KALIO BENZOATAS: STRUKTŪRA, SAVYBĖS, GAMYBA, PANAUDOJIMAS - CHEMIJA - 2025

Benzoatas yra organinis junginys, susidedantis iš kalio jonų K ⁺ ir benzoatas jonų C ₆ H ₅ COO ^- . Jo cheminė formulė yra C ₆ H ₅ COOK arba sutirštinta formulė C ₇ H ₅ KO ₂ . Tai balta kristalinė kieta medžiaga. Jis yra higroskopiškas, tai reiškia, kad jis sugeria vandenį iš oro.

Kalio benzoato vandeniniai tirpalai yra šiek tiek šarminiai. Rūgščioje terpėje benzoato jonas (C ₆ H ₅ COO ^- ) paprastai imasi protono ir virsta benzenkarboksirūgštimi (C ₆ H ₅ COOH).

Kalio benzoatas C ₆ H ₅ COOK kieta. W. Oelen. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Kalio benzoatas yra naudojamas kaip maisto konservantas, ypač kai norima, kad juose nebūtų natrio (Na). Tai neleidžia maistui gadintis dėl mikroorganizmų.

Jis, be kitų maisto produktų, naudojamas atvėsintiems gabalams, perdirbtiems gaiviesiems gėrimams ir kepiniams. Jo konservuojantis poveikis tikriausiai yra dėl benzenkarboksirūgšties (C ₆ H ₅ COOH), susidarančios esant žemam pH, kuri neleidžia daugintis grybeliams ir bakterijoms.

Nors kalio benzoatą patvirtina sveikatos organizacijos, patartina nepiktnaudžiauti jo vartojimu, nes nustatyta, kad jis gali paveikti pelių vaisius.

Struktūra

Kalio benzoatas yra organinė druska, tai yra, karboksirūgšties druska, nes tai yra benzenkarboksirūgšties kalio druska. Jį sudaro K + kalio katijonas ir C ₆ H ₅ COO ^- benzoato anijonas .

Benzoatas anijonas C ₆ H ₅ COO ^- yra suformuotas iš benzeno žiedo C ₆ H ₅ - ir karboksilato grupės -COO- ^- .

Cheminė kalio benzoato struktūra. Edgar181. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Ryšys tarp šių dviejų jonų yra stiprus elektrostatinis ryšys, kuris juos laiko kristalų gardelėje.

3D kalio benzoato struktūra. Juoda = anglis; balta = vandenilis; raudona = deguonis; violetinė = kalis. Claudio Pistilli. Šaltinis: „Wikimedia Commons“.

Nomenklatūra

• Kalio benzoatas
• Benzoinės rūgšties kalio druska

Savybės

Fizinė būklė

Kristalinė balta kieta medžiaga.

Molekulinė masė

160,212 g / mol

Tirpumas

Tirpus vandenyje.

pH

Kalio benzoato vandeniniai tirpalai yra šiek tiek šarminiai.

Cheminės savybės

Tai yra higroskopinė, tai yra, kieta medžiaga, lengvai sugerianti vandenį iš aplinkos.

Ryšį tarp kalio jono K ⁺ ir benzoato jono C ₆ H ₅ COO ^- kaip ir daugumoje joninių junginių - gali įveikti tik aukšta temperatūra arba labai poliškas tirpiklis, pavyzdžiui, vanduo.

Benzoatas anijonas C ₆ H ₅ COO ^- yra vidutiniškai pagrindinis, su pastebimo tendencija sujungti su protonų. Jis reaguoja su vandeniu atsižvelgiant protonų H ⁺ , kad sudarytų benzenkarboksirūgšties (C ₆ H ₅ COOH) ir tai veda prie to, kad iš OH koncentracijos padidėjimas ^- jonai .

C ₆ H ₅ COO ^- + H ₂ O ⇔ C ₆ H ₅ COOH + OH ^-

Dėl šios priežasties kalio benzoato vandeniniai tirpalai yra šiek tiek šarminiai.

Gavimas

Norint paruošti kalio benzoatą, benzenkarboksirūgštis (C ₆ H ₅ COOH) neutralizuojama kalio karbonatu (K ₂ CO ₃ ) minimaliame vandens kiekyje, kad būtų skaidrus tirpalas, iš kurio druska kristalizuojasi.

2 C ₆ H ₅ COOH + K ₂ CO ₃ → 2 C ₆ H ₅ COO ^- K ⁺ + H ₂ O + CO ₂ ↑

Tada kristalizuota kalio benzoato druska kelis kartus plaunama eteriu ir išdžiovinama.

Programos

Perdirbto maisto pramonėje

Kalio benzoatas yra plačiai naudojamas kaip antimikrobinis agentas gėrimams, vaisių dariniams, duonos gaminiams ir kitiems maisto produktams konservuoti.

Kai kuriuose kepiniuose gali būti kalio benzoato. Autorius: Andrew Martin. Šaltinis: „Pixabay“.

Tai maisto konservantas, galintis slopinti, sulėtinti ar sulėtinti maisto fermentaciją, parūgštinimą ar pablogėjimą dėl kai kurių grybelių ir bakterijų.

Aplinkos apsaugos agentūros arba EPA duomenimis, kalio benzoatas buvo patvirtintas kaip mažai kenksmingas žmogaus sveikatai junginys.

Prieš grybelius

Tai yra priešgrybelinis agentas, nes jis gali juos sunaikinti, slopindamas jų galimybes augti ar daugintis. Tai nėra gyvūnų ar žmogaus kūno audinių fungicidas, bet inhibitoriai, kurie sulėtina ar sulėtina grybelių augimą maiste ar gėrimuose.

Kai kurios pelėsių rūšys gamina medžiagas, vadinamas aflatoksinais, kurios kelia grėsmę žmonėms ir gyvūnams, nes yra toksiškos, gali sukelti vėžį ir mutacijas.

Dauguma pelėsių yra slopinamos esant 0,05–0,10% kalio benzoato koncentracijai. Tai veikia nuo pH, nes esant žemesniam pH jis yra veiksmingesnis kaip priešgrybelinis.

Apdorotos sodos gali turėti kalio benzoatą. Autorius: Lisakara. Šaltinis: „Pixabay“.

Taip yra todėl, kad priešgrybelinis poveikis iš tikrųjų vyksta benzenkarboksirūgštyje C ₆ H ₅ COOH, kuri yra konjuguota kalio benzoato rūgštis. Ši rūgštis susidaro esant žemam pH, tai yra esant dideliam vandenilio jonų H ⁺ kiekiui :

Kalio benzoatas + vandenilio jonai → Benzenkarboksirūgštis + Kalio jonai

C ₆ H ₅ COOK + H ⁺ → C ₆ H ₅ COOH + K ⁺

Kai kurių tyrinėtojų teigimu, jos veiksmingumą iš dalies lemia benzenkarboksirūgšties tirpumas mikroorganizmo ląstelių membranoje. Šio tipo rūgštis padidina protonų srautą per šią membraną.

Tai sukelia tam tikrų grybelinės ląstelės funkcijų sutrikimą ar dezorganizavimą.

Prieš bakterijas

Tai agentas, kuris veikia prieš kai kurias bakterijas. Jis dedamas į tokius maisto produktus kaip perdirbtos dešros, perdirbti kumpiai (paruošti valgyti) ir kai kurie gėrimai.

Jis buvo išbandytas su Listeria monocytogenes - bakterija, galinčia nužudyti žmones, valgančius užkrėstą maistą. Be kitų simptomų, jis sukelia karščiavimą, vėmimą ir viduriavimą.

Nustatyta, kad maisto produktai, apdoroti kalio benzoatu ir užteršti Listeria, turi būti laikomi žemesnėje kaip -2,2 ° C temperatūroje, kad ši bakterija neatsinaujintų.

Karštuose ir kitoje įdarytoje mėsoje gali būti kalio benzoato. Autorius: Parduoti savo nuotraukas su „StockAgencies“ neleidžiama. Šaltinis: „Pixabay“.

Kita vertus, buvo bandoma naudoti elektronų spinduliuotę, kad būtų sustiprintas kalio benzoato poveikis bakterijoms, tačiau nustatyta, kad gaminamas C ₆ H ₆ benzenas, kuris yra toksiškas junginys.

Taigi, nors maisto produktuose yra kalio benzoato, rekomenduojama juos prieš vartojimą virti aukštoje temperatūroje, kad būtų pašalintas bet koks pavojus, atsirandantis dėl patogeninių bakterijų.

Įvairiose programose

Remiantis šaltiniais, su kuriais buvo konsultuojamasi, kalio benzoatas taip pat naudojamas klijuose ir rišikliuose įvairioms reikmėms. Jis pridedamas prie cigarečių ir tabako arba yra susijęs su jų gamyba.

Jis naudojamas asmens priežiūros priemonėse, tokiose kaip kosmetika, šampūnas, kvepalai, muilai, losjonai ir kt. Tai taip pat yra dažų ir dangų dalis.

Neigiamas poveikis maistui nurijus kalio benzoatą

Kai kurie tyrėjai nustatė, kad kalio benzoatas daro žalingą poveikį pelių vaisiui.

Nors jokio poveikio suaugusioms pelėms, paveiktoms kalio benzoatu, nepastebėta, vaisiaus akyse rasta apsigimimų ir pastebimas mažų pelių kūnelių svorio ir ilgio sumažėjimas.

Remiantis laboratorijos patirtimi, pelės vaisiui gali turėti įtakos motinos prarytas kalio benzoatas. Autorius: Tibor Janosi Mozes. Šaltinis: „Pixabay“.

Tai reiškia, kad vaisiai yra jautresni kalio benzoatui nei suaugusios pelės.

Nuorodos

1. Mandalas, PK ir kt. (1978). Benzoinės rūgšties ir benzenkarbonato jonų klampumo elgsena vandeniniame tirpale. Journal of Solution Chemistry, 7 tomas, Nr. 1, 1978 m. Atkurta iš nuorodos.springer.com.
2. Rusulis, G. ir Marthas, EH (1987). Aspergillus parasiticus NRRL 2999 augimas ir aflatoksino gamyba esant kalio benzoatui ar kalio sorbatui ir esant skirtingoms pradinėms pH reikšmėms. J Maisto Prot., 1987; 50 (10): 820–825. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
3. Lu, Z. et al. (2005). Slopinamasis organinių rūgščių druskos poveikis Listeria monocytogenes kontrolei ant Frankfurterio. J maisto protokolas 2005; 68 (3): 499-506. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhu, MJ ir kt. (2005). Antimikrobinių ingredientų ir švitinimo poveikis Listeria monocytogenes išgyvenimui ir paruošto valgyti kalakutienos kumpio kokybei. Poult Sci., 2005; 84 (4): 613-20. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
5. JAV nacionalinė medicinos biblioteka. (2019 m.). Kalio benzoatas. Atkurta iš pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Afshar, M. et al. (2013). Teratogeninis kalio benzoatų vartojimo poveikis akių vystymuisi pelėms, auginančioms Balb / c. Iranas J Basic Med Sci., 2013; 16 (4): 584-589. Atkurta iš ncbi.nlm.nih.gov.
7. Lide, DR (redaktorius) (2003). CRC chemijos ir fizikos vadovas. 85 ^-oji CRC spauda.
8. Morrison, RT ir Boyd, RN (2002). Organinė chemija. 6-asis leidimas. „Prentice-Hall“.