NATRIUMCITRAT (C6H5O7NA3): STRUKTUR, VERWENDUNG, EIGENSCHAFTEN - CHEMIE - 2025

Das Natriumcitrat ist das Natriumsalz der Zitronensäure. Es besteht aus einem Citratanion C ₆ H ₅ O ₇ ^{3 -} und drei Natrium-Na ⁺ -Kationen . Seine Summenformel lautet C ₆ H ₅ O ₇ Na ₃ oder in seiner expandierten Form: NaOOC-CH ₂ -C (COONa) (OH) -CH ₂ -COONa. Natriumcitrat ist die konjugierte Base von Zitronensäure, dh es wird theoretisch aus letzterer erhalten, indem jedes H ⁺ -Proton von -COOH durch ein Natrium-Na ^{+ ersetzt wird} .

Es kann in wasserfreier Form (ohne Wasser in seiner Zusammensetzung) oder in seiner hydratisierten Form mit 2 oder 5 Molekülen Wasser hergestellt werden. Es ist eine Verbindung, die, wenn sie wasserfrei ist (ohne Wasser), dazu neigt, Wasser aus der Umgebung zu absorbieren.

Trinatriumcitratmolekül. Verfasser: Marilú Stea.

Natriumcitrat wirkt als Puffer, dh es stabilisiert den pH-Wert, der ein Maß für den Säuregehalt oder die Basizität einer wässrigen Lösung ist. Es hat auch die Eigenschaft, mit Calcium-Ca ²⁺ -Ionen, Calciumcitrat, eine stabile Verbindung zu bilden .

Es wird beispielsweise in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, um zu verhindern, dass Kuhmilch Klumpen bildet, die für Säuglinge schwer verdaulich sind.

In Bioanalyselabors wird es verwendet, um zu verhindern, dass das Blut, das Patienten für bestimmte Tests entnommen wird, gerinnt. Es verhindert auch die Gerinnung von Blut, das bei Transfusionen verwendet wird. Es wird häufig in phosphatfreien Waschmitteln verwendet, da es nicht umweltschädlich ist.

Struktur

Trinatriumcitrat besteht aus drei Na ⁺ -Natriumionen und einem Citration .

Das Citration besteht aus einer Kette von drei Kohlenstoffatomen, an die 3 Carboxylate ^- COO ^- (eines für jedes Kohlenstoffatom) und eine Hydroxyl-OH am zentralen Kohlenstoff gebunden sind.

Jedes des 3 Na ⁺ -Ionen wird ein -COO befestigt ^- Gruppe .

Struktur von Trinatriumcitrat. Jü. Quelle: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Natriumcitrat

- Trinatriumcitrat

- Trinatrium-2-hydroxypropan-1,2,3-tricarboxylat

Eigenschaften

Körperlicher Status

Weißer oder farbloser kristalliner Feststoff.

Molekulargewicht

258,07 g / mol

Schmelzpunkt

300 ºC

Löslichkeit

Es ist in Wasser sehr gut löslich: 42,5 g / 100 ml bei 25 ºC. Es ist in Alkohol praktisch unlöslich.

pH

Eine 5% ige wässrige Natriumcitratlösung hat einen pH-Wert zwischen 7,5 und 9,0, dh sie ist leicht alkalisch.

Chemische Eigenschaften

Natriumcitrat ist ein Puffer, was bedeutet, dass es den pH-Wert stabilisiert, der ein Maß für die Säure oder Alkalität einer wässrigen Lösung ist. Durch die Stabilisierung des pH-Werts lässt Citrat die Lösung oberhalb bestimmter Werte nicht sauer oder alkalisch werden.

Wenn es überschüssige Protonen, H ⁺ nimmt sie ihre -COO zu konvertieren ^- Gruppen in -COOH - Gruppen. Umgekehrt, wenn es viele OH-Gruppen gibt ^{- es} gibt die Protonen seiner -COOH-Gruppen auf und wandelt sie in -COO um ^- .

Wenn es vom Körper transformiert wird, liefert es 3 Moleküle HCO ₃ ^- für jedes Citratmolekül.

Andere Eigenschaften

Seine Kristalle zerfließen, dh sie absorbieren Wasser aus der Luft. Natriumcitratdihydrat ist an der Luft stabiler.

Wenn das Dihydrat erhitzt wird und 150 ° C erreicht, wird es wasserfrei (ohne Wasser).

Natriumcitrat schmeckt wie Zitronensäure sauer.

Erhalten

Natriumcitrat wird normalerweise durch Zugabe von Natriumcarbonat zu einer Zitronensäurelösung hergestellt, bis das Aufschäumen aufhört. Das Aufschäumen ist auf die Entwicklung von Kohlendioxid CO _{2 zurückzuführen} :

Na ₂ CO ₃ + Zitronensäure → Natriumcitrat + CO ₂ ↑

Das Wasser wird dann aus der Lösung verdampft, um das Produkt zu kristallisieren.

Es kann auch hergestellt werden, indem eine Natriumsulfatlösung mit Calciumcitrat behandelt wird:

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

Die Lösung wird filtriert, um ausgefälltes festes CaSO ₄ zu entfernen . Die Lösung wird dann konzentriert und somit kristallisiert das Natriumcitrat.

Lage in der Natur

Natriumcitrat ist die konjugierte Base von Zitronensäure, einer natürlichen Verbindung, die in allen lebenden Organismen vorkommt, da sie Teil ihres Stoffwechsels ist, der den Mechanismus für die Energieentwicklung in Zellen darstellt.

Anwendungen

In der Lebensmittelindustrie

Natriumcitrat hat in der Lebensmittelindustrie verschiedene Verwendungszwecke, beispielsweise als Säureregulator, Sequestriermittel, Stabilisator, Tensid oder Emulgator.

Es wird unter anderem in Getränken, gefrorenen Desserts und Spezialkäse verwendet.

Es ermöglicht die Vermeidung der Milchgerinnung und wird daher der Kuhmilch zugesetzt, die zur Fütterung stillender Kinder verwendet wird. Auf diese Weise werden Gerinnsel oder harte Quark, die schwer verdaulich sind, nicht vom Magen von Kindern erzeugt.

Natriumcitrat kann der Milch zugesetzt werden, so dass sich keine Klumpen im Magen bilden. Verfasser: Couleur. Quelle: Pixabay.

Es wird verwendet, um die Farbfixierung in gehärtetem Schweinefleisch oder Rindfleisch zu beschleunigen, dh Fleisch, das behandelt wurde, um Verderb zu verhindern. In diesen werden bis zu 50% Ascorbinsäure ersetzt.

Ausgehärtetes Schweinefleisch, das wahrscheinlich Natriumcitrat enthält. Verfasser: Ben Kerckx. Quelle: Pixabay.

Es hilft auch, die Blutgerinnung in frischem Rindfleisch (wie Steaks) zu verhindern.

In Behandlung

Es wird als Alkalisierungsmittel verwendet, da es überschüssige Säure im Blut und Urin neutralisiert. Es ist angezeigt, metabolische Azidose zu behandeln, die auftritt, wenn der Körper zu viel Säure produziert.

Sobald das Citrat-Ion aufgenommen ist, wird es zu einem Bicarbonat-Ion, das ein systemisches Alkalisierungsmittel (dh des gesamten Organismus) ist. Infolgedessen werden die H ⁺ -Ionen neutralisiert , der pH-Wert des Blutes steigt an und die Azidose wird umgekehrt oder beseitigt. .

Natriumcitrat dient als Neutralisationsmittel bei Magenverstimmung.

Es wird als Expektorans und Schaumbildner verwendet. Es hat harntreibende Wirkung. Es erhöht die Kalziumausscheidung im Urin, weshalb es bei Hyperkalzämie angewendet wird, wenn im Blut ein Überschuss an Kalzium vorhanden ist.

Es dient auch dazu, die Entfernung von Blei zu erleichtern, wenn eine Bleivergiftung auftritt.

Bei übermäßiger Verabreichung kann es unter anderem zu Alkalose, Muskelkrämpfen aufgrund einer Fehlfunktion der Nebenschilddrüse und einer Depression der Herzfunktion aufgrund einer Abnahme des Kalziumspiegels im Blut kommen.

Natriumcitrat wird bei Transfusionen verwendet. Es wird zusammen mit Dextrose dem Blut zugesetzt, um eine Gerinnung zu verhindern.

Gespeichertes Blut für Transfusionen. Es enthält wahrscheinlich Natriumcitrat. Autor: Kshirl02. Quelle: Pixabay.

Normalerweise metabolisiert die Leber das bei der Transfusion erhaltene Citrat schnell, jedoch kann bei Transfusionen großer Mengen die Leberkapazität überschritten werden.

In solchen Fällen führt eine Abnahme des Calciumions Ca ²⁺ im Blut , da Citrat mit Calcium einen Komplex bildet . Dies kann zu Benommenheit, Zittern, Kribbeln usw. führen. Daher müssen Transfusionen langsam durchgeführt werden.

In der pharmazeutischen Industrie

Neben vielen anderen Anwendungen wird es verwendet, um die Verdunkelung von Arzneimitteln zu verhindern, in denen Eisen und Tannine enthalten sind.

In Blutuntersuchungen

Es wird als Antikoagulans bei der Blutentnahme oder bei Lagerung verwendet, da es als Chelator für Calcium-Ca ²⁺ -Ionen wirkt, dh an Calciumionen bindet und Calciumcitrat bildet, das nicht ionisiert ist.

Es wird in Gerinnungstests und zur Bestimmung der Sedimentationsrate roter Blutkörperchen verwendet.

Bluttest. Verfasser: Bokskapet. Quelle: Pixabay.

Es wird als Antikoagulans während der Plasmapherese verwendet, um überschüssige Substanzen, die für den Körper schädlich sind, aus dem Blut zu entfernen.

Bei der Synthese von Nanopartikeln

Es wird als Stabilisator bei der Synthese von Goldnanopartikeln verwendet. Trinatriumcitratdihydrat wird zu Chlorwasserstoffsäure gegeben, wobei eine weinrote Suspension gebildet wird.

Natriumcitrat dient als Reduktionsmittel und als Antiaggregationsmittel, da es an den Nanopartikeln adsorbiert.

Aufgrund der negativen Citratladung stoßen sich die Partikel gegenseitig ab, vermeiden eine Agglomeration und bilden eine stabile Dispersion. Je höher die Citratkonzentration ist, desto kleiner sind die Partikel.

Diese Nanopartikel werden zur Herstellung von medizinischen Biosensoren verwendet.

In umweltfreundlichen Reinigungsmitteln

Natriumcitrat wird häufig in phosphatfreien Flüssigwaschmitteln verwendet. Dies liegt daran, dass sein Umweltverhalten harmlos ist, da es ein Metabolit ist, der in allen lebenden Organismen vorkommt.

Es ist leicht biologisch abbaubar und für Wasserlebewesen schwach giftig. Aus diesem Grund gilt es als Reinigungsmittel mit umweltfreundlichen Eigenschaften.

Bei der Verbesserung der Ausbeutung von Teersand

Ölsande sind sandige Formationen, die reich an Bitumen oder Teer sind, einem erdölähnlichen Material.

Natriumcitrat wurde erfolgreich in Verbindung mit Natriumhydroxid NaOH getestet, um Öl aus Teersanden zu extrahieren.

Es wird vermutet , dass durch das Citrat mit dem Sandstein seinen Eintritt der -COO ^- Ionen des Citrats auf dem Siliciumdioxidteilchen eine große Anzahl von negativen Ladungen bilden. Dies bewirkt eine bessere Trennung des Sandes vom Bitumen durch einfaches Abstoßen der negativen Ladungen des Kieses von den negativen Ladungen des Bitumens.

In anderen Anwendungen

Es wird in der Fotografie verwendet, um Spurenmetalle zu entfernen, beim Galvanisieren und um SO ₂ aus Abgasen zu entfernen.

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