Ammoniumcitrat (3458-72-8) Physikalische und chemische Eigenschaften
Ammoniumcitrat
Das Ammoniumsalz der Zitronensäure, verwendet in industriellen und landwirtschaftlichen Anwendungen zur Chelatisierung, pH-Einstellung und als Nährstoffquelle in formulierten Produkten.
| CAS-Nummer | 3458-72-8 |
| Familie | Ammoniumsalze / Citrate |
| Typische Form | Pulver oder kristalliner Feststoff |
| Übliche Qualitäten | EP |
Ammoniumcitrat ist ein anorganisch-organisches Salz, gebildet aus Zitronensäure und Ammoniak; seine stöchiometrische Summenformel ist \(\ce{C6H11NO7}\). Strukturell besteht es aus dem tricarboxylat-/hydroxybasierten Rückgrat der Zitronensäure (zentraler tertiärer Alkohol, flankiert von drei Carboxylatfunktionen), neutralisiert durch Ammonium-Gegenionen. Die Verbindung existiert als Salz aus diskreten kovalent gebundenen Einheiten (berichtete Anzahl kovalent gebundener Einheiten: 2) und nicht als einzelnes kovalentes Molekül; dies äußert sich in hoher Polarität, umfangreicher Wasserstoffbrückenbindung und großer polarer Oberflächenfläche (TPSA = 133 Ų), die wässrige Lösungsmittel und Komplexbildung mit Metallkationen stark begünstigt.
Elektronisch bietet die Citrat-Komponente mehrere deprotonierbare Stellen (drei Carboxylgruppen und eine Hydroxylgruppe), wodurch ein chelatbildendes, polyvalentes Anion in deprotonierten Formen entsteht und interne Wasserstoffbrückennetze in teilweise protonierten Zuständen ermöglicht werden. Das Ammonium-Gegenion trägt zur Protonendonation und zum Säure-Base-Puffern im nahezu neutralen \(\mathrm{pH}\)-Bereich in wässrigen Medien bei. Die Kombination ergibt ein hoch hydrophiles, niedrig lipophiles Salz mit zahlreichen Wasserstoffbrückendonorstellen (5) und Akzeptorstellen (8) sowie geringer erwarteter Verteilung in unpolare Phasen.
Die industrielle Bedeutung ergibt sich aus seiner Rolle als ungiftiges, wasserlösliches chelatbildendes/pufferndes Salz sowie seiner Nützlichkeit in landwirtschaftlichen Formulierungen und Reinigungsanwendungen. Gemeldete Handelsqualität: EP.
Grundlegende physikalische Eigenschaften
Löslichkeit und Hydratation
Physikalische Beschreibung: Flüssig.
Als Ammoniumsalz einer mehrbasigen Carbonsäure ist das Material klassisch hoch wasserlöslich und bildet umfangreiche wasserstoffgebundene Hydrate; das Löslichkeitsverhalten wird durch die ionische Dissoziation der Ammonium/Citrat-Komponenten und die \(\mathrm{pH}\)-abhängige Speziesbildung der Citratgruppe bestimmt. Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Praktische Konsequenz: Schnelle Auflösung in wässrigen Medien, vollständige Dissoziation zu Ammonium- und Citrat-Spezies unter typischen Bedingungen in Formulierung und Verarbeitung wird erwartet.
Thermische Stabilität und Zersetzung
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Qualitativ zersetzen sich Ammoniumsalze von Carbonsäuren üblicherweise bei starker Erhitzung, wobei Ammoniak freigesetzt und Carbonate/CO_2 sowie aus der organischen Säure stammende Rückstände gebildet werden; Zersetzungswege und Beginn der Zersetzung sind abhängig vom Hydratationszustand, der Probenreinheit und der Erwärmungsgeschwindigkeit. Thermische Zersetzung unter inerten oder oxidativen Atmosphären sollte zur Prozesssicherheit empirisch evaluiert werden.
Chemische Eigenschaften
Komplexbildung und Koordination
Citrat ist ein tridentater/oligodentater Ligand, der stabile Chelatkomplexe mit einem breiten Spektrum von Metallkationen (Erdalkalimetalle, Übergangsmetalle, Seltene Erden) bilden kann, wobei Bindungen über Carboxylat-Sauerstoffatome und in einigen Koordinationsmodi über den Hydroxyl-Sauerstoff erfolgen. Im Ammoniumsalz dient das Ammonium-Ion ausschließlich als ladungsbalancierende Spezies (\(\ce{NH4+}\)) und konkurriert nicht um Metallkoordination in typischen wässrigen Systemen. Die Komplexbildung reduziert die freie Metallaktivität und kann Löslichkeit, Bioverfügbarkeit sowie Korrosionshemmer-Eigenschaften in formulierten Produkten beeinflussen.
Reaktivität und Stabilität
Die Verbindung ist chemisch stabil in neutralen bis leicht sauren wässrigen Lösungen, in denen das Citrat-Anion vorherrscht; die Oxidation unter Umgebungsbedingungen verläuft normalerweise langsam, da das Citrat-Rückgrat keine leicht oxidierbaren aromatischen oder aktivierten aliphatischen Zentren besitzt. Eine hydrolytische Spaltung des Kohlenstoffgerüstes wird unter typischen Lager- oder Anwendungsbedingungen nicht erwartet. Reduzierende oder stark oxidierende Umgebungen und längere Einwirkung erhöhter Temperaturen können den organischen Anteil verändern; Kompatibilitätstests werden empfohlen bei Verwendung mit reaktiven Oxidationsmitteln, starken Basen oder katalytischen Metalloberflächen.
Molekulare Parameter
Molekulargewicht und Zusammensetzung
- Molekularformel: \(\ce{C6H11NO7}\)
- Molekulargewicht: 209.15
- Exakte Masse: 209.05355169
- Monoisotopische Masse: 209.05355169
- Anzahl schwerer Atome: 14
- Anzahl kovalent gebundener Einheiten: 2
- Formale Ladung: 0
- Komplexität: 227
- Topologische polare Oberfläche (TPSA): 133
- Anzahl Wasserstoffbrückendonoren: 5
- Anzahl Wasserstoffbrückenakzeptoren: 8
- Anzahl rotierbarer Bindungen: 5
Diese Parameter spiegeln ein hoch polares, wasserstoffbrückenfähiges Salz mit hoher Affinität zu Wasser und geringer Lipophilie wider.
LogP und Ionisierungszustand
Für diese Eigenschaft liegt im aktuellen Datenkontext kein experimentell ermittelter Wert vor.
Der Ionisierungszustand in der festen Form entspricht einem Ammonium/Citrat-Salzpaar; in wässriger Lösung liegt die Citratgruppe in pH-abhängigen Protonierungszuständen vor (mono-, di- oder tri-deprotonierte Formen), während Ammonium (\(\ce{NH4+}\)) ein schwach saures Gegenion darstellt. Die berichtete formale Ladung der kovalenten Einheit ist 0, was mit einem neutralen stöchiometrischen Salz übereinstimmt.
Identifikatoren und Synonyme
Registrierungsnummern und Codes
- CAS RN: 3458-72-8
- EC-Nummer: 231-560-6
- InChI:
InChI=1S/C6H8O7.H3N/c7-3(8)1-6(13,5(11)12)2-4(9)10;/h13H,1-2H2,(H,7,8)(H,9,10)(H,11,12);1H3 - InChIKey:
BWKOZPVPARTQIV-UHFFFAOYSA-N - SMILES:
C(C(=O)O)C(CC(=O)O)(C(=O)O)O.N
Synonyme und Strukturbezeichnungen
Gemeldete Synonyme umfassen: Ammoniumcitrat; Citronensäure, Ammoniumsalz; Ammoniumhydrogencitrat; monobasisches Ammoniumcitrat; Amin-Citrat; Azan; 2-Hydroxypropan-1,2,3-tricarbonsäure. Diese Bezeichnungen reflektieren die Salznatur und verschiedene stöchiometrische/strukturelle Beschreibungen, die in Liefer- und regulatorischen Kontexten verwendet werden.
Industrielle und kommerzielle Anwendungen
Verwendung als Salzform oder Hilfsstoff
Ammoniumcitrat fungiert als wasserlösliches pufferndes und chelatbildendes Salz, nützlich dort, wo kontrollierte Komplexierung von Metallionen, milde Säure und hohe Wasserlöslichkeit gefordert sind. Als Ammoniumsalz kann es gegenüber Alkalimetallsalzen bevorzugt eingesetzt werden, wenn Natrium- oder Kaliumgehalt minimiert werden muss. Es wird in Formulierungen verwendet, die die Komplexierung von Härteionen durch Citrat und die milde Säure ausnutzen.
Beispielhafte Anwendungsfälle
- Reinigungsmittel und Waschmittelformulierungen, bei denen die Komplexierung von Ca2+/Mg2+ und pH-Kontrolle erforderlich ist.
- Landwirtschaftliche Bodenverbesserungsmittel und Düngemittelmischungen zur Bereitstellung von Stickstoff und chelatierten Mikronährstoffen; gelistete Anwendungen umfassen „Bodenverbesserungsmittel (Dünger)“.
- Industrielle Formulierungen, bei denen ein wasserlöslicher, nichtflüchtiger Chelator/Puffer bevorzugt wird.
Regulatorischer/kommerzieller Status: für kommerzielle Tätigkeiten in relevanten Verzeichnissen als aktiv gemeldet.
Wenn eine prägnante Anwendungsübersicht über die obigen Angaben hinaus erforderlich ist, sollten produktspezifische technische Datenblätter zu Rate gezogen werden, um Qualität und Reinheit an die beabsichtigte Verwendung anzupassen.
Sicherheits- und Handhabungsübersicht
Toxikologische Betrachtungen
Der Stoff wird in verfügbaren Unternehmensberichten gemäß GHS-Gefahrenkriterien als „Nicht eingestuft“ angegeben; kumulierte Meldungen zeigen, dass er in diesen Einreichungen keine Einstufungsschwellen erreicht. Das Fehlen einer Einstufung impliziert ein geringes akutes Gefährdungspotenzial bei typischen industriellen Expositionen, jedoch werden spezifische toxikologische Endpunkte (z. B. LD50, chronische Toxizität) hier nicht bereitgestellt. Wie bei vielen ionischen organischen Salzen kann die Exposition durch Verschlucken oder hohe Konzentrationen in Aerosolen Schleimhautreizungen verursachen; die produktspezifische Toxikologie sollte vor großtechnischem Einsatz geprüft werden.
Lagerungs- und Handhabungsrichtlinien
Handhabung unter Verwendung der üblichen industriellen Chemikalienschutzmaßnahmen: Staub- und Aerosolbildung vermeiden, lokale Absaugung an Arbeitsplätzen mit fein verteiltem Material bereitstellen und geeignete PSA (Handschuhe, Augenschutz, Schutzkleidung) tragen. Lagerung an einem kühlen, trockenen, gut belüfteten Ort fern von starken Oxidationsmitteln und inkompatiblen Reagenzien; längere Einwirkung von hohen Temperaturen vermeiden, da diese eine Zersetzung fördern kann. Für ausführliche Gefahren-, Transport- und regulatorische Informationen sollten Nutzer das produktspezifische Sicherheitsdatenblatt (SDS) und die örtlichen Gesetzgebungen konsultieren.
