Ацетат кальция: свойства и применение¶
Ацетат кальция (E263, уксуснокислый кальций) — кальциевая соль уксусной кислоты с химической формулой (CH₃COO)₂Ca. Представляет собой белое кристаллическое вещество без запаха, хорошо растворимое в воде. В пищевой промышленности зарегистрирован как консервант и регулятор кислотности под кодом E263, в медицине применяется в качестве фосфатсвязывающего препарата для лечения гиперфосфатемии.
¶Физические и химические свойства
В безводном виде ацетат кальция образует белые гигроскопичные кристаллы с плотностью около 1,5 г/см³. Температура плавления составляет 160 °C, при дальнейшем нагревании вещество разлагается с образованием ацетона и карбоната кальция. Растворимость в воде при 20 °C — около 37 г на 100 мл, в этаноле и большинстве органических растворителей практически нерастворим.
Наиболее распространённая коммерческая форма — моногидрат (CH₃COO)₂Ca·H₂O, который при нагревании до 100 °C теряет кристаллизационную воду. Водные растворы ацетата кальция имеют слабощелочную реакцию (pH около 7,5–8,5). При взаимодействии с сильными кислотами соль разлагается с выделением уксусной кислоты. Термическое разложение безводной соли при 400–500 °C используется в лабораторной практике для получения высокочистого оксида кальция.
¶Получение
Основной промышленный способ — нейтрализация уксусной кислоты гидроксидом, карбонатом или оксидом кальция:
2CH₃COOH + CaCO₃ → (CH₃COO)₂Ca + CO₂↑ + H₂O
В лабораторных условиях ацетат кальция получают растворением карбоната кальция (мела, мрамора) в разбавленной уксусной кислоте с последующей фильтрацией и кристаллизацией. Исторический метод — пиролиз древесины: из получаемого древесного уксуса, содержащего уксусную кислоту, с помощью гашёной извести осаждали «серый порошок» (сырой ацетат кальция), который затем разлагали для получения ацетона. Этот процесс в XIX — начале XX века был основным источником ацетона в промышленности.
¶Применение в пищевой промышленности
В качестве пищевой добавки E263 ацетат кальция используется как консервант, препятствующий развитию плесневых грибов и некоторых бактерий, и как регулятор кислотности. В хлебобулочных изделиях добавка предотвращает развитие «картофельной болезни» хлеба, вызываемой спорообразующими бактериями Bacillus subtilis. Допустимая суточная норма потребления — до 25 мг на кг массы тела.
Продукты, в которых применяется E263: хлеб и хлебобулочные изделия, консервированные овощи и фрукты, соусы, маринады, желе, безалкогольные напитки. В сыроделии ацетат кальция иногда добавляют в молоко для восстановления кальциевого баланса после пастеризации, что улучшает сычужное свёртывание.
¶Медицинское применение
Главное медицинское показание — гиперфосфатемия (повышенный уровень фосфатов в крови) у пациентов с хронической почечной недостаточностью, в том числе находящихся на диализе. Препарат связывает фосфаты в желудочно-кишечном тракте, образуя нерастворимый фосфат кальция, который выводится с калом, что предотвращает развитие вторичного гиперпаратиреоза и почечной остеодистрофии.
Препараты ацетата кальция выпускаются в виде таблеток по 500 мг и 667 мг (в пересчёте на элементарный кальций — 127 и 169 мг соответственно). Типичная доза — 2–4 таблетки во время каждого приёма пищи. В отличие от карбоната кальция, ацетат кальция эффективно связывает фосфаты при любом уровне кислотности желудочного сока и требует меньшего количества принимаемого кальция, что снижает риск гиперкальциемии.
Дополнительно ацетат кальция используется как источник кальция при его дефиците в рационе и в составе комплексной терапии остеопороза. Внутривенное введение 10 % раствора ацетата кальция практикуется в неонатологии для коррекции гипокальциемии у новорождённых.
¶Другие области применения
В строительстве и дорожном хозяйстве ацетат кальция применяется как экологически безопасный антигололёдный реагент. По сравнению с хлоридами натрия и кальция, он менее агрессивен к бетону, металлам и растительности, однако его применение ограничено более высокой стоимостью. В смеси с ацетатом магния используется для обработки взлётно-посадочных полос аэропортов.
В нефтегазовой отрасли ацетат кальция входит в состав буровых растворов как ингибитор набухания глин. В производстве пластмасс применяется в качестве стабилизатора поливинилхлорида и катализатора при получении некоторых полимеров. В кожевенной промышленности используется при дублении для нейтрализации кислот. В аналитической химии служит реагентом для осаждения сульфатов и фосфатов.
¶Безопасность и регулирование
Ацетат кальция относится к малоопасным веществам (4-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007). Пищевая добавка E263 разрешена в России, странах Евразийского экономического союза, Европейском союзе, США и большинстве других стран. Всемирная организация здравоохранения не устанавливает ограничений по допустимому суточному потреблению, но отмечает, что при приёме больших доз возможны желудочно-кишечные расстройства.
При работе с порошком следует избегать вдыхания пыли — возможно раздражение слизистых оболочек. При попадании в глаза — промыть большим количеством воды. Хранят вещество в сухих помещениях в герметичной таре, так как оно гигроскопично.
¶Интересные факты
В XIX веке ацетат кальция («серый порошок», «древесный порошок») был важным промежуточным продуктом лесохимической промышленности: из него путём сухой перегонки получали ацетон, использовавшийся как растворитель для бездымного пороха (кордита) и в производстве резины. В годы Первой мировой войны Великобритания активно развивала производство ацетата кальция в Канаде и Индии для обеспечения нужд военной промышленности.
Ацетат кальция применяется в качестве пищевой добавки в кормах для домашних животных как консервант. В аквариумистике раствор ацетата кальция используется для повышения карбонатной жёсткости воды в рифовых аквариумах.
¶Источники
- Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1988.
- Сарафанова Л. А. Пищевые добавки: энциклопедия. — СПб.: ГИОРД, 2004.
- Государственный реестр лекарственных средств РФ.
- СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению пищевых добавок».
- Справочник химика / под ред. Б. П. Никольского. — Л.: Химия, 1964.