چگونه اسید سیتریک را خنثی کنیم؟

اسید سیتریک اسید ضعیفی است که در مرکبات یافت می شود و به عنوان یک واسطه در چرخه اسیدی شناخته می شود که در متابولیسم موجودات هوازی وجود دارد. این ترکیب دارای سه گروه COOH است که می توانند با سه مولکول باز واکنش دهند که معمولاً به صورت بی آب یا مونوهیدرات هستند.

با توجه به گستره وسیعی از کاربردهایی که برای اسید سیتریک معرفی شده است، باید مروری کوتاه بر رایج ترین واکنش های شیمیایی خنثی کننده ای داشته باشیم که این اسید آلی در آنها شرکت می کند. در بسیاری از این فرآیندها، این اسید با مواد خام دیگر واکنش می دهد و در بسیاری از فرآیندهای دیگر، صرفاً به عنوان تنظیم کننده PH عمل می کند.

خنثی سازی:
در شیمی، واکنش خنثی سازی یک واکنش شیمیایی است که در آن یک اسید و یک باز به صورت کمی با هم واکنش داده و نمک و آب تولید می کنند. از آنجایی که در این گونه واکنش ها خاصیت اسیدی و قلیایی خنثی می شود، به آن واکنش های خنثی سازی می گویند. جالب است بدانید که این نوع واکنش ها با نام واکنش های اسید و باز نیز شناخته می شوند. توجه داشته باشید که هیچ یون هیدروژن یا هیدروکسید در طول واکنش خنثی سازی در محلول باقی نمی ماند.

انواع واکنش های خنثی سازی:
بسته به قوی یا ضعیف بودن اسید، سه نوع واکنش خنثی سازی وجود دارد.

اسید قوی با پایه قوی:
اسید قوی و باز قوی به اسیدها و بازهایی گفته می شود که در محلول آبی کاملاً از هم جدا شده اند.

باید توجه داشت که وقتی یک اسید قوی توسط یک باز قوی خنثی می شود، هیچ یون پروتون یا هیدروکسید اضافی در محلول باقی نمی ماند. چنین محلولی خنثی است، بنابراین هیچ خاصیت اسیدی یا قلیایی ندارد. PH این واکنش هفت یا نزدیک به 7 است.

اسید ضعیف با پایه قوی:
اسید ضعیف اسیدی است که به طور کامل در آب حل نمی شود، مانند اسید سیتریک. بنابراین، واکنش تعادلی خواهد بود. pH این واکنش به وضوح اسید (pKa) بستگی دارد. (PH> 7)

اسید قوی با پایه ضعیف:
این واکنش شبیه واکنش بین یک اسید ضعیف و یک باز قوی است. قاعده ضعیف را برای تفکیک جزئی در آب می گویند. در اینجا، مقدار pH در نقطه پایانی تیتراسیون به pKa و pKb بستگی دارد. (PH<7)

اکنون که به طور کامل با مفهوم این مبحث آشنا شدیم، به چگونگی خنثی سازی اسید سیتریک می پردازیم.

خنثی سازی اسید سیتریک با هیدروکسید سدیم:
واکنش شیمیایی بین اسید سیتریک و هیدروکسید سدیم یک واکنش خنثی سازی اسید و باز است. در این واکنش تعادل اسیدی و باز بین محصولات و مواد اولیه برقرار می شود. واکنش به شرح زیر است: اسید سیتریک به عنوان اسید و هیدروکسید سدیم به عنوان یک ماده قلیایی با هم ترکیب می شوند و سیترات سدیم و آب را تشکیل می دهند.

واکنش بین اسید سیتریک و هیدروکسید سدیم در سه مرحله انجام می شود. زیرا هر گروه سیترات باید با یک اتم سدیم جایگزین شود. ترکیبات تولید شده در 3 مرحله به ترتیب مونوسدیم سیترات، دی سدیم سیترات و تری سدیم سیترات می باشد. هر ترکیب دارای یک ثابت تفکیک اسیدی تعریف شده است که به ترتیب از مونوسدیم به تری سدیم، ثابت تفکیک اسید، افزایش می یابد.

سیترات مونو سدیم: C6H8O7+NaOH→ C6H7O7Na+H2O

دی سدیم سیترات: C6H7O7Na+NaOH → C6H6O7Na2+H2O

تری سدیم سیترات: C6H6O7Na2+NaOH → C6H5O7Na3+H2O

خنثی سازی اسید سیتریک با بی کربنات سدیم:
اگر هیدروکسید سدیم در دسترس نباشد، می توانم از یک پایه قوی مانند بی کربنات سدیم برای خنثی کردن اسید سیتریک استفاده کنم.

بی کربنات سدیم که معمولاً جوش شیرین نامیده می شود، یک ترکیب شیمیایی با فرمول NaHCO3 است. ترکیب شیمیایی اسید سیتریک و بی کربنات سدیم با هم واکنش می دهند و ترکیب دیگری به نام سیترات سدیم، آب و دی اکسید کربن تولید می کنند. از آنجایی که این واکنش شیمیایی با تولید دی اکسید کربن همراه است، شرایط واکنش باید از نظر دما و فشار کنترل شود. اگرچه هیچ واکنش انفجاری رخ نمی دهد، اما توصیه می شود که این واکنش در شرایط کنترل شده انجام شود.

C6H8O7+3NaHCO3→ C6H5O7Na3+3H2O+3CO2

برای انجام معادله خنثی سازی اسید سیتریک با بی کربنات سدیم و تولید دی اکسید کربن، شرایط دما در طول واکنش، ترکیب مواد خام را تنظیم می کند. همچنین بر میزان تولید دی اکسید کربن به عنوان محصول نهایی تأثیر می گذارد. به همین دلیل است که ما تأکید می کنیم که شرایط دما و فشار باید در طول واکنش تنظیم شود.

چگونه اسید سیتریک را در غذا خنثی کنیم؟
اسید سیتریک یکی از رایج ترین افزودنی های غذایی در جهان است که برای افزایش اسیدیته، افزایش طعم و حفظ مواد غذایی استفاده می شود.

سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) استفاده از این اسید را به عنوان یک افزودنی ایمن غذایی اعلام کرده است. اسید سیتریک مصرف شده در بدن کاملا متابولیزه می شود و هیچ گونه سمیتی برای بدن ایجاد نمی کند. اما این در رابطه با انواع صنعتی این اسید تا حدودی متفاوت است. زیرا مشاهده شده است که برخی افراد ممکن است به غذاهایی که دارای اسید سیتریک بالایی هستند حساس باشند. بنابراین برای حل این موضوع باید اسید سیتریک خنثی شود. برای این منظور از بی کربنات سدیم برای خنثی سازی آن استفاده می کنیم.