حمض الطرطريك: الهيكل والتطبيقات والخصائص
حمض الطرطريك هو مركب عضوي له الصيغة الجزيئية COOH (CHOH) 2 COOH. لديها مجموعتين من الكربوكسيل. وهذا هو ، يمكن أن تطلق اثنين من البروتونات (H +). بمعنى آخر ، إنه حمض ثنائي البروتينات. أيضا ، يمكن أن تصنف على أنها حمض الألدريك (السكر الحمضي) ومشتق حمض السكسينيك.
ملحه معروف منذ زمن سحيق وهو أحد المنتجات الثانوية لصناعة النبيذ. يتبلور هذا في صورة رواسب بيضاء تسمى "ماس النبيذ" ، والتي تتراكم في الفلين أو في الجزء السفلي من البراميل والزجاجات. هذا الملح هو البيترات البوتاسيوم (أو طرطرات حمض البوتاسيوم).
تشترك أملاح حمض الطرطريك في وجود واحد أو اثنين من الكاتيونات (Na + ، K + ، NH 4 + ، Ca 2+ ، وما إلى ذلك) لأنه ، عند إطلاق بروتونين ، يظلون مشحونين سالبًا بتهمة -1. يحدث مع أملاح bitartrate) أو -2.
بدوره ، كان هذا المركب موضوع دراسة وتعليم النظريات العضوية المتعلقة بالنشاط البصري ، وبشكل أكثر دقة مع الكيمياء المجسمة.
اين هو؟
حمض الطرطريك هو مكون من العديد من النباتات والأطعمة ، مثل المشمش ، الأفوكادو ، التفاح ، التمر الهندي ، بذور عباد الشمس والعنب.
في عملية الشيخوخة من النبيذ ، يتم الجمع بين هذا الحمض - في درجات الحرارة الباردة - مع البوتاسيوم لتبلور كطرطرات. في النبيذ الأحمر يكون تركيز هذه الطرطرات أقل ، بينما في النبيذ الأبيض تكون أكثر وفرة.
الترترات هي أملاح من البلورات البيضاء ، ولكن عندما تحدث شوائب من البيئة الكحولية ، فإنها تكتسب نغمات حمراء أو أرجوانية.
هيكل
يتم تمثيل التركيب الجزيئي لحمض الطرطريك في الصورة العليا. تقع مجموعات الكربوكسيل (-COOH) في النهايات الجانبية ويتم فصلها عن طريق سلسلة قصيرة من اثنين من الكربون (C 2 و C 3 ).
بدوره ، يرتبط كل من هذه الكربونات بـ H (كرة بيضاء) ومجموعة OH. يمكن لهذا الهيكل تدوير الرابطة C 2 -C 3 ، وبالتالي توليد العديد من المطابقات التي تثبت الجزيء.
أي أن الرابط المركزي للجزيء يدور مثل أسطوانة دوارة ، بالتناوب على التوالي مع الترتيب المكاني لمجموعات COOH و H و OH (إسقاطات نيومان).
على سبيل المثال ، في الصورة ، تشير مجموعتا OH إلى اتجاهين متعاكسين ، مما يعني أنهما في وضعين متعارضين مع بعضهما البعض. الشيء نفسه ينطبق على مجموعات -COOH.
التشكل المحتمل الآخر هو زوج من مجموعات الكسوف ، حيث يتم توجيه المجموعتين في نفس الاتجاه. لن تلعب هذه المطابقات دورًا مهمًا في بنية المركب إذا كانت جميع مجموعات C 2 و C 3 كربون متساوية.
كما في هذا المركب ، تختلف المجموعات الأربع (COOH ، OH ، H ، والجانب الآخر من الجزيء) ، الكربونات غير متماثلة (أو لولبية) وتظهر النشاط البصري الشهير.
تحدد الطريقة التي يتم بها ترتيب المجموعات في كربون C2 و C 3 من حمض الطرطريك بعض التركيبات والخصائص المختلفة للمركب نفسه ؛ وهذا هو ، فإنه يسمح بوجود الستيريزومرات.
تطبيقات
في صناعة المواد الغذائية
يتم استخدامه كمثبت للفلتر في المخابز. كما أنه يستخدم كعنصر في الخميرة والمربى والجيلاتين والمشروبات الغازية. وبالمثل ، فإنه يؤدي وظائف كعامل تحميضي ، عامل تخمير وزبال أيون.
يوجد حمض الطرطريك في هذه الأطعمة: الكعك الحلو ، الحلويات ، الشوكولاتة ، السوائل الغازية ، منتجات الخبز والنبيذ.
في إعداد الخمور ، يتم استخدامه لجعلها أكثر توازنا ، من وجهة نظر الحماس ، عند تقليل درجة الحموضة لهذه.
في صناعة الأدوية
يتم استخدامه في إنشاء حبوب منع الحمل والمضادات الحيوية وحبوب منع الحمل ، وكذلك في الأدوية المستخدمة في علاج أمراض القلب.
في الصناعة الكيميائية
يتم استخدامه في التصوير الفوتوغرافي ، وكذلك في الطلاء الكهربائي وهو مضاد للأكسدة المثالي للشحوم الصناعية.
كما أنها تستخدم لعزل ايون المعادن. كيف؟ قم بتدوير روابطها بطريقة تمكنها من تحديد موقع ذرات الإلكترون الخاصة بمجموعة الكربونيل ، الغنية بالإلكترونات ، حول هذه الأنواع المشحونة إيجابيا.
في صناعة البناء
إنه يؤخر عملية تصلب الجص والاسمنت والجص ، مما يجعل التعامل مع هذه المواد أكثر كفاءة.
خصائص
- يتم تسويق حمض الطرطريك على شكل مسحوق بلوري أو بلورات بيضاء معتمة قليلاً. له نكهة لطيفة ، وهذه الخاصية تدل على النبيذ الجيد.
- يذوب عند درجة حرارة 206 مئوية ويحترق عند 210 درجة مئوية. قابل للذوبان في الماء والكحول والحلول الأساسية والبوراكس.
- تبلغ كثافتها 1.79 جم / مل عند 18 درجة مئوية ولديها ثوابتان حمضيان: pKa 1 و pKa 2 . أي أن كل من البروتونات الحمضية له ميله الخاص لإطلاق نفسه في الوسط المائي.
- نظرًا لأنه يحتوي على مجموعات COOH و OH ، يمكن تحليله بواسطة التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء (IR) لتحديده النوعي والكمي.
- تقنيات أخرى مثل التحليل الطيفي الشامل والرنين المغناطيسي النووي ، تسمح بإجراء التحليلات السابقة على هذا المركب.
الكيمياء المجسمة
كان حمض الطرطريك أول مركب عضوي طور عليه قرار بيئي. ماذا يعني هذا؟ وهذا يعني أنه يمكن فصل أجهزة الاستيريو الخاصة بهم يدويًا بفضل أعمال التحقيق التي قام بها عالم الكيمياء الحيوية لويس باستور في عام 1848.
وما هي ستيروزيومرات حمض الطرطريك؟ هذه هي: (R ، R) ، (S ، S) و (R ، S). R و S هي التكوينات المكانية للكربونات C 2 و C 3 .
حمض الطرطريك (R ، R) ، الأكثر "طبيعية" ، يدور الضوء المستقطب إلى اليمين ؛ حمض الطرطريك (S ، S) يدور إلى اليسار ، عكس اتجاه عقارب الساعة. وأخيرًا ، لا يقوم حمض الطرطريك (R، S) بتدوير الضوء المستقطب ، حيث إنه غير نشط بصريًا.
وجد لويس باستور ، بمساعدة مجهر وملاقط ، بلورات حمض الطرطريك وفصلها وأظهرت أنماط "اليد اليمنى" و "اليد اليسرى" ، كما في الصورة أعلاه.
وبهذه الطريقة ، تكون البلورات "اليمنى" هي تلك التي يتم تشكيلها بواسطة enantiomer (R ، R) ، بينما البلورات "اليسرى" هي تلك الموجودة في enantiomer (S ، S).
ومع ذلك ، فإن بلورات حمض الطرطريك (R ، S) لا تختلف عن غيرها ، لأنها تظهر خصائص اليمين واليسار في نفس الوقت ؛ لذلك ، لا يمكن "حلها".
