واکنش اسید سیتریک با آب

قبل از انکه به واکنش اسید سیتریک با آب بپردازیم لازم است با ساختار این ماده آشنا شویم. یعنی قبل از هر چیزی لازم است بدانیم: که اسید سیتریک چیست؟ و چگونه تولید میشود؟ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی اسید سیتریک چیست؟ اسید سیتریک به طور طبیعی در چه موادی پیدا میشود؟ ما در این مقاله به پاسخ این سوالات میپردازیم. پس اگر به دانستن این اطلاعات نیازمند هسیتید تا انتها با ما همراه باشید.

ساختار شیمیایی اسید سیتریک

علاوه بر واکنش اسید سیتریک با آب لازم میدانیم به ساختار شیمیایی اسید سیتریک بپردازیم. اسید سیتریک همانطور که از نامش پیداست یک نوع اسید آلی است. اما این اسید قوی نیست، بلکه یک اسید کاملا ضعیف است که به طور طبیعی در مرکبات یافت میشود. ساختار شیمیایی این ماده شامل گروه های کربوکسیلیک ،اکسیژن و پیوند های دوگانه با کربن است. همین پییوند های دوگانه خود نشان دهنده این است که اسید سیتریک قابلیت انجام واکنش های شیمیایی را دارد. به طوری که فضای کافی برای ورود عناصر دیگر وحود دارد. گفتنی است که به طور کلی اسید سیتریک به دو شکل: اسید سیتریک آبدار (تک آبه) یا اسید سیتریک خشک (بدون آب) وجود دارد. اسید سیتریک تک آبه شامل یک مولکول آب است. همین یک مولکول آب سبب میشود که جرم مولی آن نسبت به اسید سیتریک بدون آب افزایش یابد.

واکنش اسید سیتریک با آب

همانطور که گفته شد ساختار شیمیایی خرید و قیمت عمده اسید سیتریک این امکان را میدهد که در این ماده واکنش های شیمیایی رخ دهد. از این رو در حین واکنش اسید سیتریک با آب، واکنشی رخ می دهد که در آن یون های هیدروژن از اسید آزاد می شوند. به همین دلیل است که وقتی اسید سیتریک را با جوش شیرین مخلوط میکنیم، این یون های هیدروژن با جوش شیرین واکنش داده و گاز دی اکسید کربن تولید می کند که در سراسر آب پراکنده می شود و کف ایجاد می کند.

واکنش های شیمیایی اسید سیتریک

علاوه بر واکنش اسید سیتریک با آب، این مادخ با مواد دیگری نیز واکنش شیمیایی انجام میدهد. میزان حلالیت اسید سیتریک به عوامل مختلفی چون دما و ویژگی های فیزیکی وابسته است. برای مثال اسید سیتریک یا جوهر لیمو در حلال قطبی مانند الکل، اتیل استات، اتر، استون میتواند حل شود. اما همین اسید سیتریک در بعضی از حلال ها مثل تری کلرید متان، تولوئن، بنزن، دی سولفید کربن حل نمیشود.

متداول ترین واکنش های شیمیایی اسید سیتریک با سایر ترکیبات شیمیایی

1- واکنش اسید سیتریک و بی کربنات سدیم

در حضور آب، ترکیب شیمیایی اسید سیتریک و بی کربنات سدیم با یکدیگر وارد واکنش شده و ترکیب دیگری با نام سیترات سدیم، آب و دی اکسید کربن را تولید می کند. به دلیل اینکه این واکنش شیمیایی با تولید گاز کربن دی اکسید همراه است، شرایط انجام واکنش باید از نظر دما و فشار کنترل شده باشد. اگر چه هیچ واکنش انفجاری اتفاق نمی‌افتد اما توصیه می شود این واکنش، تحت شرایط کنترل شده انجام گیرد. از این واکنش در صنایع تولید کربن دی اکسید به صورت گاز استفاده می شود؛ بنابراین اسید سیتریک، یک ماده اولیه برای تولید گاز کربن دی اکسید به شمار می رود.

برای انجام واکنش میان اسید سیتریک و بی کربنات سدیم و تولید کربن دی اکسید، شرایط دمایی در طول واکنش، میزان مختلف ترکیب شدن مواد اولیه را تنظیم می کند؛ همچنین بر میزان تولید کربن دی اکسید به عنوان محصول نهایی، تاثیرگذار است؛ به همین دلیل است که تاکید می‌کنیم شرایط دما و فشار در طول واکنش باید تنظیم شود.

2- واکنش اسید سیتریک و سدیم هیدروکسید

واکنش شیمیایی میان اسید سیتریک و سدیم هیدروکسید، یک واکنش خنثی شدن اسید و باز محسوب می شود. یک تعادل اسید – باز در این واکنش، میان فرآورده ها و مواد اولیه برقرار می شود. واکنش به این صورت می باشد: اسید سیتریک به عنوان اسید و سدیم هیدروکسید به عنوان یک ماده قلیایی با یکدیگر ترکیب شده و نمک سیترات سدیم و آب را تشکیل می دهد.

واکنش میان سیتریک اسید و سدیم هیدروکسید در سه مرحله انجام می گیرد؛ چرا که هر گروه سیترات باید با یک اتم سدیم جایگزین شود. ترکیبات تولید شده در ۳ مرحله به ترتیب مونو سدیم سیترات، دی سدیم سیترات و سدیم سیترات می باشند. هر یک از ترکیبات دارای یک ثابت تفکیک اسید تعریف شده هستند که به ترتیب از حالت مونو سدیم به حالت تری سدیم، ثابت تفکیک اسید، افزایش پیدا می کند.

این واکنش خنثی سازی در صنایع غذایی، تولید نوشیدنی ها، داروسازی، محصولات شوینده، آرایشی و بهداشتی و همچنین تشکیل ترکیبات کیلیت در صنایع، بسیار مفید خواهد بود.

منبع:
https://study.com