Το κιτρικό οξύ (C3H43OH) δίνει στα εσπεριδοειδή τη χαρακτηριστική ξινή γεύση τους, ιδιαίτερα τα λεμόνια και τα λάιμ. Είναι επίσης ένα ενδιάμεσο προϊόν στον κύκλο του κιτρικού οξέος, μια ουσιαστική μεταβολική αντίδραση σε σχεδόν όλους τους οργανισμούς. Το κιτρικό οξύ χρησιμοποιείται εκτενώς σε εφαρμογές τροφίμων, ειδικά ως αρωματική ουσία και συντηρητικό. Είναι επίσης χρήσιμο στην οργανική χημεία όπου είναι ο πρόδρομος για πολλές αντιδράσεις. Το κιτρικό οξύ παράγεται εμπορικά από καλλιέργειες ενός μύκητα που ονομάζεται Aspergillus niger. Αυτή είναι μια βιομηχανική διαδικασία και όχι ένα κατάλληλο πείραμα στο σπίτι.
Ξεκινήστε μια κουλτούρα του Aspergillus niger. Αυτός ο μύκητας είναι πολύ κοινός στη φύση και έχουν αναπτυχθεί ειδικά στελέχη τα οποία έχουν πολύ υψηλό ρυθμό παραγωγής κιτρικού οξέος. Αυτά τα στελέχη είναι διαθέσιμα όπου πωλείται η επιστήμη και οι αγροτικές προμήθειες.
Τροφοδοτήστε την καλλιέργεια της απλής ζάχαρης A. niger. Αυτό μπορεί να είναι σακχαρόζη (επιτραπέζιο σάκχαρο) ή κάποιο μέσο που περιέχει γλυκόζη. Η πηγή είναι συνήθως η πιο φθηνή πηγή διαθέσιμης ζάχαρης, όπως το υδρολυμένο άμυλο καλαμποκιού, το σιρόπι καλαμποκιού ή η μελάσα. Ο A. niger χρησιμοποιεί τη γλυκόζη ως τρόφιμο και παράγει κιτρικό οξύ και διοξείδιο του άνθρακα (C02) ως απόβλητα.
Διηθήστε το καλούπι από την καλλιέργεια μόλις η συγκέντρωση του κιτρικού οξέος στις κορυφές της καλλιέργειας. Το υπόλοιπο διάλυμα θα είναι πολύ υψηλό σε κιτρικό οξύ.
Εκχυλίστε το κιτρικό οξύ. Προσθέστε υδροξείδιο του ασβεστίου στο διάλυμα. Θα συνδυάζεται με το κιτρικό οξύ για να σχηματίσει το κιτρικό ασβέστιο Ca3 (C6H5O7) 2, ένα άλας το οποίο θα καταβυθιστεί από το διάλυμα. Η ακόλουθη εξίσωση δείχνει αυτή την αντίδραση: 3Ca (OH) 2 + 2C3H43OH -> Ca3 (C6H5O7) 2 + 3Η2.
Αναδημιουργήστε το κιτρικό οξύ με θειικό οξύ. Η ακόλουθη εξίσωση δείχνει αυτή την αντίδραση: 3H2SO4 + Ca3 (C6H5O7) 2 -> 2C3H43OH + 3CaSO4. Σημειώστε το πρόσθετο προϊόν του θειικού ασβεστίου (CaSO4).