साइट्रिक एसिड संरचना, गुण, उत्पादन और उपयोग

साइट्रिक एसिड एक कार्बनिक यौगिक है जिसमें एक कमजोर एसिड होता है जिसका रासायनिक सूत्र C होता है₆एच₈हे₇. जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, इसके मुख्य प्राकृतिक स्रोतों में से एक खट्टे फल हैं, और लैटिन शब्द 'सिट्रस' से भी निकला है, जिसका अर्थ है कड़वा.

न केवल यह एक कमजोर एसिड है, यह पॉलीप्रोटिक भी है; यही है, यह एक से अधिक हाइड्रोजन आयन, एच जारी कर सकता है⁺. संक्षेप में, यह एक ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड है, इसलिए इसमें तीन समूह हैं -COOH एच आयन दाता⁺. उनमें से प्रत्येक की अपनी प्रवृत्ति है कि वह अपने परिवेश के प्रति खुद को मुक्त कर सके.

इसलिए, इसके संरचनात्मक सूत्र को C के रूप में बेहतर रूप से परिभाषित किया गया है₃एच₅O (COOH)₃. यह वह रासायनिक कारण है जिसके विशिष्ट स्वाद में इसका योगदान है, उदाहरण के लिए, नारंगी खंडों के कारण। हालांकि यह फलों से आता है, इंग्लैंड में नींबू के रस से 1784 तक इसके क्रिस्टल अलग नहीं हुए थे.

यह कुछ खट्टे फलों, जैसे नींबू और अंगूर के द्रव्यमान से लगभग 8% बनाता है। यह मिर्च, टमाटर, आर्टिचोक और अन्य खाद्य पदार्थों में भी पाया जा सकता है.

सूची

• 1 साइट्रिक एसिड कहां पाया जाता है?
• 2 साइट्रिक एसिड की संरचना
  • २.१ अंतराकोशिकीय अंतःक्रिया
• 3 भौतिक और रासायनिक गुण
  • 3.1 आणविक भार
  • ३.२ शारीरिक रूप
  • ३.३ स्वाद
  • ३.४ मेल्टिंग पॉइंट
  • 3.5 क्वथनांक
  • 3.6 घनत्व
  • 3.7 विलेयता
  • 3.8 पीके
  • 3.9 अपघटन
  • 3.10 अणु
• 4 उत्पादन
  • 4.1 रासायनिक या सिंथेटिक संश्लेषण
  • ४.२ प्राकृतिक
  • 4.3 किण्वन द्वारा
• 5 का उपयोग करता है
  • 5.1 खाद्य उद्योग में
  • 5.2 दवा उद्योग में
  • 5.3 कॉस्मेटिक उद्योग में और सामान्य तौर पर
• 6 विषाक्तता
• 7 संदर्भ

साइट्रिक एसिड कहां पाया जाता है?

यह सभी पौधों और जानवरों में कम अनुपात में पाया जाता है, और जीवित प्राणियों का मेटाबोलाइट है। यह tricarboxylic एसिड या साइट्रिक एसिड चक्र के चक्र में मौजूद एरोबिक चयापचय का एक मध्यवर्ती यौगिक है। जीव विज्ञान या जैव रसायन में इस चक्र को क्रेब्स चक्र, एक उभयचर चयापचय पथ के रूप में भी जाना जाता है.

पौधों और जानवरों में स्वाभाविक रूप से पाए जाने के अलावा, इस एसिड को किण्वन द्वारा बड़े पैमाने पर कृत्रिम रूप से प्राप्त किया जाता है.

यह व्यापक रूप से खाद्य उद्योग में, दवा और रासायनिक उद्योगों में उपयोग किया जाता है, और एक प्राकृतिक परिरक्षक की तरह व्यवहार करता है। वह और उसके डेरिवेटिव ठोस और तरल खाद्य पदार्थों का स्वाद लेने के लिए औद्योगिक स्तर पर बड़े पैमाने पर निर्मित होते हैं.

त्वचा के लिए सौंदर्य उत्पादों की किस्मों में एक योजक के रूप में उपयोग करें; इसका उपयोग chelating agent, acidifier और antioxidant के रूप में भी किया जाता है। यह अनुशंसित नहीं है, हालांकि, उच्च या शुद्ध सांद्रता में इसका उपयोग; चूंकि यह जलन, एलर्जी और यहां तक ​​कि कैंसर का कारण बन सकता है.

साइट्रिक एसिड की संरचना

ऊपर की छवि में, साइट्रिक एसिड की संरचना को गोले और सलाखों के एक मॉडल के साथ दर्शाया गया है। यदि आप बारीकी से देखते हैं, तो आप केवल तीन कार्बन के कंकाल पा सकते हैं: प्रोपेन.

केंद्र का कार्बन परमाणु एक -OH समूह से जुड़ा होता है, जो कार्बोक्सिल समूहों की उपस्थिति में -COOH, शब्दावली 'हाइड्रॉक्सी' को अपनाता है। तीन -COOH समूह बाईं और दाईं छोर पर और संरचना के शीर्ष पर आसानी से पहचानने योग्य हैं; ये वे स्थान हैं जहाँ Hs रिलीज़ होते हैं⁺.

दूसरी ओर, -OH समूह भी एक एसिड प्रोटॉन को खोने में सक्षम है, इसलिए कुल मिलाकर तीन एच नहीं होगा⁺, लेकिन चार। हालांकि, बाद वाले को काफी मजबूत आधार की आवश्यकता होती है, और फलस्वरूप, साइटोक समूह की तुलना में साइट्रिक एसिड की विशेषता अम्लता में इसका योगदान बहुत कम है।.

सभी पूर्वगामी से यह काटा जा सकता है कि साइट्रिक एसिड को भी कहा जा सकता है: 2-हाइड्रोक्सी-1,2,3-प्रोपेन ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड.

C-2 में एक -OH समूह है, जो -COOH समूह (संरचना के शीर्ष केंद्र को देखो) के निकट है। इस वजह से, साइट्रिक एसिड अल्फा-हाइड्रॉक्सी एसिड के वर्गीकरण में भी आता है; जहाँ अल्फा का अर्थ है 'सन्निकट', अर्थात्, केवल एक कार्बन परमाणु को अलग करना -COOH और -OH है.

इंटरमॉलिक्युलर इंटरैक्शन

जैसा कि देखा जा सकता है, साइट्रिक एसिड संरचना में हाइड्रोजन बांड को दान करने और स्वीकार करने की उच्च क्षमता है। यह इसे पानी के समान बनाता है, और ठोस मोनोहाइड्रेट, rhombohedral क्रिस्टल, बहुत आसानी से इसका कारण है.

ये हाइड्रोजन बॉन्ड साइट्रिक एसिड के रंगहीन मोनोक्लिनिक क्रिस्टल के निर्माण के लिए भी जिम्मेदार हैं। निर्जल क्रिस्टल (पानी के बिना) गर्म पानी में उनके गठन के बाद प्राप्त किया जा सकता है, इसके बाद एक पूर्ण वाष्पीकरण होता है.

भौतिक और रासायनिक गुण

आणविक भार

210.14 ग्राम / मोल.

शारीरिक रूप

रंगहीन और गंधहीन एसिड क्रिस्टल.

स्वाद

अम्ल और कड़वा.

गलनांक

153 ° से.

क्वथनांक

175 ° से.

घनत्व

1.66 ग्राम / एमएल.

घुलनशीलता

यह पानी में घुलनशील एक यौगिक है। इसी तरह, यह अन्य ध्रुवीय सॉल्वैंट्स जैसे इथेनॉल और एथिल एसीटेट में बहुत घुलनशील है। बेंजीन, टोल्यूनि, क्लोरोफॉर्म और जाइलीन जैसे एपोलर और एरोमैटिक सॉल्वैंट्स में यह अघुलनशील होता है.

pKa

-3.1

-4.7

-6.4

ये तीन -COOH समूहों में से प्रत्येक के लिए pKa के मान हैं। ध्यान दें कि तीसरा पीकेए (6.4) केवल थोड़ा अम्लीय है, इसलिए यह थोड़ा भंग करता है.

सड़न

175 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक के तापमान पर यह सीओ जारी करने का विघटन करता है₂ और पानी। इसलिए, तरल उबलने तक नहीं पहुंचता है क्योंकि यह पहले विघटित हो जाता है.

डेरिवेटिव

जैसे-जैसे आप H को खोते हैं⁺, अन्य उद्धरण उनकी जगह लेते हैं लेकिन एक आयनिक तरीके से; यानी, -COO समूहों के नकारात्मक शुल्क^- सकारात्मक चार्ज की अन्य प्रजातियों को आकर्षित करें, जैसे कि ना⁺. जितना अधिक अवक्षेपित साइट्रिक एसिड होता है, उतने ही अधिक उद्धरण इसके व्युत्पन्न को साइट्रेट कहते हैं.

एक उदाहरण सोडियम साइट्रेट है, जिसमें कोगुलेंट के रूप में बहुत उपयोगी है। इसलिए ये साइट्रेट्स समाधान में धातुओं के साथ परिसरों का निर्माण कर सकते हैं.

दूसरी ओर, एच⁺ -COOH समूहों को अन्य सहसंयोजक बंध प्रजातियों द्वारा भी प्रतिस्थापित किया जा सकता है, जैसे कि आर साइड चेन, साइट्रेट एस्टर को जन्म देते हैं: C₃एच₅O (COOR)₃.

विविधता बहुत बड़ी है, क्योंकि सभी एच को आवश्यक रूप से आर द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जाना चाहिए, लेकिन यह भी उद्धरणों द्वारा.

उत्पादन

साइट्रिक एसिड कार्बोहाइड्रेट के किण्वन द्वारा स्वाभाविक रूप से और व्यावसायिक रूप से प्राप्त किया जा सकता है। इसका उत्पादन भी रासायनिक प्रक्रियाओं द्वारा कृत्रिम रूप से किया गया है जो वर्तमान में बहुत अधिक नहीं रहते हैं.

उनके उत्पादन के लिए कई जैव-प्रौद्योगिकीय प्रक्रियाओं का उपयोग किया गया है, क्योंकि इस यौगिक की दुनिया भर में उच्च मांग है.

सिंथेटिक या रासायनिक संश्लेषण

-इन रासायनिक संश्लेषण प्रक्रियाओं में से एक आइसोसिट्रेट के कैल्शियम लवण से उच्च दबाव की स्थिति में किया जाता है। खट्टे फलों से निकाला गया रस कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड के साथ इलाज किया जाता है, और कैल्शियम साइट्रेट प्राप्त किया जाता है.

इस नमक को तब सल्फ्यूरिक एसिड के एक पतले घोल के साथ निकाला जाता है और प्रतिक्रिया करता है, जिसका कार्य साइट्रेट को उसके मूल एसिड के रूप में प्रदर्शित करना है.

-इसके अलावा एक कार्बोक्सिल समूह के साथ घटकों की जगह ग्लिसरीन से साइट्रिक एसिड को संश्लेषित किया गया है। जैसा कि अभी उल्लेख किया गया है, ये प्रक्रिया बड़े पैमाने पर साइट्रिक एसिड के उत्पादन के लिए इष्टतम नहीं हैं.

प्राकृतिक

शरीर में, साइट्रिक एसिड स्वाभाविक रूप से एरोबिक चयापचय में होता है: ट्राईकार्बोक्सिलिक एसिड चक्र। जब एसिटाइल कोएंजाइम ए (एसिटाइल-सीओए) चक्र में प्रवेश करता है तो यह ऑक्सालोसेटिक एसिड के साथ जुड़ता है, साइट्रिक एसिड बनाता है.

और एसिटाइल-सीओए कहाँ से आता है??

ओ की उपस्थिति में, अन्य सब्सट्रेट के बीच, कार्बोहाइड्रेट के फैटी एसिड के अपचय की प्रतिक्रियाओं में₂ एसिटाइल-सीओए का उत्पादन होता है। यह फैटी एसिड के बीटा-ऑक्सीकरण के एक उत्पाद के रूप में बनता है, ग्लाइकोलाइसिस में उत्पन्न पाइरूवेट का परिवर्तन.

क्रेब्स चक्र या साइट्रिक एसिड चक्र में बने साइट्रिक एसिड को अल्फा-किटोग्लुटेरिक एसिड में ऑक्सीकरण किया जाएगा। यह प्रक्रिया एक उभयचर ऑक्साइड-कमी पथ का प्रतिनिधित्व करती है, जिसमें से समतुल्य उत्पन्न होता है जो तब ऊर्जा या एटीपी का उत्पादन करेगा.

हालांकि, एरोबिक चयापचय के मध्यस्थ के रूप में साइट्रिक एसिड का व्यावसायिक उत्पादन या तो लाभदायक या संतोषजनक नहीं रहा है। केवल कार्बनिक असंतुलन की शर्तों के तहत इस मेटाबोलाइट की एकाग्रता को बढ़ाया जा सकता है, जो सूक्ष्मजीवों के लिए व्यवहार्य नहीं है.

किण्वन द्वारा

सूक्ष्मजीव, जैसे कि कवक और बैक्टीरिया, शर्करा को किण्वित करके साइट्रिक एसिड का उत्पादन करते हैं.

माइक्रोबियल किण्वन से साइट्रिक एसिड के उत्पादन ने रासायनिक संश्लेषण की तुलना में बेहतर परिणाम प्राप्त किए हैं। बड़े पैमाने पर वाणिज्यिक उत्पादन की इस पद्धति से संबंधित अनुसंधान लाइनें विकसित की गई हैं, जिसने महान आर्थिक लाभ की पेशकश की है.

औद्योगिक स्तर पर खेती की तकनीक समय बीतने के साथ विविध है। सतह का उपयोग सतह और जलमग्न किण्वन के लिए किया गया है। जलमग्न संस्कृतियां वे हैं जिनमें सूक्ष्मजीव तरल मीडिया में निहित सब्सट्रेट्स से किण्वन का उत्पादन करते हैं.

जलमग्न किण्वन द्वारा साइट्रिक एसिड की उत्पादन प्रक्रियाएं, जो एनारोबिक परिस्थितियों में होती हैं, इष्टतम रही हैं.

कुछ फफूंद जैसे एस्परगिलस नाइगर, सैकाह्रोमिकोप्सिस सपा, और बैक्टीरिया की तरह बैसिलस लाइकेनफॉर्मिस, इस प्रकार के किण्वन के साथ उच्च प्रदर्शन प्राप्त करने की अनुमति दी है.

के रूप में कवक एस्परगिलस नाइगर या कैंडिडा सपा, वे गुड़ और स्टार्च के किण्वन के परिणामस्वरूप साइट्रिक एसिड का उत्पादन करते हैं। गन्ना, मकई, चुकंदर से चीनी, का उपयोग किण्वन के लिए सब्सट्रेट के रूप में भी किया जाता है.

अनुप्रयोगों

दवा उत्पादों के निर्माण में साइट्रिक एसिड का व्यापक रूप से खाद्य उद्योग में उपयोग किया जाता है। इसका उपयोग असंख्य रासायनिक और जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं में भी किया जाता है.

खाद्य उद्योग में

-साइट्रिक एसिड का उपयोग मुख्य रूप से खाद्य उद्योग में किया जाता है क्योंकि यह एक सुखद एसिड स्वाद प्रदान करता है। यह पानी में बहुत घुलनशील है, इसलिए इसे पेय, मिठाई, कैंडी, जिलेटिन और जमे हुए फलों में जोड़ा जाता है। इसका उपयोग अन्य पेय पदार्थों के अलावा मदिरा, बियर बनाने में भी किया जाता है.

-एक एसिड स्वाद को जोड़ने के अलावा, यह एस्कॉर्बिक एसिड या विटामिन सी को सुरक्षा देने वाले तत्वों का पता लगाता है। यह आइस क्रीम और चीज में एक पायसीकारक के रूप में भी काम करता है। भोजन के पीएच को कम करके ऑक्सीडेटिव एंजाइमों की निष्क्रियता में योगदान देता है.

-भोजन में जोड़े गए परिरक्षकों की प्रभावशीलता को बढ़ाता है। अपेक्षाकृत कम पीएच प्रदान करने से, प्रसंस्कृत खाद्य पदार्थों में सूक्ष्मजीवों के जीवित रहने की संभावना कम हो जाती है, जिससे उनके शेल्फ जीवन में वृद्धि होती है.

-वसा और तेल में साइट्रिक एसिड का उपयोग synergistic प्रभाव (फैटी घटकों के सेट) एंटीऑक्सिडेंट को मजबूत करने के लिए किया जाता है जिसमें इस प्रकार के पोषक तत्व हो सकते हैं.

दवा उद्योग में

-दवाओं के स्वाद और विघटन को सुधारने के लिए साइट्रिक एसिड का व्यापक रूप से दवा उद्योग में उपयोग किया जाता है.

-बाइकार्बोनेट के साथ संयोजन में साइट्रिक एसिड को पाउडर उत्पादों और गोलियों में इस तरह से मिलाया जाता है जो कि एक अपशिष्ट के रूप में काम करता है.

-साइट्रिक एसिड लवण एक एंटीकोआगुलेंट के रूप में इसके उपयोग की अनुमति देता है, क्योंकि इसमें कैल्शियम को कैलेट करने की क्षमता है। साइट्रिक एसिड को सिट्रेट लवण जैसे खनिज की खुराक में प्रशासित किया जाता है.

-साइट्रिक एसिड, आंतों के अवशोषण की प्रक्रिया के माध्यम को अम्लीय करके, विटामिन और कुछ दवाओं के सेवन का अनुकूलन करता है। इसका निर्जल रूप गणनाओं के विघटन में अन्य दवाओं के एक सहसंयोजक के रूप में प्रशासित किया जाता है.

-इसका उपयोग एक एसिडिफायर के रूप में भी किया जाता है, कसैले, एक एजेंट के रूप में जो विभिन्न दवा उत्पादों के सक्रिय तत्वों के विघटन की सुविधा देता है.

कॉस्मेटिक उद्योग में और सामान्य तौर पर

-सफाई और सौंदर्य प्रसाधनों के लिए उत्पादों में साइट्रिक एसिड का उपयोग धातु आयनों के chelating एजेंट के रूप में किया जाता है.

-इसका उपयोग सामान्य रूप से धातुओं को साफ करने और चमकाने के लिए किया जाता है, जो कवर किए गए ऑक्साइड को हटाते हैं.

-कम सांद्रता में यह पारिस्थितिक सफाई उत्पादों में एक योजक के रूप में कार्य करता है, जो पर्यावरण और प्रकृति के लिए सौम्य हैं.

-इसके उपयोग की एक विस्तृत विविधता है: इसका उपयोग फोटोग्राफिक अभिकर्मकों, वस्त्रों, चमड़े की कमाना में किया जाता है.

-इसे मुद्रण स्याही में जोड़ा जाता है.

विषाक्तता

इसकी विषाक्तता की रिपोर्ट अन्य कारकों में साइट्रिक एसिड, एक्सपोज़र समय, अशुद्धियों की उच्च एकाग्रता से जुड़ी हुई है.

साइट्रिक एसिड के समाधान जो पतला होते हैं, स्वास्थ्य के लिए किसी भी जोखिम या खतरे का प्रतिनिधित्व नहीं करते हैं। हालांकि, शुद्ध या केंद्रित साइट्रिक एसिड एक सुरक्षा खतरा पैदा करता है, और इसलिए इसका सेवन नहीं किया जाना चाहिए.

जब त्वचा और आंख, नाक और गले के श्लेष्म झिल्ली के संपर्क में होता है, तो शुद्ध या केंद्रित संक्षारक और जलन होती है। एलर्जी त्वचा प्रतिक्रियाओं का कारण हो सकता है, और तीव्र विषाक्तता अगर निगल लिया.

शुद्ध साइट्रिक एसिड पाउडर का साँस लेना भी श्वसन पथ के म्यूकोसा को प्रभावित कर सकता है। साँस लेना सांस लेने में कठिनाई का कारण बन सकता है, एलर्जी, श्वसन म्यूकोसा के संवेदीकरण का कारण बनता है, और यहां तक ​​कि अस्थमा को भी ट्रिगर कर सकता है.

प्रजनन के लिए विषाक्त प्रभाव बताए गए हैं। साइट्रिक एसिड आनुवंशिक दोष पैदा कर सकता है, जिससे रोगाणु कोशिकाओं में उत्परिवर्तन होता है.

और अंत में, इसे जलीय निवास स्थान के लिए खतरनाक या विषाक्त माना जाता है, और सामान्य रूप से केंद्रित साइट्रिक एसिड धातुओं के लिए संक्षारक होता है.

संदर्भ

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