Acide citrique

Acide citrique
Formule semi-développée et représentation 3D de l'acide citrique.
Général
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)[1]. cristaux blancs, faiblement déliquescents. (monohydrate)[2]
Propriétés chimiques
Formule brute	C6H8O7  [Isomères]
Masse molaire[3]	192,1235 ± 0,0075 g·mol-1 C 37,51 %, H 4,2 %, O 58,29 %,
pKa	3,13 4,76 6,40
Propriétés physiques
T° fusion	426 K (153 °C)[4]
T° ébullition	Se décompose au-dessous du point d'ébullition à 175 °C[2]
Solubilité	Soluble dans l'eau 592 g·l-1 à 20 °C)[4]. Soluble dans l'éther, l'acétate d'éthyle; insoluble dans le benzène, le chloroforme[5]. Soluble dans l'éthanol (383 g·l-1 à 25 °C).
Masse volumique	1,665 g·cm-3 (20 °C)[5]
T° d'auto-inflammation	1 010 °C[2]
Point d’éclair	100 °C[1]
Limites d’explosivité dans l’air	0,28–2,29 %vol[1]
Thermochimie
Cp	équation[6] : $C_{P} = (20.051) + (8.5219E-1) \times T + (-8.1655E-4) \times T^{2} + (4.0741E-7) \times T^{3} + (-8.3420E-11) \times T^{4}$ 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 [7]
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 [7]
Volume	770,94 Å3 [7]
Densité théorique	1,655 [7]
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[9],[10]
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[8].
Écotoxicologie
LogP	-1,7[1]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

L'acide citrique est un triacide carboxylique 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 c'est aussi l'autre nom du 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. Cependant, 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).

Usages

Alimentaire

• L'acide citrique est un additif alimentaire (numéro E330^[11]) utilisé dans l'industrie alimentaire comme acidifiant (soda), correcteur d’acidité, agent de levuration, dans la composition d'arôme (Numéro FEMA/GRAS 2306);
• boissons gazeuses sous forme de citrate de magnésium (Mg₃(C₆H₅O₇)₂,4H₂O

Médecine

• produits cosmétiques et pharmaceutiques ;
• anticoagulant sanguin.

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[12]
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

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 Leuven, 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.

Notes et références

1. ↑ ^{a, b, c et d} ACIDE CITRIQUE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
2. ↑ ^{a, b et c} ACIDE CITRIQUE, MONOHYDRATE, fiche de sécurité du Programme International sur la Sécurité des Substances Chimiques, consultée le 9 mai 2009
3. ↑ Masse molaire calculée d’après Atomic weights of the elements 2007 sur www.chem.qmul.ac.uk.
4. ↑ ^{a et b} (en)Citric acid RN: 77-92-9 sur ChemIDplus
5. ↑ ^{a et b} CITRIC ACID sur Hazardous Substances Data Bank. Consulté le 18 janvier 2010
6. ↑ (en) Carl L. Yaws, Handbook of Thermodynamic Diagrams, vol. 2, Huston, Texas, Gulf Pub. Co., 1996 (ISBN 978-0-88415-858-5) (LCCN 96036328) 
7. ↑ ^{a, b, c et d} Citric Acid sur www.reciprocalnet.org. Consulté le 12 décembre 2009
8. ↑ Fiches Internationales de Sécurité Chimique : ACIDE CITRIQUE - ICSC: 0855 sur NIOSH
9. ↑ « Acide citrique » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
10. ↑ « Acide citrique monohydraté » dans la base de données de produits chimiques Reptox de la CSST (organisme québécois responsable de la sécurité et de la santé au travail), consulté le 25 avril 2009
11. ↑ Parlement européen et Conseil de l'europe, « La Directive 95/2/CE concernant les additifs alimentaires autres que les colorants et les édulcorants », dans Journal officiel de l'Union européenne, n^o L 61, 20/02/1995, p. 1-56 [texte intégral (page consultée le 19/05/2008)] . [PDF]
12. ↑ (en) Maryadele J. O'Neil, Ann Smith, Patricia E. Heckelman et Susan Budavari, The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs and Biologicals, 13th edition, United States, MERCK & CO INC, 2001, 13^e éd., 2564 p. (ISBN 978-0-911910-13-1) , 2350

Annexes

Articles connexes

• Acide malique
• Acide fumarique

Liens et documents 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