I. Đặc điểm tính chất
– Lactic acid là một acid hữu cơ có công thức hóa học là C3H6O3. Đây là một acid carboxylic có chứa ba nguyên tử cacbon, sáu nguyên tử hydro và ba nguyên tử oxi trong mỗi phân tử của nó. Lactic acid có hai đồng phân: acid L-lactic và acid D-lactic, nhưng thường người ta thường nói đến acid L-lactic khi đề cập đến lactic acid trong ngữ cảnh sinh học và thực phẩm.
– Tính chất vật lý:
· Trạng thái vật lý: Lỏng
· Màu sắc: Không màu hoặc hơi vàng
· Mùi: Chua
· Tính acid: pH khoảng 2,4
· Độ hòa tan: Hòa tan tốt trong nước, etanol, glycerin
· Điểm nóng chảy: 16,8 °C
· Điểm sôi: 121,9 °C
· Độ bay hơi: Thấp
· Trọng lượng riêng: 1,19 g/cm³
· Tính dẫn điện: Thấp
· Tính bay hơi: Thấp
– Tính chất hoá học:
· Tính acid: Lactic acid là một acid, nó có khả năng tạo ra ion hydroxon (OH-) khi tan trong nước. Điều này làm cho nó có tính acid, có khả năng tương tác với các chất có tính cơ sở (cơ sở là các chất có khả năng tạo ra ion hydroxon), như các hydroxit kim loại. Phản ứng cơ bản của lactic acid có thể được biểu diễn như sau:
Lactic acid + Hydroxide kim loại → Muối lactic acid + Nước
· Tính chất tạo liên kết hydrogen: Lactic acid có khả năng tạo liên kết hydrogen, vì nó có nhóm hydroxyl (-OH) và nhóm carboxyl (-COOH) trong cấu trúc hóa học của nó. Điều này có thể dẫn đến tương tác mạnh mẽ với các phân tử khác, đặc biệt là trong các ứng dụng sinh học.
· Tính oxi hóa và khử: Lactic acid có thể tham gia vào các phản ứng oxi hóa và khử. Nó có thể bị oxi hóa thành các sản phẩm khác trong điều kiện phù hợp, và ngược lại, nó cũng có thể được sử dụng làm chất khử trong một số phản ứng khử.
· Tính chất trong quá trình lactic acid fermentation: Lactic acid là sản phẩm chính của quá trình lactic acid fermentation, một quá trình sinh học mà glucose được biến đổi thành lactic acid dưới tác động của vi khuẩn. Đây là một ví dụ tiêu biểu về tính chất sinh học của lactic acid.
II. Phương pháp điều chế
1. Quá trình hydrat hóa (Hydration Process): Trong phản ứng này, aceton (CH3COCH3) được hydrat hóa thành lactic acid bằng sự tác động của nước với sự hiện diện của một chất xúc tác acid.
Phương trình phản ứng chính xác có thể được biểu diễn như sau:
CH3COCH3 + H2O → C3H6O3 (Lactic acid)
Chất xúc tác acid thường được sử dụng là acid sulfuric (H2SO4).
2. Quá trình oxy hóa (Oxidation Process): Lactic acid cũng có thể được tổng hợp từ acid pyruvic (CH3COCOOH) thông qua quá trình oxy hóa. Acid pyruvic có thể được oxy hóa bằng sự tác động của một chất oxy hóa như dichromate kali (K2Cr2O7).
Phương trình phản ứng chính xác có thể được biểu diễn như sau:
CH3COCOOH + H2O + K2Cr2O7 → 2C3H6O3 (Lactic acid) + 2K2CrO4
3. Quá trình khử (Reduction Process): Lactic acid cũng có thể được tổng hợp từ lactaldehyde, một chất tổng hợp thông qua quá trình khử.
Phương trình phản ứng chính xác có thể được biểu diễn như sau:
CH3CHOHCHO + H2 → 2C3H6O3 (Lactic acid)
III. Ứng dụng của lactic acid
Lactic acid (C3H6O3) có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:
1. Thực phẩm và Đồ uống:
· Lactic acid được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm làm chất điều chỉnh pH và chất bảo quản.
· Nó thường được thêm vào sữa chua, sữa chua hấp, và các sản phẩm lên men khác để tạo ra môi trường acid và tạo hương vị đặc trưng.
· Ngoài ra, nó cũng được sử dụng trong sản xuất thực phẩm đóng hộp và thực phẩm chế biến để làm tăng độ bền và chất lượng sản phẩm.
2. Công nghiệp:
· Lactic acid được sử dụng trong công nghiệp để sản xuất các sản phẩm hóa học khác, chẳng hạn như polyactic acid (PLA), một loại nhựa sinh học thân thiện với môi trường được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm từ đồ dùng cá nhân đến đồ trang điểm và gói đựng thực phẩm.
· Nó cũng có ứng dụng trong công nghệ chế biến dầu mỏ và làm sạch kim loại.
3. Y tế:
· Lactic acid có thể được sử dụng trong sản phẩm y tế như thuốc và kem dưỡng da.
· Nó cũng có thể được sử dụng như một phần của quá trình tạo hình vùng mặt nạ trong phẫu thuật và tạo hình cơ thể trong y học thẩm mỹ.
4. Nông nghiệp:
· Trong nông nghiệp, lactic acid có thể được sử dụng để điều chỉnh pH trong quá trình lên men của cỏ mía và ensilage để tạo ra thức ăn chất lượng cao cho gia súc và gia cầm.
5. Dược phẩm:
· Lactic acid có thể được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm dược phẩm, bao gồm thuốc uống và kem chữa bệnh.
6. Sản phẩm chăm sóc sức khỏe cá nhân:
· Nó có thể được sử dụng trong sản phẩm chăm sóc sức khỏe cá nhân như kem dưỡng da, sản phẩm chăm sóc răng miệng và sản phẩm chăm sóc tóc.
7. Chế biến da và giày da:
· Lactic acid có thể được sử dụng để xử lý da và làm mềm da trong ngành công nghiệp da giày.
