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Zitronensäure

Strukturformel
Allgemeines
Name Zitronensäure
Summenformel C6H8O7
Andere Namen 3-Carboxy-3-hydroxy-pentan-1,5-disäure
2-Hydroxy-1,2,3-propantricarbonsäure
E330
Kurzbeschreibung farblos, kristallin
CAS-Nummer 77-92-9
Sicherheitshinweise

Xi (reizend)
R- und S-Sätze R 36
S 26
Handhabung keine besonderen Anforderungen
Lagerung Dicht verschlossen. Trocken. Bei +5°C bis +30°C
MAK nicht festgelegt wegen unzureichender Bewertungsgrundlage
LD50 (Ratte) 3000 mg/kg (oral)
LD50 (Kaninchen) x mg/kg
Physikalische Eigenschaften
Aggregatzustand fest
Farbe farblos
Dichte 1,665 g/cm³
Molmasse 192,125 g/mol
Schmelzpunkt 153 °C (Zersetzung)
Siedepunkt
Dampfdruck <0,1 hPa (20 °C)
Weitere Eigenschaften
Löslichkeit 776 g/l (in Wasser) (bei 20 °C)
383 g/l (in Ethanol) (bei 25°C)
Gut löslich in Wasser
Schlecht löslich in unpolare Lösungsmittel
Unlöslich in Chloroform
Kristall
Kristallstruktur Gittertyp angeben
Thermodynamik
ΔfH0g in kJ/mol
ΔfH0l in kJ/mol
ΔfH0s in kJ/mol
S0g, 1 bar in J/mol·K
S0l, 1 bar in J/mol·K
S0s in J/mol·K
Analytik
Klassische Verfahren ''Kurzbeschreibung Nachweisreaktionen (auch der einzelnen Ionen!)
SI-Einheiten wurden wo möglich verwendet. Wenn nicht anders vermerkt wurden Normbedingungen benutzt.

Zitronensäure (Citronensäure), nach IUPAC als 3-Carboxy-3-hydroxy-pentan-1,5-disäure bezeichnet, ist ein farbloser, wasserlöslicher Feststoff.

Inhalt
1 Eigenschaften
2 Vorkommen und Herstellung
3 Verwendung
4 Geschichte
5

Eigenschaften

Zitronensäure bildet im wasserfreien Zustand rhombische Kristalle, die leicht sauer schmecken. In geringen Mengen eingenommen fördert Zitronensäure das Knochenwachstum, wirkt in größeren Mengen jedoch toxisch.

Zitronensäure wird aufgrund ihrer drei Carboxylgruppen (-COOH) zu den organischen Tricarbonsäuren (siehe Carbonsäure) gezählt. Zudem weist die Hydroxylgruppe (-OH) an Position 3 des Kohlenstoffrückrades sie als Hydroxycarbonsäure aus. Das Molekül weist keine Chiralität auf.

Eine wässrige Lösung der Zitronensäure leitet den elektrischen Strom, da die Carboxylgruppen Protonen abspalten und somit bewegliche Ladungsträger (Ionen) in der Lösung vorliegen. Die drei Säuredissoziationskonstantenn der Zitronensäure sind pK1 = 3,1, pK2 = 4,8 und pK3 = 6,4. Die teil- bzw. vollständig dissoziierte Form der Zitronensäure wird als Zitrat (Citrat) bezeichnet. Salze (Citrate) bildet sie mit den Alkalimetallen Lithium, Natrium und Kalium.

Reaktionen

Zitronensäure kann viele Reaktionen eingehen, die für Carbonsäuren beschrieben werden, u. a.

Vorkommen und Herstellung

Zitronensäure ist eine der am weitesten verbreiteten Säuren im
Pflanzenreich und tritt als Stoffwechselprodukt in allen Organismen auf. Zitronensaft enthält z. B. 5 bis 7% Zitronensäure. Sie kommt aber auch in Äpfelnn, Birnen, Himbeeren, Johannisbeeren, in Nadelhölzern, Pilzen, Tabakblättern, im Wein und sogar in der Milch vor. Noch bedeutender ist die Zitronensäure (beziehungsweise ihre Salze, die Citrate) als wichtiges Zwischenprodukt im Kohlenhydrat-Stoffwechsel aller sauerstoffverbrauchenden Lebewesen einschließlich des Menschen. Die Stoffwechselfolge (siehe Biochemie) ist als Citratzyklus bekannt.

Herstellung aus Zitrusfrüchten

Nach dem ursprünglichen Verfahren wurde Zitronensäure aus Zitrusfrüchten gewonnen: Zitronensaft wird mit konzentrierter Ammoniaklösung versetzt und filtriert. Das lösliche Ammoniumcitrat wird mittels einer Fällungsreaktion mit Calciumchlorid in unlösliches Calciumcitrat umgewandelt. Die Lösung wird erneut filtriert und der Filterkuchen in 25%-iger Schwefelsäure gelöst. Nach der anschließenden Filtration wird eine Zitronensäurelösung gewonnen. Als Nebenprodukt entsteht Gips. Die reine Zitronensäure erhält man durch Kristallisation.

Biotechnologische Herstellung

Zitronensäure wird heutzutage industriell aus dem transgenen Pilz Aspergillus niger gewonnen, der bei niedrigen pH-Werten und unter Eisenmangel Zitronensäure ausscheidet, da sein Citratzyklus gestört wird.

Verwendung

Die gelöste Säure und ihre Salze wirken kalklösend und werden in ökologisch akzeptablen Reinigungsmitteln eingesetzt. Kalk wird dabei nicht nur durch die saure Wirkung, sondern auch durch Bildung eines Komplexeses gelöst, so dass Zitronensäure besonders gut kalklösend wirkt. Im Gegensatz zum beißenden Geruch der ebenfalls für diesen Zweck verwendeten Essigsäure entsteht keine Geruchsbelästigung.

Zitronensäure und ihre Salze werden von der Lebensmittelindustrie als Säuerungsmittel und zur Konservierung verwendet, z.B. in Getränken. Als Lebensmittelzusatz trägt Zitronensäure die Bezeichnung E 330.

Geschichte

Zitronensäure wurde 1784 von Carl Wilhelm Scheele erstmals aus dem Saft der Zitrone - daher der Name - isoliert.

Siehe auch: Chemikalienliste


Der Ursprungsartikel stammt von der deutschsprachigen Wiki pedia (siehe oben: "Original Artikel & Autoren Liste").
Der Text steht unter der GNU Freie Dokumentation Lizenz.



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