CITRAT DE SODIU (C6H5O7NA3): STRUCTURĂ, UTILIZĂRI, PROPRIETĂȚI - CHIMIE - 2025

Citratul de sodiu este sarea de sodiu a acidului citric. Acesta este alcătuit dintr - un citrat anion C ₆ H ₅ O ₇ ^{3 -} și trei sodiu Na ⁺ cationi . Formula sa moleculara este C ₆ H ₅ O ₇ Na ₃ sau în forma sa extins: NaOOC-CH ₂ - C (COONa) (OH) -CH ₂ -COONa. Citratul de sodiu este baza conjugată a acidului citric, adică este teoretic obținut de la acesta din urmă prin înlocuirea fiecărui proton H ⁺ al –COOH cu un sodiu Na ⁺ .

Poate fi preparat sub formă anhidră (fără apă în compoziția sa) sau în forma hidratată cu 2 sau 5 molecule de apă. Este un compus care atunci când este anhidru (fără apă) tinde să absoarbă apa din mediu.

Molecula de citrat de trisodiu. Autor: Marilú Stea.

Citratul de sodiu acționează ca un tampon, ceea ce înseamnă că stabilizează pH-ul, care este o măsură a acidității sau a bazicității unei soluții apoase. De asemenea, are proprietatea de a forma un compus stabil cu ioni de calciu Ca ²⁺ , citrat de calciu .

Este utilizat în industria alimentară, de exemplu, pentru a împiedica laptele de vacă să formeze bulgări greu de digerat pentru sugari.

În laboratoarele de bioanaliză este utilizat pentru a preveni coagularea sângelui care este extras de la pacienți pentru anumite teste. De asemenea, previne coagularea sângelui folosit în transfuzii. Este utilizat pe scară largă în detergenții fără fosfați, deoarece nu este poluant.

Structura

Citratul de trisodiu este format din trei ioni de sodiu Na ⁺ și un ion de citrat.

Ionul citrat este alcătuit dintr-un lanț de trei atomi de carbon la care sunt atașate 3 carboxilați ^- COO ^- (unul pentru fiecare atom de carbon) și un hidroxil-OH la carbonul central.

Fiecare dintre cele 3 Na ⁺ ioni este atașat la un -COO ^- grup .

Structura citratului de trisodiu. Ju. Sursa: Wikimedia Commons.

Nomenclatură

- Citrat de sodiu

- citrat de trisodiu

- 2-hidroxipropan-1,2,3-tricarboxilat de trisodiu

Proprietăți

Stare fizică

Solid cristalin alb sau incolor.

Greutate moleculară

258,07 g / mol

Punct de topire

300 ºC

Solubilitate

Este foarte solubil în apă: 42,5 g / 100 ml la 25 ºC. Este practic insolubil în alcool.

pH

O soluție apoasă 5% de citrat de sodiu are un pH între 7,5 și 9,0, adică este ușor alcalin.

Proprietăți chimice

Citratul de sodiu este un tampon, ceea ce înseamnă că stabilizează pH-ul, care este o măsură a acidității sau a alcalinității unei soluții apoase. Prin stabilizarea pH-ului, citratul nu permite soluția să devină acidă sau alcalină peste anumite valori.

Atunci când există protoni în exces, H ⁺ le ia pentru a converti -COO lor ^- grupuri în grupe -COOH. Invers, dacă există multe grupuri OH ^- renunță la protonii grupurilor sale –COOH și le transformă în –COO ^- .

Când este transformat de corp, acesta furnizează 3 molecule de HCO ₃ ^- pentru fiecare moleculă de citrat.

Alte proprietăți

Cristalele sale sunt delicioase, adică absorb apa din aer. Dihidratul de citrat de sodiu este mai stabil în aer.

Dacă dihidratul este încălzit, când ajunge la 150ºC devine anhidru (fără apă).

Ca și acidul citric, citratul de sodiu are gust acru.

Obținerea

Citratul de sodiu se obține de obicei prin adăugarea de carbonat de sodiu la o soluție de acid citric până la încetarea efervescenței. Efervescența se datorează evoluției dioxidului de carbon CO ₂ :

Na ₂ CO ₃ + citrat de sodiu Acid citric → + CO ₂ ↑

Apa este apoi evaporată din soluție pentru a cristaliza produsul.

De asemenea, poate fi preparat prin tratarea unei soluții de sulfat de sodiu cu citrat de calciu:

Na ₂ SO ₄ + Citrat de calciu → Citrat de sodiu + CaSO ₄ ↓

Soluția este filtrată pentru a îndepărta solid CaSO ₄ care a precipitat. Soluția este apoi concentrată și astfel cristalul de sodiu se cristalizează.

Locația în natură

Citratul de sodiu este baza conjugată a acidului citric, care este un compus natural care se găsește în toate organismele vii, deoarece face parte din metabolismul lor, care este mecanismul de dezvoltare a energiei în celule.

Aplicații

În industria alimentară

Citratul de sodiu are diverse utilizări în industria alimentară, de exemplu, ca un regulator de aciditate, sechestrant, stabilizator, tensioactiv sau emulsionant.

Este utilizat în băuturi, deserturi congelate și brânzeturi speciale, printre alte produse.

Permite evitarea coagulării laptelui, deci se adaugă laptelui de vacă care este folosit pentru hrănirea copiilor care alăptează. În acest fel, cheagurile sau curdurile greu de digerat nu sunt create de stomacul copiilor.

Citratul de sodiu poate fi adăugat în lapte, astfel încât să nu se formeze niciun fel de buline în stomac. Autor: Couleur. Sursa: Pixabay.

Se folosește pentru a accelera fixarea culorii la carnea de porc sau de vită, adică a cărnii tratate pentru a preveni stricarea. Până la 50% acid ascorbic este înlocuit în acestea.

Carne de porc vindecată care conține probabil citrat de sodiu. Autor: Ben Kerckx. Sursa: Pixabay.

De asemenea, ajută la prevenirea coagulării sângelui în carnea de vită proaspătă (cum ar fi fripturile).

În medicină

Este utilizat ca agent alcalinizant, deoarece neutralizează excesul de acid din sânge și urină. Este indicat pentru a trata acidoza metabolică care apare atunci când organismul produce prea mult acid.

Odată ce ionul citrat este ingerat, acesta devine ion bicarbonat care este un agent alcalinizant sistemic (adică al întregului organism) și, în consecință, ionii H ⁺ sunt neutralizați , pH-ul sângelui crește și acidoza este inversată sau eliminată .

Citratul de sodiu servește ca agent de neutralizare pentru stomacul supărat.

Este folosit ca expectorant și sudorific. Are acțiune diuretică. Crește excreția urinară de calciu, motiv pentru care este utilizat în hipercalcemie, care este atunci când există un exces de calciu în sânge.

De asemenea, servește pentru a facilita eliminarea plumbului când are loc intoxicații cu plumb.

Dacă se administrează în exces, poate provoca alcaloză, spasme musculare datorate defecțiunii glandei paratiroide și depresia funcției inimii, datorită scăderii nivelului de calciu din sânge, printre alte simptome.

Citratul de sodiu este utilizat în transfuzii. Se adaugă în sânge împreună cu dextroză pentru a preveni coagularea acestuia.

Sânge păstrat pentru transfuzii. Probabil conține citrat de sodiu. Autor: Kshirl02. Sursa: Pixabay.

În mod normal, ficatul metabolizează rapid citratul obținut în transfuzie, cu toate acestea, în timpul transfuziilor în cantități mari, capacitatea ficatului poate fi depășită.

În astfel de cazuri, deoarece citratul formează un complex cu calciu, rezultă o scădere a ionului de calciu Ca ²⁺ în sânge. Acest lucru poate duce la ușurință, tremurături, furnicături etc. Prin urmare, transfuziile trebuie efectuate lent.

În industria farmaceutică

Printre multe alte utilizări este utilizat pentru a preveni întunecarea medicamentelor în care există fier și taninuri.

În testele de sânge

Este folosit ca anticoagulant în colectarea sângelui sau atunci când trebuie păstrat, deoarece acționează ca un chelator al ionilor de calciu Ca ²⁺ , adică se leagă de ionii de calciu, formând citrat de calciu care nu este ionizat.

Este utilizat în testele de coagulare și în determinarea vitezei de sedimentare a globulelor roșii.

Test de sange. Autor: Bokskapet. Sursa: Pixabay.

Este utilizat ca anticoagulant în timpul plasmaferezei, o procedură pentru a îndepărta excesul de substanțe dăunătoare pentru organism din sânge.

În sinteza nanoparticulelor

Este utilizat ca stabilizator în sinteza nanoparticulelor de aur. La acidul cloroauric se adaugă dihidrat de citrat de trisodiu, formând o suspensie roșu-vin.

Citratul de sodiu servește ca agent reducător și ca agent antiagregant, deoarece se adsorbează în nanoparticule.

Datorită încărcării negative a citratului, particulele se resping reciproc, evitând aglomerarea și formând o dispersie stabilă. Cu cât concentrația de citrat este mai mare, cu atât particulele sunt mai mici.

Aceste nanoparticule sunt utilizate pentru prepararea biosenzorilor medicali.

În detergenți ecologici

Citratul de sodiu este utilizat pe scară largă în detergenții lichizi fără fosfați. Acest lucru se datorează faptului că comportamentul său de mediu este inofensiv, deoarece este un metabolit găsit în toate organismele vii.

Este ușor biodegradabil și slab toxic pentru viața acvatică. Din acest motiv este considerat un agent de curățare cu caracteristici ecologice.

În îmbunătățirea exploatării nisipurilor de gudron

Nisipurile petroliere sunt formațiuni nisipoase bogate în bitum sau gudron, un material similar cu petrolul.

Citratul de sodiu a fost testat cu succes împreună cu hidroxidul de sodiu NaOH pentru a extrage uleiul din nisipurile de gudron.

Se consideră că, prin unirea citratului cu gresia, ionii –COO ^- citrat formează un număr mare de sarcini negative asupra particulelor de silice. Aceasta produce o separare mai bună a nisipului de bitum prin simpla repelență a sarcinilor negative ale pietrișului de sarcinile negative ale bitumului.

În alte aplicații

Se folosește în fotografie, pentru îndepărtarea urmelor de metale, în galvanizare și pentru eliminarea SO ₂ din gazele reziduale.

Referințe

1. Biblioteca Națională de Medicină din SUA. (2019). Citrat de sodiu. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. McNamara, C. (2017). Colectarea și manipularea sângelui. În Dacie și Lewis Hematologie practică (ediția a XII-a). Recuperat de la sciencedirect.com.
3. Steber, J. (2007). Ecotoxicitatea ingredientelor produsului de curățare. În Manual pentru curățarea / decontaminarea suprafețelor. Recuperat de la sciencedirect.com.
4. Xiang, B. și colab. (2019). Studiul rolului citratului de sodiu în eliberarea bitumului. Combustibili energetici 2019, 33, 8271-8278. Recuperat din pubs.acs.org.
5. Heddle, N. și Webert, KE (2007). Medicina transfuziei. În domeniul bancii de sânge și al transfuziei (ediția a doua). Recuperat de la sciencedirect.com.
6. Sudhakar, S. și Santhosh, PB (2017). Nanomateriale de aur. În avansuri în biomembrane și auto-asamblare lipide. Recuperat de la sciencedirect.com.
7. Elsevier (editorial) (2018). Capitolul 8. Nanometal. În Bazele și Aplicațiile Siliconului Nano în Plasmonice și Fullerine. Tendințe actuale și viitoare Tehnologii micro și nano. Pagini 169-203. Recuperat de la sciencedirect.com.