KALIUMBENZOAAT: STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, PRODUCTIE, GEBRUIK - CHEMIE - 2026

Het benzoaat is een organische verbinding die bestaat uit een kaliumion K ⁺ en benzoaat-ion C ₆ H ₅ COO ^- . De chemische formule is C ₆ H ₅ COOK of de gecondenseerde formule C ₇ H ₅ KO ₂ . Het is een witte kristallijne vaste stof. Het is hygroscopisch, wat betekent dat het water uit de lucht opneemt.

Waterige oplossingen van kaliumbenzoaat zijn licht alkalisch. In een zuur milieu neigt het benzoaation (C ₆ H ₅ COO ^- ) ertoe een proton op te nemen en in benzoëzuur (C ₆ H ₅ COOH) te veranderen.

Kaliumbenzoaat C ₆ H ₅ COOK vast. W. Oelen. Bron: Wikimedia Commons.

Kaliumbenzoaat wordt gebruikt als conserveermiddel voor levensmiddelen, vooral wanneer het gewenst is dat deze natrium (Na) vrij zijn. Het voorkomt dat voedsel bederft door micro-organismen.

Het wordt onder meer gebruikt in vleeswaren, verwerkte frisdranken en bakkerijproducten. De conserverende werking is waarschijnlijk te wijten aan benzoëzuur (C ₆ H ₅ COOH) dat wordt gevormd bij een lage pH, waardoor de reproductie van schimmels en bacteriën wordt voorkomen.

Hoewel kaliumbenzoaat is goedgekeurd door gezondheidsorganisaties, is het raadzaam om het gebruik ervan niet te misbruiken, omdat is gebleken dat het de foetussen van muizen kan beïnvloeden.

Structuur

Kaliumbenzoaat is een organisch zout, dat wil zeggen een zout van een carbonzuur, aangezien het het kaliumzout is van benzoëzuur. Het bestaat uit een K + kaliumkation en een C ₆ H ₅ COO ^- benzoaatanion .

Het benzoaatanion C ₆ H ₅ COO ^- wordt gevormd door een benzeenring C ₆ H ₅ - en een carboxylaatgroep ^- COO ^- .

Chemische structuur van kaliumbenzoaat. Edgar181. Bron: Wikimedia Commons.

De binding tussen deze twee ionen is een sterke elektrostatische binding die ze in het kristalrooster houdt.

3D-structuur van kaliumbenzoaat. Zwart = koolstof; wit = waterstof; rood = zuurstof; violet = kalium. Claudio Pistilli. Bron: Wikimedia Commons.

Nomenclatuur

• Kaliumbenzoaat
• Kaliumzout van benzoëzuur

Eigendommen

Fysieke toestand

Kristallijne witte vaste stof.

Molecuulgewicht

160.212 g / mol

Oplosbaarheid

Oplosbaar in water.

pH

Waterige oplossingen van kaliumbenzoaat zijn enigszins basisch.

Chemische eigenschappen

Het is hygroscopisch, dat wil zeggen, het is een vaste stof die gemakkelijk water uit de omgeving opneemt.

De binding tussen het kaliumion K ⁺ en het benzoaat-ion C ₆ H ₅ COO ^- zoals in de meeste ionische verbindingen kan alleen worden overwonnen door een hoge temperatuur of door een zeer polair oplosmiddel zoals water.

Het benzoaatanion C ₆ H ₅ COO ^- is matig basisch, met een duidelijke neiging om te combineren met protonen. Het reageert met water en neemt een proton H ⁺ om benzoëzuur (C ₆ H ₅ COOH) te vormen en dit leidt tot een verhoging van de concentratie van OH ^- ionen .

C ₆ H ₅ COO ^- + H ₂ O ⇔ C ₆ H ₅ COOH + OH ^-

Om deze reden zijn waterige oplossingen van kaliumbenzoaat licht alkalisch.

Het verkrijgen van

Om kaliumbenzoaat te bereiden, wordt benzoëzuur (C ₆ H ₅ COOH) geneutraliseerd met kaliumcarbonaat (K ₂ CO ₃ ) in een minimale hoeveelheid water om een ​​heldere oplossing te verkrijgen waaruit het zout kristalliseert.

2 C ₆ H ₅ COOH + K ₂ CO ₃ → 2 C ₆ H ₅ COO ^- K ⁺ + H ₂ O + CO ₂ ↑

Vervolgens wordt het gekristalliseerde kaliumbenzoaatzout verschillende keren gewassen met ether en gedroogd.

Toepassingen

In de verwerkte voedingsmiddelenindustrie

Kaliumbenzoaat wordt veel gebruikt als antimicrobieel middel voor het conserveren van dranken, fruitderivaten, bakkerijproducten en ander voedsel.

Sommige bakkerijproducten kunnen kaliumbenzoaat bevatten. Auteur: Andrew Martin. Bron: Pixabay.

Het is een voedselconserveermiddel dat in staat is het fermentatie-, verzuring- of bederfproces van voedsel te remmen, vertragen of vertragen door bepaalde schimmels en bacteriën.

Volgens de Environmental Protection Agency (EPA) is kaliumbenzoaat geverifieerd als een verbinding die weinig zorg geeft voor de menselijke gezondheid.

Tegen schimmels

Het is een antischimmelmiddel, omdat het ze kan vernietigen door hun vermogen om te groeien of zich voort te planten te onderdrukken. Het is geen fungicide voor dierlijk of menselijk lichaamsweefsel, maar een remmer die de groei van schimmels in voedsel of drank vertraagt ​​of vertraagt.

Sommige soorten schimmels produceren stoffen die aflatoxinen worden genoemd en die een bedreiging vormen voor zowel mens als dier omdat ze giftig zijn, kanker en mutaties kunnen veroorzaken.

De meeste schimmels worden geremd bij concentraties van 0,05-0,10% kaliumbenzoaat. De prestatie hiervan is afhankelijk van de pH, omdat het bij een lagere pH effectiever is als schimmelwerend middel.

Verwerkte frisdranken kunnen kaliumbenzoaat bevatten. Auteur: Lisakara. Bron: Pixabay.

Dit komt omdat de schimmelwerende werking feitelijk in benzoëzuur C ₆ H ₅ COOH zit, het geconjugeerde zuur van kaliumbenzoaat. Dit zuur wordt gevormd bij een lage pH, dat wil zeggen in aanwezigheid van een grote hoeveelheid waterstofionen H ⁺ :

Kaliumbenzoaat + waterstofionen → Benzoëzuur + kaliumionen

C ₆ H ₅ KOKEN + H ⁺ → C ₆ H ₅ COOH + K ⁺

Volgens sommige onderzoekers is de effectiviteit ervan deels te danken aan de oplosbaarheid van benzoëzuur in het celmembraan van het micro-organisme. Dit type zuur verhoogt de stroom van protonen door dit membraan.

Dit veroorzaakt de verstoring of ontwrichting van bepaalde functies van de schimmelcel.

Tegen bacteriën

Het is een middel dat tegen sommige bacteriën werkt. Het wordt toegevoegd aan voedingsmiddelen zoals bewerkte hotdogs, bewerkte hammen (klaar om te eten) en sommige dranken.

Het is getest tegen Listeria monocytogenes, een bacterie die mensen kan doden die ermee besmet voedsel eten. Het veroorzaakt onder meer koorts, braken en diarree.

Het is gebleken dat voedingsmiddelen die zijn behandeld met kaliumbenzoaat en die zijn besmet met Listeria, bij temperaturen onder de -2,2 ° C moeten worden bewaard, zodat deze bacterie zich niet voortplant.

Hotdogs en ander gevuld vlees kunnen kaliumbenzoaat bevatten. Auteur: Het verkopen van mijn foto's met StockAgencies is niet toegestaan. Bron: Pixabay.

Aan de andere kant is geprobeerd door het gebruik van elektronenstraling het effect van kaliumbenzoaat tegen bacteriën te versterken, maar er is vastgesteld dat er C ₆ H ₆ benzeen wordt geproduceerd, wat een giftige verbinding is.

Hoewel voedingsmiddelen kaliumbenzoaat bevatten, wordt daarom aanbevolen om ze bij voorkeur op hoge temperaturen te koken voordat ze worden geconsumeerd, om elk gevaar dat voortkomt uit de aanwezigheid van pathogene bacteriën te elimineren.

In verschillende toepassingen

Volgens geraadpleegde bronnen wordt kaliumbenzoaat ook gebruikt in kleefstoffen en bindmiddelen voor verschillende toepassingen. Het wordt toegevoegd aan sigaretten en tabak of houdt verband met de vervaardiging ervan.

Het wordt gebruikt in producten voor persoonlijke verzorging zoals cosmetica, shampoo, parfums, zeep, lotions, enz. Het maakt ook deel uit van verven en coatings.

Negatieve effecten van het innemen van voedsel met kaliumbenzoaat

Bepaalde onderzoekers ontdekten dat kaliumbenzoaat schadelijke effecten had op de foetussen van muizen.

Hoewel er geen effecten werden waargenomen bij volwassen muizen die waren blootgesteld aan kaliumbenzoaat, werden misvormingen in de ogen van de foetussen en een duidelijke afname in gewicht en lengte van de kleine lichaampjes van de muizenfoetussen gevonden.

Volgens laboratoriumervaringen kunnen de foetussen van muizen worden aangetast door het kaliumbenzoaat dat door de moeder wordt ingenomen. Auteur: Tibor Janosi Mozes. Bron: Pixabay.

Dit betekent dat foetussen gevoeliger zijn voor kaliumbenzoaat dan volwassen muizen.

Referenties

1. Mandal, PK et al. (1978). Viscositeitsgedrag van benzoëzuur en benzoaation in waterige oplossing. Journal of Solution Chemistry, deel 7, nr. 1, 1978. Opgehaald van link.springer.com.
2. Rusul, G. en Marth, EH (1987). Groei en aflatoxineproductie door Aspergillus parasiticus NRRL 2999 in aanwezigheid van kaliumbnezoaat of kaliumsorbaat en bij verschillende initiële pH-waarden. J Food Prot.1987; 50 (10): 820-825. Opgehaald van ncbi.nlm.nih.gov.
3. Lu, Z. et al. (2005). Remmende effecten van organische zure zouten voor controle van Listeria monocytogenes op Frankfurters. J Food Prot.2005; 68 (3): 499-506. Opgehaald van ncbi.nlm.nih.gov.
4. Zhu, MJ et al. (2005). Impact van antimicrobiële ingrediënten en bestraling op de overleving van Listeria monocytogenes en de kwaliteit van kant-en-klare kalkoenham. Poult Sci.2005; 84 (4): 613-20. Opgehaald van ncbi.nlm.nih.gov.
5. Amerikaanse National Library of Medicine. (2019). Kaliumbenzoaat. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
6. Afshar, M. et al. (2013). Teratogene effecten van langdurige consumptie van kaliumbenzoaat op oogontwikkeling bij Balb / c foetale muizen. Iran J Basic Med Sci.2013; 16 (4): 584-589. Opgehaald van ncbi.nlm.nih.gov.
7. Lide, DR (redacteur) (2003). CRC Handbook of Chemistry and Physics. 85 ^th CRC Press.
8. Morrison, RT en Boyd, RN (2002). Organische chemie. 6e editie. Prentice-Hall.