第二章--柠檬酸及其盐类、酯类和衍生物的性质及用途(2).ppt

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1、第二章柠檬酸及其盐类、酯类和衍生物的性质及用途柠檬酸一种重要的有机酸，又名枸橼酸。英文名：citricacid学名：3-羟基-3-羧基戊二酸或2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸分子式：C6H8O7分子量：192.13第一节：柠檬酸类物质的性质结构式：HO-C-COOHCH2-COOHCH2-COOH柠檬酸的主要分布：天然柠檬酸在自然界中分布很广，天然的柠檬酸存在于植物如柠檬、柑橘、菠萝等果实和动物的骨骼、肌肉、血液中。人工制造的柠檬酸是用砂糖、糖蜜、淀粉、葡萄等含糖物质发酵而制得的，可分为无水和水合物两种。一、物理性质相对密度1.542g/cm3，熔点153℃(无水)，柠檬酸为无色

2、半透明晶体或白色颗粒或白色结晶性粉末,无臭、味极酸,易溶于水和乙醇，水溶液呈酸性。在潮湿的空气中微有潮解性，柠檬酸结晶形态因结晶条件不同而不同，有无水柠檬酸C6H8O7也有含结晶水的柠檬酸2C6H8O7.H2O、C6H8O7.H2O或C6H8O7.2H2O。1、柠檬酸的晶型和性质结晶形式：无水柠檬酸（C6H8O7）和含结晶水柠檬酸。含结晶水柠檬酸：(1)、半水柠檬酸（2C6H8O7.H2O）(2)、1水柠檬酸（C6H8O7.H2O）(3)、2水柠檬酸（C6H8O7.2H2O）商品柠檬酸：(1)、无水柠檬酸（C6H8O7）(2)、1水柠檬酸（C6H8O7.H2O）柠檬酸的结晶形态因

3、结晶条件不同而不同，一般为多棱体。1水柠檬酸是较低温度（低于36.6℃）水溶液中结晶析出，经分离干燥后的产品是具有光泽的无色半透明晶体，属于斜方晶系，呈菱柱状结晶。无水柠檬酸是在较高温度（高于36.6℃）水溶液中结晶析出生成的，为无光泽无透明的白色晶体，晶体形态属于单斜晶系的菱形—双菱锥体。1水柠檬酸→无水柠檬酸，临界温度36.6±0.15℃2、柠檬酸的溶解度柠檬酸有羧基和羟基，极易溶于水，溶解度随温度升高而增大，溶解度与温度呈直线关系，但在36.6℃处有一转折点，这一点是1水柠檬酸向无水柠檬酸转化的临界温度。3、柠檬酸水溶液的性质凝固点下降和沸点升高这是有机酸的一种性质，是柠檬

4、酸提取工艺所必须考虑的问题。密度p=(1.01＋0.47ώ)×103－0.51t式中p----密度(kg/m3)ώ----柠檬酸质量分数(%)t----温度(℃)黏度(0-100℃)η=η0exp[7.4ώ1.65×100/(100＋t)]式中η----柠檬酸溶液的动力黏度(Pa.s)η0----同温度下水的动力黏度(Pa.s)(由化学手册查得)t----温度(℃)ώ----柠檬酸质量分数(%)表面张力柠檬酸水溶液在空气中的表面张力:σ=σ0－15(1－0.01t)ώ/(ώ＋0.5)式中σ----溶液的表面张力(N/m)σ0----同温度下水的表面张力ώ----柠檬酸的质量分数(

5、%)柠檬酸溶液与水蒸气接界的表面张力与空气中的表面张力相比,变化不大于0.3%,一般处于允许的误差范围之内.真空下的沸点柠檬酸水溶液随着真空度的增加，其沸点降低。比热容c=(0.99－0.66ώ＋0.0010t)×4.19式中c----比热容[Kj/(kg·℃)]ώ----柠檬酸的质量分数(%)t----温度(℃)二、化学性质（一）酸性与电离柠檬酸具有三个羧基，均可以电离，离解形式：H3Ci+H2OH2Ci-+H3O+H2Ci-+H2OHCi2-+H3O+HCi2-+H2OCi3-+H3O+K1K2K3Ci代表柠檬酸根，其中K1、K2随温度升高而增大，K3在0~10℃随温度的升高

6、而增大，当T﹥10℃时则温度升高K3减少。（二）与酸反应柠檬酸与发烟硫酸混合，在常温下即产生乌头酸，稍稍加热能生成3-酮戊二酸。柠檬酸与浓硫酸混合，温度在40℃时产生丙酮、CO2、CO等；加热至150℃时生成乌头酸酐；加热至200℃时生成双康酸C9H10O6及CO、CO2等。无水柠檬酸与1份硝酸及2份硫酸作用生成硝酸酯C3H5（ONO2）（COOH）3，它不溶于醚，与钡及铅化合生成不溶性盐类。柠檬酸发烟硫酸常温乌头酸稍加热3-酮戊二酸低温H2SO4﹤94%3-酮戊二酸H2SO4﹤60%加热乌头酸浓H2SO440℃丙酮、CO2、CO150℃乌头酸酐200℃双康酸图：柠檬酸与各种浓度

7、的硫酸反应（三）与碱反应柠檬酸K2CO3或KOH或硝酸共熔草酸和醋酸、其他盐类钠盐石灰干馏丙酮碱液煮沸丙稀酸（C3H4O2）常规酸碱中和反应可以生成各种盐类柠檬酸与NH4OH共同密封加热至120℃，6hr，生成黄色小结晶，冷却后将溶液倒入蒸发皿内，数小时变为蓝色，数日后为绿色，在黑暗处变化较慢，加热时变化快。柠檬酸常规酸碱中和反应可以生成各种盐类。（四）与甘油作用柠檬酸甘油混合干馏丙酮、CO、CO2、甘油内醚丙酮酸酯甘油加热100℃柠檬酸甘油酯甘油量较多加热170℃香茅二甘油（C