмилането на бебетата.

В лаборатории за биоанализа се използва за предотвратяване на съсирването на кръвта, която се взема от пациенти за определени тестове. Освен това предотвратява съсирването на кръвта, използвана при трансфузии. Той се използва широко в почистващи препарати без фосфати, тъй като не замърсява.

структура

Тринатриевият цитрат е съставен от три Na ⁺ натриеви йона и един цитратен йон.

Цитратният йон е съставен от верига от три въглеродни атома, към които са прикрепени 3 карбоксилати -СОО ^- (по един за всеки въглероден атом) и хидроксил -ОН в централния въглерод.

Всяка от 3 Na на ⁺ йони е прикрепена към -СОО ^- група.

Структура на тринатриев цитрат. Ju. Източник: Wikimedia Commons.

номенклатура

- Натриев цитрат

- Тринатриев цитрат

- тринатриев 2-хидроксипропан-1,2,3-трикарбоксилат

Имоти

Физическо състояние

Бяло или безцветно кристално твърдо вещество.

Молекулно тегло

258,07 g / mol

Точка на топене

300 ºC

разтворимост

Той е много разтворим във вода: 42,5 g / 100 ml при 25 ° C. Той е практически неразтворим в алкохола.

рН

5% воден разтвор на натриев цитрат има рН между 7,5 и 9,0, тоест е леко алкален.

Химични свойства

Натриевият цитрат е буфер, което означава, че той стабилизира рН, което е мярка за киселинността или алкалността на воден разтвор. Цитратът, стабилизиращ pH, не позволява на разтвора да се подкиселява или алкализира над определени стойности.

Когато има излишни протони, Н ⁺ ги взема да преобразуват своите -COO ^- групи в –COOH групи. Обратно, ако има много OH групи ^{- той се} отказва от протоните на своите -COOH групи и ги превръща в –COO ^-.

Когато се трансформира от тялото, той осигурява 3 молекули НСО ₃ ^- за всяка молекула цитрат.

Други свойства

Кристалите му са деликатни, тоест абсорбират вода от въздуха. Натриевият цитрат дихидрат е по-стабилен във въздуха.

Ако дихидратът се нагрява, когато достигне 150ºC, той става безводен (без вода).

Подобно на лимонената киселина, натриевият цитрат има вкус на кисело.

Получаване

Натриевият цитрат обикновено се получава чрез добавяне на натриев карбонат към разтвор на лимонена киселина до прекратяване на ефервесценцията. Ефервесценцията се дължи на отделянето на въглероден диоксид CO ₂:

Na ₂ CO ₃ + лимонена киселина → натриев цитрат + CO ₂ ↑

След това водата се изпарява от разтвора, за да кристализира продукта.

Може да се приготви и чрез третиране на разтвор на натриев сулфат с калциев цитрат:

Na ₂ SO ₄ + калциев цитрат → Натриев цитрат + CaSO ₄ ↓

Разтворът се филтрира, за да се отстрани утайката на твърд СаСО ₄. След това разтворът се концентрира и по този начин натриевият цитрат кристализира.

Местоположение сред природата

Натриевият цитрат е конюгираната основа на лимонената киселина, която е естествено съединение, намиращо се във всички живи организми, тъй като е част от техния метаболизъм, който е механизмът за развитие на енергия в клетките.

Приложения

В хранително-вкусовата промишленост

Натриевият цитрат има различни приложения в хранително-вкусовата промишленост, например като регулатор на киселинността, секвестрант, стабилизатор, повърхностно активно вещество или емулгатор.

Използва се в напитки, замразени десерти и специални сирена, наред с други продукти.

Тя позволява да се избегне коагулацията на млякото, затова се добавя към краве мляко, което се използва за хранене на кърмещи деца. По този начин съсиреците или твърдите извари, които са трудни за смилане, не се създават от стомаха на децата.

Натриев цитрат може да се добави към млякото, така че да не се образуват бучки в стомаха. Автор: Couleur. Източник: Pixabay

Използва се за ускоряване на фиксирането на цвета в сушено свинско или говеждо месо, тоест месо, което е обработено за предотвратяване на разваляне. В тях се заменя до 50% аскорбинова киселина.

Сушено свинско месо, което вероятно съдържа натриев цитрат. Автор: Бен Керкс. Източник: Pixabay

Освен това помага за предотвратяване на кръвосъсирването в прясно говеждо месо (като пържоли).

В медицината

Използва се като алкализиращо средство, тъй като неутрализира излишната киселина в кръвта и урината. Показано е за лечение на метаболитна ацидоза, която възниква, когато тялото произвежда твърде много киселина.

След като цитратният йон се поглъща, той се превръща в бикарбонатен йон, който е системен алкализиращ агент (тоест за целия организъм) и в резултат на това Н ⁺ йоните се неутрализират, рН на кръвта се повишава и ацидозата се обръща или елиминира., Натриевият цитрат служи като неутрализиращо средство за разстроен стомах.

Използва се като отхрачващо и успокоително. Има диуретично действие. Увеличава отделянето на калций с урината, поради което се използва при хиперкалциемия, която е, когато има излишък от калций в кръвта.

Той също така служи за улесняване на отстраняването на олово при наличие на отравяне с олово.

Ако се прилага в излишък, това може да причини алкалоза, мускулни спазми поради неправилна работа на паращитовидната жлеза и депресия на сърдечната функция поради понижаване на нивото на калций в кръвта, наред с други симптоми.

Натриевият цитрат се използва при трансфузии. Добавя се в кръвта заедно с декстроза, за да не се съсирва.

Съхранена кръв за преливане. Вероятно съдържа натриев цитрат. Автор: Kshirl02. Източник: Pixabay

Обикновено черният дроб бързо метаболизира цитрата, получен при трансфузията, но по време на преливане на големи количества капацитетът на черния дроб може да бъде надвишен.

В такива случаи, тъй като цитратът образува комплекс с калций, води до намаляване на калциевия йон Ca ²⁺ в кръвта. Това може да доведе до светоглед, треперене, изтръпване и др. Следователно трансфузиите трябва да се извършват бавно.

Във фармацевтичната индустрия

Сред много други приложения се използва за предотвратяване на потъмняването на лекарствата, в които има желязо и танини.

При кръвни изследвания

Използва се като антикоагулант при вземане на кръв или когато трябва да се съхранява, тъй като действа като хелатор на калциеви йони на Са ²⁺, тоест се свързва с калциеви йони, образувайки калциев цитрат, който не е йонизиран.

Използва се при тестове за коагулация и за определяне на скоростта на утаяване на червените кръвни клетки.

Кръвен тест. Автор: Bokskapet Източник: Pixabay

Използва се като антикоагулант по време на плазмафереза, процедура за отстраняване на излишните вредни за организма вещества от кръвта.

При синтеза на наночастиците

Използва се като стабилизатор в синтеза на златни наночастици. Трихинатриев цитрат дихидрат се добавя към хлороауриновата киселина, образувайки виненочервена суспензия.

Натриевият цитрат служи като редуциращо средство и като антитромбоцитно средство, тъй като адсорбира върху наночастиците.

Поради отрицателния заряд на цитрата, частиците се отблъскват взаимно, избягвайки агломерацията и образувайки стабилна дисперсия. Колкото по-висока е концентрацията на цитрат, толкова по-малки са частиците.

Тези наночастици се използват за приготвяне на медицински биосензори.

В екологично чисти препарати

Натриевият цитрат се използва широко в течни детергенти без фосфати. Това е така, защото екологичното му поведение е безобидно, тъй като е метаболит, който се намира във всички живи организми.

Той е лесно биоразградим и слабо токсичен за водния живот. Поради тази причина се счита за почистващо средство с екологични характеристики.

При подобряване на експлоатацията на катранени пясъци

Маслените пясъци са пясъчни образувания, богати на битум или катран, материал, подобен на нефта.

Натриевият цитрат е успешно тестван заедно с натриев хидроксид NaOH за извличане на масло от катранени пясъци.

Смята се, че когато цитратът се свързва с пясъчник, -СОО ^- йоните на цитрата образуват голям брой отрицателни заряди върху силициевите частици. Това води до по-добро отделяне на пясъка от битума чрез просто отблъскване на отрицателните заряди на чакъла от отрицателните заряди на битума.

В други приложения

Използва се във фотографията, за отстраняване на следи от метали, при галванопластика и за отстраняване на SO ₂ от отпадъчните газове.

Препратки

1. Национална медицинска библиотека на САЩ. (2019). Натриев цитрат. Възстановени от: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. McNamara, C. (2017). Събиране и боравене с кръв. В практическата хематология на Dacie и Lewis (дванадесето издание). Възстановени от sciencedirect.com.
3. Steber, J. (2007). Екотоксичността на съставките на продукта за почистване. В Наръчник за почистване / обеззаразяване на повърхности. Възстановени от sciencedirect.com.
4. Xiang, B. et al. (2019). Проучване на ролята на натриевия цитрат при освобождаването на битум. Енергийни горива 2019, 33, 8271-8278. Възстановено от pubs.acs.org.
5. Heddle, N. и Webert, KE (2007). Трансфузионна медицина. В кръвта и трансфузионната медицина (второ издание). Възстановени от sciencedirect.com.
6. Sudhakar, S. и Santhosh, PB (2017). Златни наноматериали. Напредък в биомембраните и липидното самосглобяване. Възстановени от sciencedirect.com.
7. Elsevier (редакция) (2018). Глава 8. Нанометална. Основи и приложения на нано силикона в плазмониката и фулерините. Текущи и бъдещи тенденции Микро и нано технологии. Страници 169-203. Възстановени от sciencedirect.com.