Лимонная кислота

Характеристики и физические свойства лимонной кислоты

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Лимонная (2-гидроксипропан-1,2,3-трикарбоновая) кислота представляет собой бесцветное кристаллическое вещество (строение молекулы показано на рис. 1), хорошо растворимое в воде.

Рис. 1. Строение молекулы лимонной кислоты.

Таблица 1. Физические свойства лимонной кислоты.

Молекулярная формула	(HOOCCH₂)₂C(OH)COOH
Молярная масса	192
Плотность (20^oС), г/см³	1,665
Температура плавления, ^oС	153
Растворимость в воде (20^oС), г/100 мл	133

Получение лимонной кислоты

Лимонная кислота содержится в различных растениях. Она была впервые выделена К. В. Шееле из лимонного сока, где её содержание достигает 10%. В промышленности лимонную кислоту получают путем лимоннокислого брожения отходов сахарного производства с помощью плесневого грибка Aspergillius niger.

Химические свойства лимонной кислоты

Под действие серной кислоты лимонная кислота как α-гидроксикислота разлагается с образованием ацетондикарбоновой и муравьиной кислот. Ацетондикарбоновая кислота легко подвергается декарбоксилированию с образованием ацетона. Муравьиная кислота в этих условиях разлагается на монооксид углерода и воду.

Разложение муравьиной кислоты на монооксид углерода и воду

Применение лимонной кислоты

Лимонная кислота нашла широкое применение в пищевой промышленности (производство плавленых сыров, напитков и т.д.), при производстве косметики, цемента, а также в нефтехиии.

Соли лимонной кислоты называются цитратами. Цитрат натрия применяется для консервации донорской крови. Противосвертывающее действие основано на том, что цитрат натрия связывает участвующие в процессе свертывания ионы кальция в нерастворимый цитрат кальция.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

Вычислите рН и рОН раствора лимонной кислоты, если концентрация ионов водорода H⁺ в растворе равна 2,5×10^-3М. Укажите реакцию среды.

Решение

Известно, что водородный показатель вычисляется по формуле

pH = -lg[H⁺].

Найдем рН раствора лимонной кислоты:

pH = -lg(2,5×10^-3) = -(0,4 – 3) = 2,6.

Для расчета показателя основности раствора используют следующую формулу:

pOH = 14 – pH,

т.е.

pOH = 14 – 2,6 = 11,6.

Среда раствора – кислая.

Ответ

pH = 2,6; рОН = 11,6; среда – кислая.

ПРИМЕР 2