Mười vạn câu hỏi vì sao Hóa học, phần 15

Giới thiệu Axít citric là một axít hữu cơ thuộc loại yếu và nó thường được tìm thấy trong các loại trái cây thuộc họ cam quít. Nó là chất bảo quản thực phẩm tự nhiên và thường được thêm vào thức ăn và đồ uống để làm vị chua. Ở lĩnh vực hóa sinh thì axít citric đóng một vai trò trung gian vô cùng quan trọng trong quá trình trao đổi chất xảy ra trong các vật thể sống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mười vạn câu hỏi vì sao Hóa học, phần 15 Mười vạn câu hỏi vì sao Hóa học, phần 1539. Tìm hiểu về axit citrica) Giới thiệuAxít citric là một axít hữu cơ thuộc loại yếu và nó thườngđược tìm thấy trong các loại trái cây thuộc họ cam quít. Nólà chất bảo quản thực phẩm tự nhiên và thường được thêmvào thức ăn và đồ uống để làm vị chua. Ở lĩnh vực hóa sinhthì axít citric đóng một vai trò trung gian vô cùng quantrọng trong quá trình trao đổi chất xảy ra trong các vật thểsống.Ngoài ra axít citric còn đóng vai trò như là một chất tẩyrửa, an toàn đối với môi trường và đồng thời là tác nhânchống oxy hóa. Axít citric có mặt trong nhiều loại trái câyvà rau quả nhưng trong trái chanh thì hàm lượng của nóđược tìm thấy nhiều nhất, theo ước tính axít citric chiếmkhoảng 8% khối lượng khô của trái chanh. Trái chanh chứa một lượng lớn axit citricb) Thông tin tổng quát- Tên theo IUPAC: 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylicacid- Tên thông thường: axit chanh- Công thức phân tử: C6H8O7- Công thức cấu tạo:- Khối lượng phân tử: 192.13 g/mol- Có dạng: tinh thể màu trắng- Nhiệt độ nóng chảy: 153oC- Nhiệt độ sôi: 175oC (phân hủy)c) Tính chất- Tính axít của axit citric là do ảnh hưởng của nhómcarboxyl -COOH, mỗi nhóm carboxyl có thể cho đi mộtproton để tạo thành ion citrat. Các muối citrat dùng làmdung dịch đệm rất tốt để hạn chế sự thay đổi pH của cácdung dịch axít.- Các ion citrat kết hợp với các ion kim loại để tạo thànhmuối, phổ biến nhất là muối canxi citrat dùng làm chất bảoquản và giữ vị cho thực phẩm. Bên cạnh đó ion citrat có thểkết hợp với các ion kim loại tạo thành các phức dùng làmchất bảo quản và làm mềm nước.- Ở nhiệt độ phòng thì axít citric tồn tại ở dạng tinh thể màutrắng dạng bột hoặc ở dạng khan hay là dạng monohydratcó chứa một phân tử nước trong mỗi phân tử của axít citric.Dạng khan thu được khi axít citric kết tinh trong nướcnóng, trái lại dạng monohydrat lại kết tinh trong nước lạnh.Ở nhiệt độ trên 74oC dạng monohydrat sẽ chuyển sangdạng khan.- Về mặt hóa học thì axít citric cũng có tính chất tương tựnhư các axít carboxylic khác. Khi nhiệt độ trên 175oC thìnó phân hủy tạo thành CO2 và nước.d) Lịch sử tìm ra- Vào thế kỷ thứ 8 nhà giả kim thuật Jabir Ibn Hayyanngười Iran đã phát hiện ra axít citric. Các học giả châu Âuthời trung cổ cũng đã biết về axít tự nhiên trong chanh,những kiến thức sơ bộ về axít này cũng đã được ghi nhậnvào thế kỷ XIII. Axít Citric được nhà hóa học người ThụySĩ tách được vào năm 1784, ông đã kết tinh được axít citrictừ nước chanh ép. Năm 1860 ngành công nghiệp nước éptrái cây của Ý đã đưa công trình sản xuất axít citric vàohoạt động.- Năm 1893 C. Wehmer đã phát hiện ra rằng nấm mốc(Penicillium) cũng có thể tạo nên axít citric từ đường. Sảnxuất axít citric theo kiểu vi sinh này đã không được đưa vàosản xuất công nghiệp cho đến thế chiến thứ I, do cục xuấtkhẩu nước hoa quả của Ý bác bỏ. Vào năm 1917 nhà hóahọc thực phẩm James Currie người Mỹ đã phát hiện ra rằngnấm mốc hình sợi (Aspergillus niger) có thể dùng để sảnxuất axít citric rất hiệu quả. Hai năm sau tập đoàn dượcphẩm Pfizer đã ứng dụng kỹ thuật này vào sản xuất axítcitric theo qui mô công nghiệp.e) Sản xuất- Kỹ thuật mà ngày nay người ta vẫn dùng trong côngnghiệp sản xuất axít citric là nuôi nấm sợi trên đường ăn,sau đó lọc nấm mốc ra khỏi dung dịch và axít citric đượctách bằng cách cho kết tủa với nước vôi tạo thành canxicitrat, sau đó kết tủa được xử lý bằng axít sulfuric.- Ngoài ra axít citric còn được tách từ sản phẩm lên mencủa nước lèo bằng cách dùng một dung dịch hydrocacboncủa một bazơ hữu cơ Trilaurylamin để chiết. Sau đó táchdung dịch hữu cơ bằng nước.f) Ứng dụng Với vai trò là một chất phụ gia thực phẩm, axít citricđược dùng làm gia vị, chất bảo quản thực phẩm và đồ uống,đặc biệt là nước giải khát, nó mang mã số E330. Muốicitrat của nhiều kim loại được dùng để vận chuyển cáckhoáng chất trong các thành phần của chất ăn kiêng vào cơthể. Tính chất đệm của các phức citrat được dùng để hiệuchỉnh độ pH của chất tẩy rửa và dược phẩm. Citric axít có khả năng tạo phức với nhiều kim loại cótác dụng tích cực trong xà phòng và chất tẩy rửa. Bằng cáchphức hóa các kim loại trong nước cứng, các phức này chophép các chất tẩy rửa tạo nhiều bọt hơn và tẩy sạch hơn màkhông cần làm mềm nước trước. Bên cạnh đó axít citriccòn dùng để sản xuất các chất trao đổi ion dùng để làmmềm nước bằng cách tách ion kim loại ra khỏi phức citrat. Axít citric được dùng trong công nghệ sinh học vàcông nghiệp dược phẩm để làm sạch ống dẫn thay vì phảidùng axít nitric. Citric axít là một trong những hóa chất cần thiết choquá trình tổng hợp Hexametylen triperoxit diamin (HMDT)là một chất dễ phát nổ giống Axeton peroxit, nhạy với nhiệtvà ma sát. Ở một số nước nếu bạn mua một số lượng lớnaxít citric bạn sẽ bị liệt kê vào sổ đen của các âm mưukhủng bố. Axít citric ...