Acide citrique

Acide citrique
Formule semi-développée et représentation 3D de l'acide citrique.
Identification
Nom IUPAC	acide 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylique
Synonymes	acide 3-carboxy-3-hydroxypentanedioïque
No CAS	77-92-9 (anhydre) 5949-29-1 (monohydrate)
No EINECS	201-069-1
PubChem	311
No E	E330
FEMA	2306
SMILES	OC(=O)CC(O)(CC(O)=O)C(=O)O PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/C6H8O7/c7-3(8)1-6(13,5(11)12)2-4(9)10/h13H,1-2H2,(H,7,8)(H,9,10)(H,11,12)
Apparence	cristaux incolores. (anhydre). cristaux blancs, faiblement déliquescents. (monohydrate)
Propriétés chimiques
Formule brute	C6H8O7  [Isomères]
Masse molaire	192,1235 ± 0,0075 g/mol C 37,51 %, H 4,2 %, O 58,29 %,
pKa	3,13 4,76 6,40
Propriétés physiques
T° fusion	426 K (153 °C)
T° ébullition	Se décompose au-dessous du point d'ébullition à 175 °C
Solubilité	Soluble dans l'eau 592 g·l-1 à 20 °C). Soluble dans l'éther, l'acétate d'éthyle; insoluble dans le benzène, le chloroforme. Soluble dans l'éthanol (383 g·l-1 à 25 °C).
Masse volumique	1,665 g·cm-3 (20 °C)
T° d'auto-inflammation	1 010 °C
Point d’éclair	100 °C
Limites d’explosivité dans l’air	0,28–2,29 %vol
Thermochimie
Cp	équation : $C_{P} = (20.051) + (8.5219E-1) \times T + (-8.1655E-4) \times T^{2} + (4.0741E-7) \times T^{3} + (-8.3420E-11) \times T^{4}$ Capacité thermique du gaz en J·mol-1·K-1 et température en kelvins, de 298 à 1 500 K. Valeurs calculées : 211,684 J·mol-1·K-1 à 25 °C. T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 298 24,85 211 614 1 101 378 104,85 245 808 1 279 418 144,85 260 804 1 357 458 184,85 274 541 1 429 498 224,85 287 121 1 494 538 264,85 298 637 1 554 578 304,85 309 181 1 609 618 344,85 318 837 1 660 658 384,85 327 685 1 706 698 424,85 335 799 1 748 738 464,85 343 250 1 787 778 504,85 350 102 1 822 818 544,85 356 413 1 855 858 584,85 362 239 1 885 899 625,85 367 757 1 914 T (K) T (°C) Cp $( \tfrac { J } { kmol \times K } )$ Cp $( \tfrac { J } { kg \times K } )$ 939 665,85 372 744 1 940 979 705,85 377 378 1 964 1 019 745,85 381 692 1 987 1 059 785,85 385 716 2 008 1 099 825,85 389 471 2 027 1 139 865,85 392 977 2 045 1 179 905,85 396 247 2 062 1 219 945,85 399 288 2 078 1 259 985,85 402 103 2 093 1 299 1 025,85 404 691 2 106 1 339 1 065,85 407 043 2 119 1 379 1 105,85 409 146 2 130 1 419 1 145,85 410 984 2 139 1 459 1 185,85 412 534 2 147 1 500 1 226,85 413 794 2 154
Cristallographie
Classe cristalline ou groupe d’espace	P21/a
Paramètres de maille	a = 12,817 Å b = 5,628 Å c = 11,465 Å α = 90,00 ° β = 111,22 ° γ = 90,00 ° Z = 4
Volume	770,94 Å3
Densité théorique	1,655
Précautions
Directive 67/548/EEC
Xi Symboles : Xi : Irritant Phrases R : R36 : Irritant pour les yeux. Phrases S : S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. Phrases R : 36, Phrases S : 26,
SIMDUT
Acide citrique : E, E : Matière corrosive acide fort (pH d'une solution saturée 3M. = 1,2) Divulgation à 1,0% selon la liste de divulgation des ingrédients Acide citrique monohydraté : E, E : Matière corrosive acide fort (pH d'une solution saturée = 1,2 solution 3 M.) Divulgation à 1,0% selon les critères de classification
Inhalation	Toux. Essoufflement. Mal de gorge.
Peau	Rougeur.
Yeux	Rougeur. Douleur.
Ingestion	Douleurs abdominales. Mal de gorge.
autre	Combustible. Les particules finement dispersées forment des mélanges explosifs dans l'air.
Écotoxicologie
LogP	-1,7
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'acide citrique est un acide alpha hydroxylé de formule C₆H₈O₇.

Description

Il joue un rôle central dans le métabolisme de tous les organismes vivants et tient son nom de son origine; le citron.

Le citron, une source naturelle d'acide citrique.

Le citron

Il est naturellement présent dans le citron en grande quantité (il intervient pour plus de 95 % dans l'acidité de ce fruit). C'est en fait un intermédiaire du métabolisme des organismes aérobies, et il donne son autre nom au cycle de Krebs (cycle de l'acide citrique). Il est formé, au cours de ce cycle, par condensation d'acétyl-CoA et d'oxaloacétate, par la citrate synthétase. L'homme, par exemple, en produit environ 2 grammes par jour, qui sont décomposés immédiatement.

Biodégradable

L'acide citrique est biodégradable et n'est pas toxique pour l'homme ni pour l'environnement ^{[réf. nécessaire]}. Cependant, comme tout acide, il est irritant et peut provoquer des brûlures s'il entre en contact prolongé avec des muqueuses : il doit donc être utilisé avec quelques précautions (port de gants notamment). À pH physiologique, il est présent sous forme de sa base conjuguée, le citrate, qui est un chélateur de l'ion calcium dans le sang, ce qui peut causer une hypocalcémie si le citrate est administré en grande quantité (ce qui n'arrive jamais dans l'alimentation, mais peut arriver en cas de transfusion sanguine massive). Le traitement est préventif : administration de calcium simultanée.

Usages

Alimentaire

• L'acide citrique est un additif alimentaire (numéro E330) préparé industriellement par fermentation fongique et utilisé dans l'industrie alimentaire comme acidifiant (soda), correcteur d’acidité, agent de levuration, dans la composition d'arôme (Numéro FEMA/GRAS 2306);
• E330 est biosynthétisé par des micro-organismes (moisissures) cultivés sur un substrat contenant habituellement de la mélasse et/ou du glucose. Les micro-organismes peuvent avoir été modifiés génétiquement pour augmenter le rendement. Le glucose peut être produit depuis l'amidon de maïs, et donc potentiellement transgénique lui aussi. La contenance possible du maïs transgénique dans la fabrication de l'additif alimentaire E330 et ceci non signalé sur le produit final est révélé également dans le film documentaire Food, Inc.;
• boissons gazeuses sous forme de citrate de magnésium Mg₃(C₆H₅O₇)₂,4H₂O

Médecine

• produits cosmétiques et pharmaceutiques ;
• Le citrate se lie au calcium sanguin, ce dernier étant nécessaire, entre autres, à la coagulation sanguine. Ceci est à l'origine de ses propriétés anticoagulantes, employées en laboratoire et pour la conservation des produits sanguins. Le citrate n'est jamais administré en thérapeutique, et cette propriété rend nécessaire d'administrer du calcium en supplément en cas de transfusion sanguine massive.
• Le citrate est aussi utilisé sous forme de citrate de potassium ou de sodium pour l'alkalinisation des urines et la préventions des calculs urinaires, en particulier en cas d'hypocitraturie où leur utilisation réduit le risque de récidive de lithiases calciques en inhibant la croissance des calculs d'oxalate de calcium et de phosphate de calcium. Toutefois, du fait de ses effets secondaires, ce traitement n'est que peu toléré sur le long terme et on lui préfère souvent l’absorption de deux verres de jus d'orange par jour.

Autre

• réduction de la rouille ;
• fabrication de pâte à modeler artisanale ;
• fongicide, bactéricide, anti-algues (lutte contre les lichen);
• complexant du fer dans les vins pour retarder la casse ferrique;
• nettoyant pour détartrer les cafetières;
• utilisation comme bain d'arrêt en photographie argentique.
• pour diluer l’héroïne (réduction des risques d'infection)

Propriétés physico-chimiques

Solubilité dans l'eau :

Température	Solubilité
10 °C	54,0 %m
20 °C	59,2 %m
30 °C	64,3 %m
40 °C	68,6 %m
50 °C	70,9 %m
60 °C	73,5 %m
70 °C	76,2 %m
80 °C	78,8 %m
90 °C	81,4 %m
100 °C	84,0 %m

Chimie

Le chauffage de l'acide citrique au-dessus de 175°C produit les acides aconitique, citraconique, itaconique, du dioxyde de carbone et de l'eau. Son oxydation avec des agents oxydants tels que les peroxydes, hypochlorite, persulfate, permanganate, periodate, hypobromite, chromate, dioxyde de manganèse et l'acide nitrique produit de l'acide acétonedicarboxylique, de l'acide oxalique, du dioxyde de carbone et de l'eau.

Histoire et production

• en 1869, en Angleterre, un médecin a obtenu, sous forme cristalline, de l'acide citrique. En mélangeant du jus de citron saturé avec de l'eau de chaux, que l'on décompose par de l'acide sulfurique, on obtient de l'acide citrique. L'intermédiaire de cette réaction est le citrate de calcium.
• Dès 1893, on a eu l'idée que des champignons filamenteux contenaient de l'acide citrique.
• En 1916, en Belgique, Alphonse Cappuyns, étudiant à Louvain, commença à étudier la production d'acide citrique par voie biologique. D'abord en cultivant des "citromyces" (?) sur du sucre raffiné, ensuite avec des "Aspergillus Niger-schimmel".
• en 1923 le citrate a été isolé d'une culture fongique fermentée. Cette méthode effectuée en laboratoire à petite échelle (sur pétris) a été élargie pour soutenir la demande d'acide citrique où il est maintenant produit dans de larges réservoirs rotatifs. On le prépare donc par fermentation d'une solution sucrée, telle la mélasse.
• en 1929, la production industrielle, économique, par voie biologique, devint possible et une société belgo-italienne, "La Citrique Belge", fut fondée.

Acide citrique et vin

L’acide citrique est présent dans les raisins de tout cépage et en plus grande quantité dans les moûts concentrés par la pourriture ou le passerillage des raisins. Les teneurs en acide citrique des vins sont très variables. Beaucoup de vins rouges en sont dépourvus. En effet, parallèlement à la fermentation malolactique qu'elles provoquent, beaucoup de bactéries lactiques font fermenter l’acide citrique, en donnant lieu surtout à la formation d’acide acétique. L’acide citrique possède à un haut degré la propriété d’engager le fer ferrique dans un anion complexe double. Pour cette raison, il est utilisé de façon courante dans le traitement de la casse ferrique. On l’utilise encore pour remonter l’acidité fixe et ainsi améliorer l’acidité gustative d’un vin surtout dans les vins blancs secs. Son emploi dans les vins rouges appelle quelques réserves, car il n’y est pas très stable et risque d’être fermenté par bactéries lactiques avec augmentation d’acidité volatile.

Annexes

Articles connexes

• Acide malique
• Acide fumarique
• Liste d'acides

Liens externes

• (en) Citric Acid Compendium of Food Additive Specifications - Addendum 7 - Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives 53rd session - Rome, 1-10 June 1999