KALIUMBENTSOAATTI: RAKENNE, OMINAISUUDET, TUOTANTO, KÄYTTÖ - KEMIA - 2026

Bentsoaatti on orgaaninen yhdiste, joka koostuu kalium- ionin K ⁺ ja bentsoaatti ioni C ₆ H ₅ COO ^-. Sen kemiallinen kaava on C ₆ H ₅ COOK tai tiivistetty kaava C ₇ H ₅ KO ₂. Se on valkoinen kiteinen kiinteä aine. Se on hygroskooppinen, mikä tarkoittaa, että se imee vettä ilmasta.

Kaliumbentsoaatin vesiliuokset ovat lievästi emäksisiä. Happamassa väliaineessa, bentsoaatin ioni (C ₆ H ₅ COO ^-) pyrkii ottamaan protonin ja muuttuu bentsoehappo (C ₆ H ₅ COOH).

Kaliumbentsoaattia C ₆ H ₅ COOK kiinteänä aineena. W. Oelen. Lähde: Wikimedia Commons.

Kaliumbentsoaattia käytetään elintarvikkeiden säilöntäaineena, etenkin kun halutaan, että nämä eivät sisällä natriumia (Na). Se estää ruokaa pilaamasta mikro-organismien vuoksi.

Sitä käytetään leivonnaisin, jalostettuihin virvoitusjuomiin ja leipomotuotteisiin muun muassa. Todennäköisesti sen säilöntävaikutus johtuu bentsoehaposta (C ₆ H ₅ COOH), joka muodostuu alhaisessa pH: ssa, mikä estää sienten ja bakteerien lisääntymistä.

Vaikka kaliumbentsoaattia ovat hyväksyneet terveysjärjestöt, on suositeltavaa olla väärinkäyttämättä sen käyttöä, koska on todettu, että se voi vaikuttaa hiirien sikiöihin.

Rakenne

Kaliumbentsoaatti on orgaaninen suola, ts. Karboksyylihapon suola, koska se on bentsoehapon kaliumsuola. Se koostuu K + kaliumkationi ja C ₆ H ₅ COO- ^- bentsoaattia anioni.

Bentsoaatti anioni C ₆ H ₅ COO ^- muodostetaan bentseenirengas C ₆ H ₅ - ja karboksylaattiryhmän -COO ^-.

Kaliumbentsoaatin kemiallinen rakenne. Edgar181. Lähde: Wikimedia Commons.

Näiden kahden ionin välinen sidos on vahva sähköstaattinen sidos, joka pitää ne kidehilassa.

Kaliumbentsoaatin 3D-rakenne. Musta = hiili; valkoinen = vety; punainen = happi; violetti = kalium. Claudio Pistilli. Lähde: Wikimedia Commons.

nimistö

• Kaliumbentsoaatti
• Bentsoehapon kaliumsuola

ominaisuudet

Fyysinen tila

Kiteinen valkoinen kiinteä aine.

Molekyylipaino

160,212 g / mol

Liukoisuus

Liukenee veteen.

pH

Kaliumbentsoaatin vesiliuokset ovat lievästi emäksisiä.

Kemiallisia ominaisuuksia

Se on hygroskooppinen eli kiinteä aine, joka imee vettä ympäristöstä helposti.

Sidos kalium-ionin K ⁺ ja bentsoaatti ioni C ₆ H ₅ COO ^- kuten useimmat ionisia yhdisteitä voidaan ratkaista ainoastaan korkeassa lämpötilassa, tai erittäin polaarisessa liuottimessa, kuten vedessä.

Bentsoaatti anioni C ₆ H ₅ COO ^- on kohtalaisen emäksinen, jolla on huomattava taipumus yhdistää protoneja. Se reagoi veden kanssa ottaen protonin H ^+, jolloin muodostuu bentsoehappoa (C ₆ H ₅ COOH) ja tämä johtaa OH ^- ionien pitoisuuden nousuun.

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

Tästä syystä kaliumbentsoaatin vesiliuokset ovat lievästi emäksisiä.

Saada

Valmistella kaliumbentsoaatti, bentsoehappo (C ₆ H ₅ COOH) neutraloidaan kaliumkarbonaatilla (K ₂ CO ₃) minimitilavuuteen vettä, jolloin saatiin kirkas liuos, josta suola kiteytyy.

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

Sitten kiteytetty kaliumbentsoaattisuola pestään useita kertoja eetterillä ja kuivataan.

Sovellukset

Jalostettujen elintarvikkeiden teollisuudessa

Kaliumbentsoaattia käytetään laajalti antimikrobisena aineena juomien, hedelmäjohdannaisten, leipomotuotteiden ja muiden elintarvikkeiden säilömiseen.

Jotkut leipomotuotteet voivat sisältää kaliumbentsoaattia. Kirjoittaja: Andrew Martin. Lähde: Pixabay.

Se on elintarvikkeiden säilöntäaine, joka voi estää, hidastaa tai hidastaa ruuan käymistä, happamoitumista tai pilaantumista tiettyjen sienten ja bakteerien takia.

Ympäristönsuojeluviraston tai EPA: n mukaan kaliumbentsoaatti on todennettu yhdisteeksi, joka aiheuttaa vähäistä huolta ihmisten terveydelle.

Sieniä vastaan

Se on antifungaalinen aine, koska se voi tuhota ne vähentämällä niiden kykyä kasvaa tai lisääntyä. Se ei ole eläinten tai ihmisten kehon kudosten sienitautien torjunta-aine, mutta estäjä, joka hidastaa tai hidastaa sienten kasvua ruoassa tai juomassa.

Jotkut muotit tuottavat aflatoksiineiksi kutsuttuja aineita, jotka ovat uhka sekä ihmisille että eläimille, koska ne ovat myrkyllisiä, voivat aiheuttaa syöpää ja mutaatioita.

Useimmat muotit inhiboidaan pitoisuuksilla 0,05 - 0,10% kaliumbentsoaattia. Tämän suorituskyky riippuu pH: sta, koska matalammassa pH: ssa se on tehokkaampi sienilääkkeenä.

Käsitellyt sodat voivat sisältää kaliumbentsoaattia. Kirjoittaja: Lisakara. Lähde: Pixabay.

Tämä johtuu siitä, että antifungaalinen vaikutus on tosiasiassa bentsoehapossa C ₆ H ₅ COOH, joka on kaliumbentsoaatin konjugoitu happo. Tämä happo muodostuu alhaisessa pH: ssa, toisin sanoen, kun läsnä on suuri määrä vetyioneja H ⁺:

Kaliumbentsoaatti + vetyionit → bentsoehappo + kaliumionit

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

Joidenkin tutkijoiden mukaan sen tehokkuus johtuu osittain bentsoehapon liukoisuudesta mikro-organismin solukalvoon. Tämäntyyppinen happo lisää protonien virtausta tämän kalvon läpi.

Tämä aiheuttaa sienisolun tiettyjen toimintojen häiriöitä tai hajoamista.

Bakteereita vastaan

Se on aine, joka toimii joitain bakteereita vastaan. Sitä lisätään elintarvikkeisiin, kuten jalostettuihin makkaroihin, jalostettuihin kinkkuihin (valmiina syömiseen) ja joihinkin juomiin.

Sitä on testattu Listeria monocytogenes -bakteerilla, joka voi tappaa ihmisiä, jotka syövät sen saastuttamaa ruokaa. Se aiheuttaa kuumetta, oksentelua ja ripulia muun muassa.

On todettu, että kaliumbentsoaatilla käsiteltyjä ja Listerialla saastuneita ruokia on pidettävä alle -2,2 ° C: n lämpötiloissa, jotta tämä bakteeri ei lisääntyisi.

Hot dogit ja muut täytetyt lihat voivat sisältää kaliumbentsoaattia. Kirjoittaja: Kuvieni myyminen StockAgencies-sovelluksella ei ole sallittua. Lähde: Pixabay.

Toisaalta, käyttö elektronisäteilyllä on pyritty tehostamaan vaikutus kaliumbentsoaattia bakteereja vastaan, mutta se on määritetty, että C ₆ H ₆ bentseeni on tuotettu, joka on myrkyllinen yhdiste.

Siksi, vaikka elintarvikkeet sisältävät kaliumbentsoaattia, suositellaan, että ne keitetään mieluiten korkeissa lämpötiloissa ennen nauttimista kaikenlaisten patogeenisten bakteerien läsnäolosta johtuvien vaarojen poistamiseksi.

Eri sovelluksissa

Kyselyn kohteena olevien lähteiden mukaan kaliumbentsoaattia käytetään myös liimoissa ja sideaineissa moniin käyttötarkoituksiin. Sitä lisätään savukkeisiin ja tupakkaan tai se liittyy näiden valmistukseen.

Sitä käytetään henkilökohtaisiin hygieniatuotteisiin, kuten kosmetiikkaan, shampoon, hajusteisiin, saippuisiin, voiteisiin jne. Se on myös osa maaleja ja pinnoitteita.

Kaliumbentsoaatilla ruokailun kielteiset vaikutukset

Tietyt tutkijat havaitsivat, että kaliumbentsoaatilla oli haitallisia vaikutuksia hiirien sikiöihin.

Vaikka mitään vaikutuksia ei havaittu aikuisilla hiirillä, jotka altistettiin kaliumbentsoaatille, sikiöiden silmissä todettiin epämuodostumia ja hiiren sikiöiden pienten kappaleiden painon ja pituuden selvä lasku.

Laboratoriokokemuksen mukaan äidin nauttima kaliumbentsoaatti voi vaikuttaa hiirien sikiöihin. Kirjoittaja: Tibor Janosi Mozes. Lähde: Pixabay.

Tämä tarkoittaa, että sikiöt ovat herkempiä kaliumbentsoaatille kuin aikuiset hiiret.

Viitteet

1. Mandal, PK et ai. (1978). Bentsoehapon ja bentsoaatti-ionin viskositeetti käyttäytyminen vesiliuoksessa. Journal of Solution Chemistry, osa 7, nro 1, 1978. Palautettu osoitteesta link.springer.com.
2. Rusul, G. ja Marth, EH (1987). Aspergillus parasiticus NRRL 2999: n kasvu ja aflatoksiinituotanto kaliumbentsoaatin tai kaliumsorbaatin läsnä ollessa ja erilaisilla alkuperäisillä pH-arvoilla. J Food Prot. 1987; 50 (10): 820 - 825. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
3. Lu, Z. et ai. (2005). Orgaanisten happosuolojen estävät vaikutukset Listeria monocytogenes -bakteerin torjumiseksi Frankfurtersissa. J Food Prot. 2005; 68 (3): 499-506. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhu, MJ et ai. (2005). Antimikrobisten aineosien ja säteilytyksen vaikutus Listeria monocytogenesin selviytymiseen ja ruokailuvalmiiden turkki kinkkujen laatuun. Poult Sei. 2005; 84 (4): 613 - 20. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
5. Yhdysvaltain lääketieteellinen kirjasto. (2019). Kaliumbentsoaatti. Palautettu pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Afshar, M. et ai. (2013). Kaliumbentsoaatin pitkäaikaisen kulutuksen teratogeeniset vaikutukset silmien kehitykseen Balb / c-sikiön hiirillä. Iran J Basic Med Sei. 2013; 16 (4): 584-589. Palautettu osoitteesta ncbi.nlm.nih.gov.
7. Lide, DR (toimittaja) (2003). CRC: n kemian ja fysiikan käsikirja. 85 ^th CRC Press.
8. Morrison, RT ja Boyd, RN (2002). Orgaaninen kemia. 6. painos. Prentice Hall.