سدیم گلوکنات چیست؟ کاربرد و ویژگی های آن
سدیم گلوکنات (Sodium gluconate ) یک نمک سدیم آلی نامحلول متعلق به خانواده هیدروکسی کربوکسیلیک اسید است. نمک های گلوکونات فرآورده های فرعی اکسیداسیون گلوکز هستند و به طور گسترده در طبیعت وجود دارند. تولید کنندگان گلوکونات سدیم این فرآیند را در مقیاس وسیع انجام می دهند تا مقادیر زیادی از آن را برای کاربردهای صنعتی تولید کنند.
ترکیب شیمیایی سدیم گلوکنات شامل یک زنجیره شش کربنی با پنج گروه هیدروکسیل است که به گروه کربوکسیلیک اسید ختم می شوند. نزدیکی اتم های اکسیژن در ساختار شیمیایی به عملکرد آن به عنوان یک عامل شلات کننده بسیار کارآمد کمک می کند.
عوامل شلات کننده ترکیباتی هستند که با یونهای فلزی واکنش می دهند و یک کمپلکس محلول در آب ایجاد می کنند. سدیم گلوکنات به عنوان عامل شلات کننده در محدوده وسیع pH عمل می کند. در ادامه مقاله در نشریه جهان شیمی فیزیک توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه می گردد لطفا همراه ما باشید.
ویژگی های فیزیکی و شیمیایی سدیم گلوکنات
سدیم گلوکنات که به عنوان نمک مونوسدیم شناخته می شود یک پودر سفید است که بسیار قابل احتراق است. این ترکیب همچنین با نام سدیم پنتاهیدروکسی کاپروات و با فرمول شیمیایی C6H11O7Na شناخته می شود.
وزن مولکولی این ترکیب ۲۱۸.۱۴ است و به شکل پودر یا گرانول کریستالی سفید یا زرد – قهوه ای است که به راحتی در آب حل می شود. سدیم گلوکونات غیر خورنده و غیر سمی است و به راحتی تجزیه می شود. سدیم گلوکونات در آب سرد و آب گرم محلول است و فقط تا حدی در متانول و اتانول حل می شود.
سدیم گلوکونات به عنوان نگهدارنده طبیعی استفاده می شود زیرا مانع رشد میکروب ها در محصولات می شود و کمک می کند آنها را برای مصرف کنندگان ایمن نگه داریم.
روش تولید سدیم گلوکنات
سدیم گلوکونات اغلب با تخمیر هوازی یک قند که می تواند از ذرت یا چغندر به دست آید ، برای تولید گلوکونیک اسید ساخته می شود. محصول تخمیر – گلوکونیک اسید – خنثی می شود تا گلوکونات سدیم ایجاد شود.
اغلب اوقات سدیم گلوکونات نمک سدیم گلوکونیک اسید است که از تخمیر گلوکز تولید می شود. خاصیت برجسته سدیم گلوکونات قدرت شلات کننده عالی آن به ویژه در محلول های قلیایی است. این ترکیب با کلسیم، آهن، مس، آلومینیوم و سایر فلزات سنگین، کلات های پایدار تشکیل می دهد و از این نظر از سایر عوامل شلات کننده مانند EDTA ،NTA و ترکیبات مربوطه قویتر است.
محلول های آبی سدیم گلوکونات در برابر اکسیداسیون و کاهش حتی در دماهای بالا مقاوم هستند. با این حال به راحتی زیست تخریب پذیر هستند ( پس از ۲ روز) بنابراین هیچ مشکل برای فاضلاب ایجاد نمی کند.
سدیم گلوکونات همچنین یک بازدارنده فوق العاده و یک نرم کننده / کاهش دهنده آب برای بتن، ملات و گچ است. این ماده خاصیت مهار تلخی در مواد غذایی را نیز دارد.
مشخصات شیمیایی سدیم گلوکنات
نام سیستماتیک – سدیم گلوکونات
نام های دیگر – اسید گلوکونیک، نمک سدیم، E576
خلوص – ۹۹+٪
جرم مولی- ۲۱۸.۱۴ گرم/مول
فرمول شیمیایی- NaC6H11O7
ظاهر- جامد کریستالی سفید
حلالیت- محلول در آب ۵۹۰ گرم در لیتر در دمای ۲۵ درجه سانتی گراد
موارد کاربرد سدیم گلوکنات
صنعت پزشکی
در پزشکی سدیم فریک گلوکونات در بخش پزشکی برای درمان بیماران مبتلا به کم خونی استفاده می شود. همچنین از آن برای درمان بیماری های مزمن کلیوی استفاده می شود که معمولا این بیماران تحت دیالیز هستند.
همچنین در بخش دندانپزشکی برای کمک به تولید خمیر دندان و سایر محصولات دندانپزشکی استفاده می شود. مانند اکثر داروهای دیگر قبل از مصرف داروهای حاوی سدیم گلوکونات با پزشک خود در مورد مزایای استفاده و عوارض احتمالی آن صحبت کنید.
در صنعت ساختمان
بتن یک ماده ترکیبی است که از سیمان، سنگدانه ها، مواد افزودنی و آب ساخته شده است. سه چهارم بتن سنگدانه است در حالی که واکنش پذیرترین جزء بتن، دوغاب سیمان است. خواص بتن عمدتا توسط خواص دوغاب سیمان تعیین می شود.
مواد افزودنی در بتن می توانند اثرات مفیدی مانند تسریع و یا به تاخیر انداختن سخت شدن، حباب زدن هوا، کاهش مصرف آب و افزایش پلاستیسیته و غیره ارائه دهند. افزودنی های زیادی به سیمان اضافه می شوند که می توانند در برخی کاربردها یکدیگر را تقویت کنند. سدیم گلوکونات می تواند به عنوان افزودنی در بتن استفاده شود و عملکردهای آن در بتن به عنوان کاهنده و بازدارنده آب است.
سدیم گلوکنات عموما به تنهایی مورد استفاده قرار می گیرد اما می تواند در ترکیب با سایر تاخیردهنده ها مانند کربوهیدرات ها و فسفات ها نیز استفاده شود.
سدیم گلوکونات به عنوان کاهنده آب در بتن
نسبت W / C را می توان با افزودن عامل کاهنده آب کاهش داد. با افزودن گلوکونات سدیم می توان به اثرات زیر دست یافت:
بهبود کارایی
با افزودن سدیم گلوکونات می تواند کارایی را در همان نسبت W / C بهبود ببخشد. در این مرحله، سدیم گلوکونات به عنوان نرم کننده عمل می کند. هنگامی که گلوکونات سدیم کمتر از ۰.۱ درصد اضافه شود میزان بهبود کارایی نسبت مستقیم با درصد افزوده شده دارد.
افزایش مقاومت
در حالی که مقدار سیمان ثابت می ماند، مقدار آب موجود در بتن را می توان کاهش داد (یعنی W / C کاهش می یابد). هنگامی که گلوکونات سدیم به میزان ۰.۱ % اضافه شود مقدار آب اضافه شده را می توان ۱۰ کاهش داد.
اگر آب و سیمان را به همان نسبت کاهش دهید نسبت W / C بدون تغییر باقی می ماند. در این مرحله، سدیم گلوکونات به عنوان عامل کاهش دهنده سیمان استفاده می شود.
سدیم گلوکونات به عنوان بازدارنده در بتن
سدیم گلوکونات می تواند زمان تنظیم اولیه و نهایی بتن را به میزان قابل توجهی به تاخیر بیندازد. هنگامی که دوز آن کمتر از ۰.۱۵ باشد ، لگاریتم زمان سخت شدن اولیه متناسب با مقدار افزوده شده است. یعنی افزودن دو برابری سدیم گلوکنات زمان سخت شدن اولیه تا ده برابر به تأخیر می اندازد که به حفظ بیشتر مواد اولیه خصوصا در آب و هوای گرم کمک می کند.
صنایع غذایی
سدیم گلوکونات هنگامی که به عنوان افزودنی غذایی استفاده می شود به عنوان یک تثبیت کننده یک عامل جدا کننده و ترکیب کننده عمل می کند. این ترکیب همچنین در محصولات غذایی به عنوان پوشاننده مزه های تلخ عمل می کند و برای بهبود طعم غذا و نوشیدنی ها با کاهش تلخی ناشی از شیرین کننده های مصنوعی استفاده می شود.
به عنوان یک تثبیت کننده، ظرفیت اتصال گوشت-آب را افزایش می دهد در نتیجه سفتی گوشت و سهولت برش را بهبود می بخشد. در نهایت به عنوان جایگزین فسفات عمل می کند.
مواد غذایی که ممکن است حاوی سدیم گلوکونات باشند شامل محصولات نانوایی، غلات شیرین، سوپ های آماده، سس و ادویه جات و محصولات لبنی هستند.
محصولات مراقبت شخصی (صنعت زیبایی)
سدیم گلوکونات به عنوان عامل شلات کننده برای تشکیل مجتمع هایی با یون های فلزی استفاده می شود که می تواند بر پایداری و ظاهر محصولات آرایشی تاثیر بگذارد.
این ترکیب یک جزء مهم در لوازم آرایشی است و در آن یون های فلزی را خنثی می کند. این ترکیب اطمینان می دهد که تغییر رنگ فرمولاسیون در طول زمان رخ نمی دهد. بنابراین محصولات آرایشی را از تغییر رنگ و فاسد شدن محافظت می کند.
این ترکیب همچنین به عنوان تنظیم کننده pH و مرطوب کننده عمل می کند. گلوکونات ها به پاک کننده ها و شامپوها اضافه می شوند تا با ترکیب یون های آب سخت میزان کف را افزایش دهند. گلوکونات ها همچنین در محصولات مراقبت از دهان و دندان مانند خمیر دندان استفاده می شوند که در آن از کلسیم جدا شده و به جلوگیری از التهاب لثه کمک می کنند.
صنعت پاک کننده ها
سدیم گلوکونات معمولا در بسیاری از پاک کننده های خانگی و صنعتی یافت می شود که به دلیل عملکرد چندگانه آن است. در پاک کننده های قلیایی مانند مواد شوینده و چربی گیر ماشین ظرفشویی از تداخل یون های آب سخت (منیزیم و کلسیم) با قلیاها جلوگیری می کند و به پاک کننده اجازه می دهد تا با حداکثر توانایی خود عمل کنند.
سدیم گلوکونات به عنوان یک پاک کننده گرد و خاک به شوینده های لباسشویی کمک می کند زیرا پیوند کلسیم را از پارچه جدا می کند و از تجمع مجدد گرد و خاک بر روی پارچه جلوگیری می کند.
هنگامی که از پاک کننده های قوی استفاده می شود سدیم گلوکونات به محافظت از فلزاتی مانند فولاد ضد زنگ کمک می کند. بنابراین در فرمولاسیون بسیاری از پاک کننده های حاوی اسید مخصوصا آنهایی که برای استفاده در صنایع غذایی فرموله شده اند، یافت می شود.
صنعت نساجی
این ترکیب در صنعت نساجی ترجیحا برای تثبیت محلول های قلیایی و سفید کننده استفاده می شود. در فرآیند رنگرزی یون های فلزی غیرفعال از طریق تشکیل مجتمع های محلول بر رنگ های اسیدی و بازی تاثیر مستقیم می گذارند. سدیم گلوکنات یکنواختی رنگ، عملکرد رنگ و مقاومت در برابر اصطکاک را افزایش می دهد.
تثبیت کننده آب
سدیم گلوکونات دارای اثر ضد خوردگی عالی است بنابراین از آن به طور گسترده ای سیستم های خنک کننده شرکت پتروشیمی، دیگ بخار کم فشار، سیستم خنک کننده موتور احتراق داخلی و غیره استفاده می شود.
با استفاده از این ترکیب اثر مهار خوردگی با افزایش دما افزایش می یابد. این درحالی است که با افزایش دما عملکرد مهار کننده های عمومی کاهش می یابد و حتی گاهی عملکرد آنها به طور کامل از دست می رود.
با این حال، گلوکونات سدیم برعکس عمل کرد و بازدهی آن با افزایش دما در محدوده خاصی افزایش می یابد. به عنوان مثال در آزمایش فولاد کربنی وقتی درجه حرارت از ۷۷ درجه سانتی گراد به ۱۲۰ درجه سانتی گراد افزایش می یابد، بازدهی بافر گلوکنات سدیم به طور متوسط بیش از ۵ درصد افزایش می یابد.
استفاده از سدیم گلوکونات به عنوان بازدارنده خوردگی و رسوب برای سیستم گردش آب خنک می تواند خطرات عمومی را از بین ببرد. این مزیتی است که سایر بازدارنده های خوردگی و رسوب در حال حاضر ارائه نمی دهند.
کاربردهای صنعتی سدیم گلوکونات
سدیم گلوکونات در آبکاری و پرداخت فلزات به دلیل تمایل قوی به یونهای فلزی استفاده می شود. به عنوان یک عامل جدا کننده، محلول را تثبیت می کند و از ایجاد ناخالصی ها در واکنش های نامطلوب جلوگیری می کند.
سدیم گلوکونات در صنایع شیمیایی و به ویژه کودها استفاده می شود. به گیاهان و محصولات زراعی کمک می کند تا مواد معدنی لازم را از خاک جذب کنند.
از این ترکیب در صنایع کاغذ و خمیر کاغذ استفاده می شود تا یون های فلزی را که باعث ایجاد مشکل در فرآیند سفیدکنندگی پراکسید و هیدروسولفیت می شوند را شلاته کند.
همچنین از آن برای تولید صابون، خمیر دندان، کرم صورت، حلال های مورد استفاده در تولید لوازم آرایشی و سایر اقلام مراقبت شخصی استفاده می شود.
علاوه بر این، گلوکونات سدیم به ترکیباتی مانند نمک و کلرید کلسیم که خورنده هستند اضافه می شود. این ترکیب به محافظت از سطوح فلزی در برابر حمله نمک ها کمک می کند اما مانع از توانایی نمک در حل یخ و برف نمی شود.
سایر کاربردهای صنعتی مهم این ترکیب شامل شستشوی بطری، مواد عکاسی، وسایل کمکی نساجی، پلاستیک و پلیمر، جوهر، رنگ و تصفیه آب است.
خطرات و عوارض احتمالی سدیم گلوکنات
موسسه ملی بهداشت سدیم گلوکنات را برای استفاده در مواد غذایی و محصولات بهداشتی بی خطر می داند زیرا باعث تحریک پوست یا چشم نمی شود.
اگرچه تصور نمی شود که بلع آن اثرات مضری داشته باشد اما گلوکونات سدیم همچنان ممکن است برای سلامتی فرد پس از بلعیدن مضر باشد به ویژه در مواردی که صدمه به اندام های داخلی (مانند کبد، کلیه) مشهود باشد.
تعاریف فعلی از مواد مضر یا سمی عموما بر اساس دوزهای ایجاد کننده مرگ و میر است نه مواردی که باعث ایجاد بیماری می شوند. ناراحتی های دستگاه گوارش مانند تهوع و استفراغ در صورت بلع محتمل است اما در محیط های شغلی، مصرف مقادیر ناچیز آن باعث نگرانی نمی شود.
اگرچه تصور نمی شود که سدیم گلوکونات محرک باشد اما تماس مستقیم با چشم ممکن است باعث ناراحتی گذرا شود که با پارگی یا قرمزی ملتحمه (مانند آفتاب سوختگی) مشخص می شود. این ماده ممکن است در برخی افراد باعث تحریک جسم خارجی شود.
تصور نمی شود که گلوکونات سدیم پس از تماس باعث عوارض جانبی منفی یا سوزش پوست شود. با این وجود رعایت اصول بهداشتی ایجاب می کند که از قرار گرفتن در معرض این مواد شیمیایی تا جای ممکن خودداری کرده و در محیط های شغلی از دستکش مناسب استفاده کنید.
گلوکونات سدیم معمولا عوارض جانبی منفی یا سوزش مجاری تنفسی را ایجاد نمی کند. این وجود رعایت بهداشت خوب مستلزم این است که قرار گرفتن در معرض این ترکیب حداقل باشد و از اقدامات کنترلی مناسب در محیط شغلی استفاده کنید.
در صورت استنشاق غلظت بالایی از ذرات گلوکنات سدیم افراد مبتلا به اختلال عملکرد تنفسی، بیماری های مجاری تنفسی و شرایطی مانند آمفیزم یا برونشیت مزمن ممکن است ناتوانی بیشتری را تجربه کنند.
نحوه نگهداری سدیم گلوکنات
این ترکیب را در ظروف اصلی و در بسته، در جای خشک، خنک و با تهویه مناسب نگهداری کنید. سدیم گلوکنات و هر ماده شیمیایی دیگری را دور از مواد ناسازگار و ظروف مواد غذایی نگهداری کنید و ظروف آنها را در برابر آسیب های فیزیکی محافظت کرده و بطورمرتب از نظر نشتی آنها را بررسی کنید.
