Лимонена киселина
Лимонена киселина (C6H8O7) е органична многопротонна киселина. Свойствата произтичат от състава, връзките, геометрията и поведението на частиците в чистото вещество или в разтвор.
Основни данни
Какво показва формулата
Една формулна единица C6H8O7 съдържа 6 × въглерод (C), 8 × водород (H), 7 × кислород (O). От относителните атомни маси се получава моларна маса приблизително 192.124 g/mol. Индексите показват броя атоми; сами по себе си не определят заряд, геометрия или степен на окисление.
Масови дялове на елементите
По маса най-голям принос има кислород (O, 58.3 %). Масовият дял зависи едновременно от броя атоми и относителните им атомни маси, затова не може да се съди само по индексите във формулата.
| Елементи във формулата | # | % m/m |
|---|---|---|
| въглерод (C) | 6 | 37.5 % |
| водород (H) | 8 | 4.2 % |
| кислород (O) | 7 | 58.3 % |
Строеж и химични връзки
Лимонената киселина има три карбоксилни групи –COOH и една хидроксилна група. Затова може да образува много водородни връзки и последователно да отдава три протона. Карбоксилатните групи след депротониране се стабилизират чрез резонанс.
При обяснение на свойствата трябва да се различават чистото вещество и водният разтвор. Йонната дисоциация, хидратацията, концентрацията и pH могат силно да променят наблюдаваното поведение без промяна на елементния състав. Химичното уравнение показва стехиометрия, но само по себе си не определя скорост или механизъм.
R3 визуализации
Химично поведение
Трите степени на дисоциация дават система от цитратни форми със заряди от 0 до 3−. Цитратът също хелатира много метални йони, така че киселинно-основната химия и комплексообразуването протичат едновременно. Това е важно при буфери и отстраняване на минерални отлагания.
Числените данни имат смисъл само с посочени условия. Агрегатното състояние, плътността, разтворимостта и съставът на разтвора зависят от температура, налягане и концентрация. При киселини и основи трябва да се различават термодинамична сила, концентрация, окислителна способност и корозивност — това не са едно и също свойство.
Разтвори, равновесия и условия
Във водна среда трябва да се следи кои химични видове действително преобладават. Преносът на протони, комплексообразуването или утаяването могат да променят формата на частиците без промяна на общото количество елементи. Равновесният запис допълва молекулния или йонния модел.
При приготвяне на разтвор концентрацията е самостоятелна величина: едно и също съединение в разредена и концентрирана форма може да има много различно химично и безопасно поведение. Температурата допълнително променя разтворимостта, скоростта на реакциите и понякога доминиращите равновесни форми.
Приложения и значение
Лимонената киселина е естествен компонент на цитрусите и се използва като регулатор на киселинността, хелатор и при почистване.
Промишленото или всекидневното приложение произтича от конкретната реактивност, разтворимост и достъпност на веществото. Едно и също химично свойство може да е предимство в контролиран процес и риск при неконтролиран контакт.
Безопасност и правилен контекст
Твърдото вещество има относително нисък риск при обичайна употреба, но концентрираните разтвори дразнят очите.
Профилът на безопасност зависи от концентрацията, агрегатното състояние и начина на експозиция. Самото име на веществото не е достатъчно; важни са условията, съвместимостта на материалите и подходящите защитни мерки.
Важно сравнение
Спрямо H₃PO₄ е органична и съдържа карбоксилни функционални групи.
Сравнението на сродни съединения показва, че подобна формула или общ елемент не означават еднаква киселинност, основност, разтворимост или окислително поведение. Решаващи са целият строеж и средата.