CNS_01.303_柠檬酸钠

柠檬酸钠，化学式为C6H5Na3O7，分子量为258.07，是一种有机化合物，呈无色斜方柱状晶体，在空气中稳定，能溶于水和甘油中，微溶于乙醇。水溶液具有微碱性，品尝时有清凉感。加热至100℃时变成为二水盐。常用作缓冲剂、络合剂、细菌培养基，在医药上用于利尿、祛痰、发汗、阻止血液凝固，并用于食品、饮料、电镀、照相等方面。

别名：无水柠檬酸钠; 柠檬酸钠; 枸橼酸钠; 2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸钠；柠檬酸三钠。

英文名称 Sodium citrate,anhydrous

理化性质：柠檬酸钠，又名枸橼酸钠、柠檬酸三钠，为白色立方晶系结晶或粒状粉末，无嗅、清凉、有盐的咸味并略带辣。在1.5mL水中可溶解1g（25℃），不溶于乙醇，在空气中稳定。大鼠腹腔注射LD50 1549mg/kg。可用作酸度调节剂，缓冲剂、乳化剂、稳定剂。

物理性质：1、密度：1.008 g/mL at 20 °C

2、熔点：300 °C

3、储存条件：密封于阴凉干燥处避光保存。

4、稳定性：溶于水，难溶于醇，水溶液的pH约为8，在空气中稳定。

5、性状：无色晶体或白色粒状粉末，无臭，有清凉感并稍带辣味。

6、 溶解性：溶于水和甘油，难溶于乙醇。

7、相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：不确定

8、沸点（oC,常压）：不确定

9、沸点（oC, 5.2kPa）：不确定

10、折射率：不确定

11、闪点（oC）：不确定

12、比旋光度（o）：不确定

13、自燃点或引燃温度（oC）：不确定

14、蒸气压（kPa,25oC）：不确定

15、饱和蒸气压（kPa,60oC）：不确定

16、燃烧热（KJ/mol）：不确定

17、临界温度（oC）：不确定

18、临界压力（KPa）：不确定

19、油水（辛醇/水）分配系数的对数值：不确定

20、爆炸上限（%,V/V）：不确定

21、爆炸下限（%,V/V）：不确定

计算化学数据：1、氢键供体数量：1

2、氢键受体数量：7

3、可旋转化学键数量：2

4、拓扑分子极性表面积（TPSA）：141

5、重原子数量：16

6、表面电荷：0

7、复杂度：211

8、同位素原子数量：0

9、确定原子立构中心数量：0

10、不确定原子立构中心数量：0

11、确定化学键立构中心数量：0

12、不确定化学键立构中心数量：0

13、共价键单元数量：4

安全性：我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB 2760-2014）规定：使用量按正常生产需要而定。柠檬酸钠用于清凉饮料可缓和酸味，改进口味。在酿造中加入本品，可促进糖化作用，用量约为0.3%。在冰糕和冰淇淋制造中，柠檬酸钠可用作乳化剂和稳定剂，用量为0.2%~0.3%。本品还可用作乳制品的防止酸败剂，加工干酪和鱼肉制品等的增黏剂，以及食品的甜味矫正剂等。

使用限量：GB 2760—96：各类食品，GMP。
FAO/WHO(1984，g/kg)：人造奶油、婴儿食品、熟肉末、午餐肉、罐装婴儿食品、食用油脂、熟火腿、食用酪蛋白酸盐等，按GMP；低倍浓缩乳、甜炼乳、稀奶油，单用2，与其他稳定剂合用3(以无水物计)；奶粉、奶油粉5(以无水物计)；加工干酪40(以无水物计)；果酱、果冻、橘皮果冻，使Ph值保持2.8～3.5；成熟豌豆罐头150mg/kg(单用或与碳酸氢钠合用量，以钠计，可不添加固化剂和软化剂)。
FEMA(mg/kg)：软饮料490，冷饮15，糖果40，焙烤食品220，肉类40～600，顶端物料50～3900。

海关编码：2918150000

柠檬酸盐和柠檬酸酯：增值税率:17.0%. 退税率:13.0%. 监管条件:4ABxy(出口许可证,入境货物通关单,出境货物通关单出口许可证(加工贸易),出口许可证(边境小额贸易)). 最惠国关税:6.5%. 普通关税:30.0%

申报要素：品名, 成分含量, 用途

监管条件：4.出口许可证 A.入境货物通关单 B.出境货物通关单 x.出口许可证(加工贸易) y.出口许可证(边境小额贸易)

检验检疫：R.进口食品卫生监督检验 S.出口食品卫生监督检验 N.出口商品检验

制备方法：依据生产原料的不同， 柠檬酸钠的制备方法主要有：

1、柠檬酸+氢氧化钠法：这也是最早研究开发的生产工艺。将柠檬酸溶于水， 加入氢氧化钠溶液中， 发生中和反应并产生大量的热， 经过滤浓缩结晶干燥等工序处理得到成品。本法工艺简单，产品纯度好；缺点是生产成品高。现仅用于制备实验室用品。

2、柠檬酸+纯碱法中和法：改良工艺， 作为原料的纯碱易采购好保存并且生产成本低的优势； 是各工业企业普遍采用的生产方法。

3、柠檬酸+小苏打法：本法是针对纯碱法产品不适用医药业而改进的制备方法。本法采用高品质的小苏打， 按计算量溶于水后与柠檬酸中和，经浓缩结晶等工序处理，制备药品级柠檬酸钠。其特点是反应条件温和，产品质量好，工艺操作性好，主要在部分药剂厂使用。

4、柠檬酸钙+纯碱法：本法是利用柠檬酸钙与纯碱混合发生复分解反应，滤除不溶物而获取柠檬酸钠的。产品纯度差且操作流程长。前些年有报道通过调整混合条件pH值，从而简化了该工艺流程，降低了生产成本，获得品质较好产品。

5、也有人采用树脂交换法生产柠檬酸钠。将发酵清液经过离子树脂交换，再用氢氧化钠溶液洗脱吸附的柠檬酸， 所得钠盐溶液经浓缩结晶等获得柠檬酸钠产品。此法相对其他方法无污染，成本低。

柠檬酸钠的工业产品主要是二水柠檬酸钠，因为五水柠檬酸钠在空气中会有缓慢的轻微脱水，因此二水柠檬酸钠更容易运输及保存。二水柠檬酸钠常温保存，五水柠檬酸钠常温密闭保存。

一步法制取柠檬酸钠（柠檬酸钙+纯碱法），当其他物理条件不变时：

(1)物料柠檬酸钙与碳酸钠的摩尔比对试验的结果起到了决定性作用。柠檬酸钙与碳酸钠反应，碳酸钠必须过量，原因之一是碳酸钠与柠檬酸钙反应，若碳酸纳的量不足，就会有副反应发生，生成副产物的柠檬酸一钠和柠檬酸二钠， 导致产品中的柠檬酸三钠含量降低。

(2)溶液反应的PH值的大小也会影响到最终产品的结果，投料终点反应液的PH值越高，得到的产品柠檬酸钠的质量就越高;反之，投料终点反应液的PH值 越低得到的产品柠檬酸钠的质量就越低，当PH低到一定点的时候，得到的产品就不合格。如果反应终点PH值太低，在10.0以下，则蒸馏中途会突然产生溶液发白、变浑浊等异常现象。

(3)柠檬酸钙和碳酸钠反应制备柠檬酸钠，反应程度与反应温度有很大关系。反应温度低，则转化率随时间的增加上升的慢，反应达到平衡所需的时间长;反应温度高，则转化率随时间的增加上升的快，反应达到平衡所需的时间短，但转化率略有下降。

(4)柠檬酸钙+纯碱法步法制取柠檬酸钠与传统工艺相比，能够很好的降低生产成本、缩短反应周期，具有产率高、对环境污染少等优点。

检测方法：柠檬酸三钠测定——中和滴定法

应用范围:供试品置锥形瓶中，加冰醋酸振摇溶解后，加醋酐与结晶紫指示液，用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定至溶液显蓝绿色。读出高氯酸滴定液使用量，计算枸橼酸钠的含量。

方法原理:

在水溶液中，枸橼酸酸性较强(pKa= 3.14),其共轭碱枸橼酸钠碱性较弱(Kb<10-7)，不能进行滴定。在非水HAc介质中，由于HAc的酸性，使枸橼酸钠在此溶液中的碱性增强， 可用HCIO4–HAc滴定剂进行滴定，滴定反应为:C6H5Na3O7+ 3HCIO4→C6H5O7H3+ 3NaClO4

采用结晶紫为指示剂，溶液显蓝色为终点。

供试品置锥形瓶中，加冰醋酸振摇溶解后，加醋酐与结晶紫指示液，用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定至溶液显蓝绿色。读出高氯酸滴定液使用量，计算枸橼酸钠的含量。

试剂:1.水(新沸放置至室温)

2.高氯酸滴定液(0.1mol/L)

3.结晶紫指示液

4.无水冰醋酸

5.醋酐

6基准邻苯二甲酸氢钾

操作步骤:

精密称取供试品约80mg，置锥形瓶中，加冰醋酸5mL加热溶解后，放冷，加醋酐10mL与结晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液(0.1mol/L) 滴定至溶液显蓝绿色，并将滴定结果用空白试验校正。记录消耗高氯酸滴定液的体积数(mL) ，每1mL高氯酸滴定液(0.1mol/L) 相当于8.602mg的柠檬酸钠。

式中: N—高氯酸标准当量浓度，单位：mol/L; V—试样滴定耗用高氯酸标准溶液体积，单位：ml; V0–空白滴定耗用高氯酸标准溶液体积，单位：ml; m—试样质量，单位：g; 0.09803–1毫克当量柠檬酸钠的质量，单位：g。

性能特点：

柠檬酸钠是最重要的柠檬酸盐，主要由淀粉类物质经发酵生成柠檬酸，再跟碱类物质中和而产生，具有多种独特的优良性能。

1、安全无毒，由于制备柠檬酸钠的原料基本来源于粮食，因而绝对安全可靠，对人类健康不会产生危害。联合国粮农与世界卫生组织对其每日摄入量不作任何限制，可认为该品属于无毒品。

2、生物降解性，柠檬酸钠经自然界大量的水稀释后，部分变成柠檬酸，两者共存于同一体系中。柠檬酸在水中经氧、热、光、细菌以及微生物的作用，很容易发生生物降解。其分解途径一般是经乌头酸、衣康酸、柠康酸酐，转变为二氧化碳和水。

3、络合能力，柠檬酸钠对Ca2+、Mg2+等金属离子具有良好的络合能力，对其他金属离子，如Fe2+等离子也有很好的络合能力。柠檬酸钠还具有极好的溶解性能，并且溶解性随水温升高而增加。

4、柠檬酸钠具有良好的pH调节及缓冲性能。柠檬酸钠是一种弱酸强碱盐，与柠檬酸配伍可组成较强的pH缓冲剂，因此在某些不适宜pH大范围变化的场合有其重要用处。另外，柠檬酸钠还具有优良的缓凝性能及稳定性能。

应用领域：柠檬酸钠具有上述多种优良的性能，因而具有广泛的用途。

一、柠檬酸钠无毒性、具有pH调节性能及良好的稳定性，因此可用于食品工业。柠檬酸钠用作食品添加剂，需求量最大，主要用作调味剂、缓冲剂、乳化剂、膨胀剂、稳定剂和防腐剂等；另外，柠檬酸钠同柠檬酸配伍，用作各种果酱、果冻、果汁、饮料、冷饮、奶制品和糕点等的胶凝剂、营养增补剂及风味剂。

二、医药方面：1914年，柠檬酸钠作为长效抗凝血剂得到了发展，使血液可以更久地保存。1915年，在纽约的马尔他-西奈山医院，理查德.莱文森论证了使用柠檬酸钠作为抗凝血剂，将来会把目前输血者和献血者必须在同一时间、同一地点的输血操作转变为我们今天使用的血库系统。其抗凝的机制为柠檬酸钠所含的柠檬酸根离子可与血液中的钙离子反应，形成具有可溶性的柠檬酸钙，该物质易溶于水却不易解离，能抑制凝血过程从而起到阻止血液凝固的作用。

三、柠檬酸钠还有防腐作用，用于保存一些药物。其本身的还原性强于被保护物，先于被保护物氧化。

四、建筑工业。在建筑工业上，柠檬酸钠可在制作混凝土时作为缓凝剂加入，能提高水泥制品的抗冻、抗压及抗拉性能；在环境问题日益严重的社会条件下，一些冶炼厂的排空烟气中二氧化硫严重超标，柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液用于烟气脱硫。中国煤炭资源丰富，是构成能源的主要部分，然而一直缺乏有效的烟气脱硫工艺，导致大气SO2污染严重。研究有效的脱硫工艺，实为当务之急。柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液由于其蒸气压低、无毒、化学性质稳定、对SO2吸收率高等原因，是极具开发价值的脱硫吸收剂。

五、电镀及制造业。因为柠檬酸钠具有很好的络合性能，因此也在电镀工业有很好的用途。电镀工艺发展迅速，中性柠檬酸盐镀镍具有环保无污染并且易维护，腐蚀小，镀层性能优等优点，所以已经在工业化生产中规模化使用。另外柠檬酸钠还应用于制造纳米材料和陶瓷工业的助磨和增白技术上。

六、工业清洗。长久以来，三聚磷酸钠作为助洗剂在洗涤剂中的大量应用是合成洗涤剂工业的一个重要发现。但是，磷酸盐随着洗涤污水排入江河湖泊，造成水质富营养化,促进了水藻类快速繁殖，水中缺氧，危害水生动物的生存，因而成为环保的一大问题。从20世纪70年代起，欧美等发达国家就已经提出了洗涤剂的限磷问题，并先后对其含量作出了规定。在我国，由于各方面原因，特别是价格因素，过去对上述问题并未引起足够重视。近年来，随着洗涤剂工业的快速发展，以及水质的不断恶化，洗涤剂行业也正朝着低磷化、无磷化方向发展。含柠檬酸钠的液体洗涤剂具有优良的洗涤性能，因此，国内外已经开发出多种专用洗涤剂。含柠檬酸钠的液体洗涤剂还具有其他的优良性能,如有的含柠檬酸钠专用清洗剂对某些金属器具无腐蚀性，因而可专门用于清洗贵重的精密仪器等;有的含柠檬酸钠专用洗涤剂清洗器具后，金属表面光亮如新，而且，清洗后的废液经过处理能再生重复利用，降低了洗涤成本。有报道指出，为了解决蔬菜水果等食物上的农药残留问题，有关专家已研制出含柠檬酸钠的蔬菜水果农药残留专用清洗剂。柠檬酸钠由于其独特的性能使其在洗涤剂中作为代替STPP的助洗剂有着广泛的应用前景，但同时由于其存在的一些局限和人们对其性能认识不足，如价格过高，对Ca2+，Mg2+离子的络合能力不如STPP等，限制了目前在洗涤剂中的更广泛使用。柠檬酸类在水中经氧、热、光、细菌和微生物作用很容易发生生物降解，其分解途径一般是经乌头酸、衣康酸、柠康酸酐，转化为CO和水，因此含柠檬酸钠的洗涤废水可直接排放，而不会在环境中积累, 造成污染，这一点更是STPP等所不可比拟的。其次柠檬酸钠虽具有良好的Ca2+，Mg2+整合能力，但其螯合能力仍低STPP和沸石这也是目前N其不能广泛使用的主要原因。柠檬酸钠是一种弱酸强碱盐，与柠檬酸配合可组成较强的pH缓冲对，在清洗反应过程中，具有保持较稳定pH范围的能力，因而在某些不适宜pH大范围变动的清洗场合有其独特之处。同时按柠檬酸与钠盐的不同配合比例可使pH范围在2 ~10之间进行调节，以适应不同物质洗涤对pH的要求.如国外对碗碟、餐具的洗涤，都是在洗碗机中，先用碱性洗涤剂洗涤后，再进行酸性漂洗。如此很容易损坏陶瓷上的瓷釉，对于昂贵碟子的洗涤更是让人担心，最近法国专利提出了以柠檬酸及其钠盐调节成pH=5. 4左右的洗涤剂可安全地用于自动洗碗机中，而不致产生任何损害，在漂洗时也固其具有缓冲能力而不会使pH值有较大范围的波动同时其温和的酸性。柠檬酸钠又是当今世界上取代无机强酸清洗的强大动力，世界上各大城市的水、电、汽、污水等都已实现了地下管道化，因此每年的清洗任务(也包括各类大型设备系统的清洗)非常巨大，过去采用无机强酸洗涤，具有腐蚀非常严重的危害，盐酸在60°C时的腐蚀为30%， 是柠檬酸及钠盐在90°C时清洗产生腐蚀程度的12倍，因此，当今世界在柠橡酸及钠盐在此清洗上的消耗量超过每年5万吨。随着研究的深入，柠檬酸钠的用途也会越来越多。

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