Kemičar u kući (#14): čudesna limunska kiselina

U serijalu „Kemičar u kući“ objavljujemo kemijske zanimljivosti iz svakodnevnog života. Želimo vam pokazati kako znanje kemije može svakome, pa i ne-kemičaru, pomoći u svakodnevnom životu.

Nenad Raos nedjelja, 23. kolovoza 2020. u 06:00

Kada me kao kemičara (u kući) pitaju što je najvažnije imati u kući, bez dvoumljenja kažem: „Sodu bikarbonu i solnu kiselinu“ – uz, naravno, sanitetski alkohol (70%-tini etanol) i vodikov peroksid (3%), no to dvoje već pripadaju kućnoj apoteci. No,  ima još jedna „kemikalija“ koju bih rado uvrstio u popis onoga što se treba naći u svakoj kući. Riječ je o limunskoj kiselini.

Što reći o limunskoj kiselini? Kao prvo da se pojavljuje pod više imena, primjerice citronska ili citratna kiselina, potom pod ljekarničkim imenom acidum citricum, a u jednoj staroj knjizi nađoh je pod imenom „četrunska kiselina“. Molekularna formula joj je C6H8O7 ili C6H10O8,  jer dolazi u obliku monohidrata, dakle kristalizirana s jednom molekulom vode (C6H8O7·H2O).  Iz toga je jasno da se radi o krutoj tvari, bezbojnom kristaliničnom prahu, nalik na šećer.

Strukturna (konstitucijska) joj je formula HOOC–CH2–C(OH)COOH–CH2–-COOH iz koje se vidi da molekula ima tri kiselinske, karboksilne skupine, što opet znači da se može potpuno neutralizirati trima molekulama kaustične sode (NaOH) ili sode bikarbone (NaHCO3). I tu bih se zaustavio (da me čitatelj ne bi proglasio kemomanijakom). Pa ipak, ne mogu ne naglasiti rečeno, naime s koliko se baze može neutralizirati limunska kiselina i, još važnije, da je riječ o kiselini u krutom agregatnom stanju.

Corpora non agunt nisi liquida“, govorili su (još) alkemičari. Tvari ne reagiraju ako nisu tekuće. S time se ne bi složili kemičari novoga kova koji se bave „reakcijama u krutoj fazi“ pokušavajući postići da se  dva praha kemijski spoje koji nakon beskajnog mrvljenja, mljevenja i miješanja. Corpora non agunt cito nisi liquida: fluidi (tekućine, plinovi, taline i otopine) reagiraju mnogo brže nego krute tvari. Na se toj činjenici temelje mnogi prašci za razvijanje ugljikova dioksida (epervete – šumeće tablete), pa nam limunska kiselina pruža priliku da i sami pripravimo takav prah.  Pomiješat ćemo, jednostavno, sodu bikarbonu i limunsku kiselini. No, u kojem omjeru?

Za potpunu neutralizaciju jednog mola limunske kiseline (192,12 g čiste kiseline ili 210,14 g monohidrata) treba utrošiti tri mola sode bikarbone, a to znači 3 × 84,01 = 252,03 g. To bi bio recept za izradu praška za pravljenje pjene, kad bismo imali preciznu, laboratorijsku, dapače analitičku vagu koja važe se točnošću od jednog mikrograma (0,000001 g). Nažalost,  naša kuhinjska vaga ne važe manje od grama, što znači da mjeri s milijun (!) puta manjom preciznošću. Stoga  ćemo se zadovoljiti sa smjesom u kojoj se soda bikarbona i limunska kiselina nalaze u masenom omjeru 5:4 ili, točnije (i bolje),  8:7. Priredimo li takvu smjesu, pa u nju nalijemo vodu, svaki će njezin gram (nešto manje od kavene žličice) razviti oko 1,5 decilitra ugljikova dioksida. To bi rekla kemija. Kuhinja je pak drugi par rukava.

Dodamo li „prahu za pjenjenje“ još malo limunske kiseline (radi kiselosti) i šećera ili voćnog soka (radi okusa) možemo prirediti osvježavajući napitak. Ili,  moj recept, umjesto vode treba dodati med i evo mliječno bijele kreme. (Pola žličice praha za pjenjenje i dvije žlice meda, no može i drugačije, već prema ukusu.)

Limunska kiselina je dakako kiselina pa se može koristiti u domaćinstvu kao svaka druga kiselina. Na internetu možete pronaći mnogo recepata za konzerviranje, prije svega voća, tom kiselinom. Njome možete, umjesto octom, zakiseliti salatu. (Limunska kiselina nema mirisa, no ima ugodan okus, baš po limunu.) Na kraju, limunskom kiselinom možete otopiti i kamenac. Prednost je što je potpuno bezopasna, a usto nema mirisa poput solne ili octene kiseline. No to nije sve!

Oksalna kiselina (HOOC–COOH) poznato je, staro i prokušano sredstvo za uklanjanje hrđe. I tu se ne bi moglo ništa prigovoriti da nije riječ o izrazito otrovnoj tvari: računa se kako je dovoljno samo dva grama da usmrti odraslog čovjeka. No umjesto tim otrovom, oksalnom kiselinom, hrđa se bilo sa željeza bilo s tkanine može ukloniti limunskom kiselinom. Prema mom iskustvu, hrđav predmet treba držati u otopini limunske kiseline 24 sata, pa i više, da se očisti. Dugo traje, ali se isplati. Jeftino je, jednostavno, a najvažije od svega – nije ni u kom pogledu opasno.

I što još reći? Limunska kiselina može pomoći i da se bolje nauči kemija. Pritom ne mislim samo na one silne formule što sam ih ovdje napisao. Od nje se naime mogu prirediti vrlo veliki i jako lijepi kristali  (https://doi.org/10.15255/KUI.2019.025). To je prilika da vam dijete iznenadi profesora domaćom zadaćom (jer je očekivao kristale šećera ili modre galice), a nakon dobivene petice kristali limunske kiseline mogu postati ukras stana ili dječje sobe. Stoga odmah do najbližeg dućana – da vam ne promaknu čari četrunske alias limunske kiseline!

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, među njima i knjige  „Deset kemijskih pokusa koji su promijenili svijet“ koja je izišla 2000. godine kao prošireni katalog istoimene izložbe u zagrebačkom Tehničkom muzeju Nikola Tesla. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.