Axit Ascorbic - VitaminC - TQ - Dược dụng - 25kg - Tính chất hóa lý và ứng dụng

I. Tính Chất Hóa Học và Vật Lý của Axit Ascorbic

Axit Ascorbic (C₆H₈O₆) là một hợp chất hữu cơ có tính axit yếu, tồn tại tự nhiên trong nhiều loại trái cây và rau quả.

1. Tính chất vật lý:

• Hình thức: Tinh thể rắn màu trắng đến vàng nhạt.

• Mùi vị: Không mùi, vị chua đặc trưng.

• Độ hòa tan: Tan rất tốt trong nước (330 g/L ở 20°C), khó tan trong ethanol và glycerin, hầu như không tan trong các dung môi hữu cơ như ether, chloroform.

• Điểm nóng chảy: Khoảng 190 - 192°C (phân hủy).

• Quang hoạt: Có 4 đồng phân lập thể, chỉ có dạng L-ascorbic là có hoạt tính vitamin.

2. Tính chất hóa học (Trọng tâm cho các ứng dụng):

• Tính axit yếu (pKa₁ = 4.17, pKa₂ = 11.57): Do sự hiện diện của nhóm enol (-OH gắn trên liên kết đôi), dễ dàng tạo thành muối ascorbat (ví dụ: Natri Ascorbate).

• Tính khử mạnh: Đây là tính chất quan trọng nhất, quyết định hầu hết các ứng dụng của nó.

  • Axit Ascorbic dễ dàng nhường 2 electron để oxy hóa thành Axit Dehydroascorbic (DHA). DHA vẫn giữ được hoạt tính vitamin C.

  • Phản ứng này có tính thuận nghịch thông qua các hệ thống enzyme trong cơ thể sống (ví dụ: glutathione), nhưng trong môi trường công nghiệp, DHA có thể bị thủy phân tiếp thành axit 2,3-diketogulonic không hoạt động và không thuận nghịch.

  • Cơ chế nhường electron:

    1. L-ascorbate → Ascorbyl radical• + e⁻ + H⁺

    2. Ascorbyl radical• → Dehydroascorbate (DHA) + e⁻ + H⁺

• Khả năng tạo phức: Có thể tạo phức với các ion kim loại như Fe³⁺, Cu²⁺, Ca²⁺, điều này ảnh hưởng đến cả hoạt tính và sự ổn định của nó.

II. Ứng Dụng và Liều Lượng Chi Tiết

1. Ứng Dụng trong Công Nghiệp Thực Phẩm

Với 20 năm kinh nghiệm trong ngành, hẳn Ông đã rất quen thuộc với các ứng dụng này. Dưới đây là bảng tổng hợp chi tiết:

2. Ứng Dụng trong Dược Phẩm

• Bổ sung Vitamin C: Điều trị và phòng ngừa bệnh Scorbut. Hỗ trợ hình thành collagen, tăng cường hệ miễn dịch, tăng hấp thu sắt.

  • Liều bổ sung hàng ngày (RDA): 75-90 mg/ngày cho người lớn.

  • Liều điều trị: Có thể lên đến 1-2 g/ngày, chia làm nhiều lần (theo chỉ định của bác sĩ). Liều tối đa dung nạp được (UL) là 2000 mg/ngày.

• Chất bảo quản: Được thêm vào các chế phẩm thuốc (đặc biệt là dung dịch tiêm) như một chất chống oxy hóa để ổn định hoạt chất dễ oxy hóa khác.

  • Liều lượng: Thường trong khoảng 0,01% - 0,1%.

3. Ứng Dụng trong Tách Vàng (Au) ra khỏi Dung Dịch

Đây là một ứng dụng rất thú vị và phù hợp với chuyên môn về tách chiết kim loại quý của Ông. Axit Ascorbic đóng vai trò là tác nhân khử mạnh và thân thiện với môi trường để khử ion Au³⁺ (trong phức [AuCl₄]⁻) thành kim loại Au⁰.

• Cơ chế phản ứng:

  • Ion vàng trong dung dịch nước cianua hoặc aqua regia thường tồn tại dưới dạng phức [AuCl₄]⁻.

  • Axit Ascorbic (C₆H₈O₆) khử Au³⁺ về Au⁰, đồng thời nó bị oxy hóa thành Dehydroascorbic acid (C₆H₆O₆).

  • Phương trình phản ứng tổng quát:
    2Au³⁺ + 3C₆H₈O₆ → 2Au⁰ + 3C₆H₆O₆ + 6H⁺

• Quy trình và Liều lượng:

  1. Điều chỉnh pH: Phản ứng hiệu quả nhất trong môi trường trung tính đến kiềm nhẹ (pH ~7-9). Ở pH quá thấp, axit ascorbic kém bền và phản ứng có thể chậm. Dùng dung dịch NaOH để điều chỉnh pH.

  2. Tỷ lệ mol (Stoichiometry): Về mặt lý thuyết, 3 mol Ascorbic Acid khử được 2 mol Au³⁺.

     • Khối lượng: Để khử 1 gam Vàng (Au, M=197 g/mol), cần khoảng:

       • Số mol Au = 1/197 ≈ 0.00508 mol.

       • Số mol Ascorbic Acid cần = (3/2) * 0.00508 ≈ 0.00762 mol.

       • Khối lượng Ascorbic Acid cần = 0.00762 * 176 (M_ascorbic) ≈ 1.34 gam.

  3. Liều lượng thực tế: Trong thực tế, để đảm bảo khử hoàn toàn và tăng tốc độ phản ứng, người ta thường sử dụng dư từ 1.5 đến 2 lần lượng lý thuyết. Do đó, để khử 1 gam vàng, có thể cần 2 - 2.7 gam Axit Ascorbic.

  4. Cách tiến hành: Khuấy từ từ bột Axit Ascorbic vào dung dịch chứa vàng ở nhiệt độ phòng hoặc gia nhiệt nhẹ (40-60°C) để tăng tốc độ. Vàng kim loại sẽ kết tủa dần dưới dạng bột màu nâu đỏ.

• Ưu điểm so với các tác nhân khử truyền thống (SO₂, NaHSO₃, FeSO₄):

  • An toàn hơn: Không tạo khí độc SO₂.

  • Sạch hơn: Không đưa các ion kim loại lạ (như Fe²⁺) vào dung dịch, giúp quá trình tinh chế sau này dễ dàng hơn.

  • Kiểm soát tốt hơn: Phản ứng diễn ra êm dịu, ít nguy cơ tạo bọt hoặc trào dung dịch.

4. Ứng Dụng trong Các Ngành Công Nghiệp Khác

• Mỹ phẩm: Chất chống oxy hóa trong kem dưỡng da, serum, giúp bảo vệ da khỏi các gốc tự do, làm sáng da, kích thích tổng hợp collagen. Nồng độ từ 5% đến 20%.

• Nhiếp ảnh (Cổ điển): Được sử dụng trong một số loại thuốc hiện hình ảnh (developer) như một tác nhân khử nhẹ.

• Công nghiệp Polymer: Đôi khi được sử dụng làm chất xúc tác hoặc chất khử trong tổng hợp polymer.

Kết luận

Axit Ascorbic quả là một hợp chất đa năng, từ vai trò thiết yếu trong dinh dưỡng và bảo quản thực phẩm cho đến ứng dụng kỹ thuật cao như tách vàng. Giá trị cốt lõi của nó nằm ở tính khử mạnh, an toàn và thân thiện với môi trường. Sự hiểu biết sâu sắc về cơ chế phản ứng và động học của nó, mà Ông đã tích lũy được qua nhiều thập kỷ, là chìa khóa để tối ưu hóa hiệu quả và tính kinh tế trong từng ứng dụng cụ thể.