Минус фунт
1656 subscribers

436. Цитрат магния - производим на кухне

<100 full reads
106 story viewsUnique page visitors
<100 read the story to the endThat's 34% of the total page views
4 minutes — average reading time
436. Цитрат магния - производим на кухне

Роль магния в поддержании ряда функций человеческого организма общеизвестна, не будем углубляться в данной статье в эту тему. Тема статьи иная - возможна ли замена аптечных препаратов магния изготовленным в домашних условиях средством? Ведь речь не идет о синтезе какого-либо витамина или гормона, препараты магния, как правило, простые химические соединения, обычно соли органических кислот, лимонной, яблочной или молочной.

Соответственно и препарат называется цитратом магния, малатом магния или лактатом магния. Наиболее хорошо усваивается цитрат магния, под этим названием кроются несколько солей лимонной кислоты (цитратов) с отличающимися количествами атомов магния и остатков лимонной кислоты, разными химическими структурными и брутто-формулами. Аптечный цитрат магния имеет формулу Mg3(C6H5O7)2, в нем 16% элементного магния, который и указывается в нормах потребления. При том, что в рецептах и на этикетках препаратов указывается количество химического соединения в таблетке или 1 мл, а не элементного магния, что не всегда не учитывается не сведущими потребителями.

Формула лимонной кислоты C6H8O7. Как получить цитрат? Решение "в лоб" - растворять в лимонной кислоте металлический магний. Лимонная кислота кислота слабая, да и магния металлического не добыть. Хотя на заре развития фотографии фотографы широко пользовались для освещения объекта съемки магнием в форме ленты, проволоки или порошка.

436. Цитрат магния - производим на кухне

Другой простой путь получения нужной соли - добавить в раствор кислоты соль другой кислоты. Если соль слабее кислоты, к которой она добавляется, в результате реакции получается новая соль и новая кислота.

Получение цитрата магния из лимонной кислоты и дешевого слабительного

Рассмотрим возможность получения цитрата магния из лимонной кислоты и доступного и дешевого сульфата магния. Сульфат магния - это магниевая соль серной кислоты, используется в качестве слабительного под названием английская соль. Описанный выше способ не годится - серная кислота сильнее лимонной.

Для получения цитрата магния из сульфата магния необходима промежуточная реакция. И такая реакция есть. При смешивании водных растворов двух солей (разных кислот) в растворе в момент смешивания присутствуют уже 4 соли, т.е. реализуются все возможные комбинации 2 металлов и 2 кислотных остатков. Если из этих 4 солей одна нерастворима в воде, она начнет выпадать осадок, из раствора будут удаляться 1 металл и 1 кислотный остаток, следовательно, в растворе останется лишь одна соль, чем и можно воспользоваться.

В воде хорошо растворяются карбонат натрия Na2CO3 (растворимость 18% по массе при 20° C) и сульфат магния MgSO4 (растворимость 25%). При их смешении в растворе должны дополнительно образоваться сульфат натрия Na2SO4 (растворимость 19%) и карбонат магния MgCO3 (растворимость 0,002% ).

Итак, при смешивании растворов карбоната натрия и сульфата магния в растворе остается лишь сульфат натрия, а нерастворимый карбонат магния выпадает в осадок.

А теперь самое интересное. Карбонат магния - магниевая соль угольной кислоты. Угольная кислота слабее лимонной кислоты, оттого при растворении в растворе лимонной кислоты карбоната магния образуются цитрат магния и угольная кислота H2CO3. Кислотный остаток угольной кислоты будет вытеснен более сильной лимонной кислотой. При этом по завершению реакции раствор не будет содержать угольной кислоты - она неустойчива и мгновенно разлагается на углекислый газ CO2 и воду H2O.

Итак, в результате 2 реакций будет получен водный раствор цитрата магния. Растворимость цитрата магния очень велика: 55 г цитрата магния могут быть полностью растворены в 45 мл воды, это 55% по массе.

Напишем формулы двух реакций (в первой реакции для дальнейшего стехиометрического подсчета все приведено в утроенном количестве):

3 MgSO4 + 3 Na2CO3 = 3 Na2SO4 + 3 MgCO3↓

3 MgCO3 + 2 C6H8O7 = Mg3(C6H5O7)2 + 3 H2O + 3 CO2

Рассчитываем выход реакции. Молекулярная масса сульфата магния 120, цитрата магния 450, т.е. в итоге 2-х реакций из 360 г сульфата магния образуется (при условии отсутствия потерь) 450 г цитрата магния.

Рассчитываем количество требуемых для проведения реакции промежуточных веществ. Молекулярная масса карбоната натрия 106, лимонной кислоты 192, итого на 360 г сульфата магния необходимо взять 318 г карбоната натрия и 384 г лимонной кислоты.

Оно бы все так и было, если бы все вещества были безводными, но вот сульфат натрия который доступен (аптечная английская соль, слабительное), является не безводным, а кристаллогидратом (на 1 молекулу сульфата магния приходится 7 молекул воды, это гептагидрат), итого молекулярная масса кристаллогидрата (7-водного сульфата магния) 246.

А пищевая лимонная кислота (пищевая добавка Е330) является моногидратом, на молекулу лимонной кислоты приходится 1 молекула воды, итого молярная масса доступной лимонной кислоты 210.

Окончательно: На 738 г гептагидрата сульфата магния необходимо 318 г карбоната натрия и 420 г моногидрата лимонной кислоты, в результате образуется 450 г цитрата магния.

Пересчитываем для удобства на 100 г 7-водного сульфата магния:

100 г сульфата магния, 43 г карбоната натрия, 57 г лимонной кислоты, 61 г цитрата магния.

А теперь вносим поправки. В первой реакции, чтобы не потерять магний, можно взять карбонат натрия с избытком (избыток карбоната натрия останется в растворе и уйдет при промывке), скажем 50 г вместо 43 г.

Во второй реакции при избытке лимонной кислоты конечный продукт реакции (раствор) будет содержать цитрат магния и не прореагировавшую лимонную кислоту, что нежелательно.

При некоторой нехватке лимонной кислоты вся наличная лимонная кислота израсходуется в ходе реакции, но останется не прореагировавший (не растворившийся в кислоте) карбонат магния. Нас это устроит - после фильтрации в растворе останется лишь цитрат магния. Берем 52 г лимонной кислоты вместо 57 г, так надежнее, поскольку часть карбоната магния мы могли потерять при сливе с осадка воды.

Выход цитрата магния изменится (вследствие заложенной в технологию нехватки лимонной кислоты) - вместо 61 г получаем 56 г.

Учитывая дешевизну реагентов, с этим можно смириться. Приводим всю технологию, исходя из приготовления цитрата магния из 1 пакета аптечного сульфата магния (пакетик 25 г).

436. Цитрат магния - производим на кухне

Технологический процесс пошагово

1. Растворяем 25 г сульфата магния в 125 г горячей воды. Непременно убедитесь, что на упаковке название вещества приведено как "магния сульфата гептагидрат". (Количество воды не критично и не влияет на выход реакции).

2. Отвешиваем 13 г карбоната натрия и растворяем в 125 г горячей воды. (Количество воды не критично и не влияет на выход реакции).

3. Смешиваем оба раствора и переливаем в емкость для отстаивания. Мы используем мензурку в 250 мл. Вначале жидкость в мензурке равномерно белая (выпавший в осадок карбонат магния), затем карбонат магния оседает на дне мензурки, сверху скапливается раствор сульфата натрия.

При полном оседании осадка жидкость осторожно сливается (при использовании вместо мензурки стакана жидкость можно осторожно отсосать грушей или шприцем). В мензурке 250 мл первое осаждение до объема 100 мл происходит за 5 часов.

Первое осаждение, слева направо: начальное состояние, через 3 часа, через 5 часов.
Первое осаждение, слева направо: начальное состояние, через 3 часа, через 5 часов.
Первое осаждение, слева направо: начальное состояние, через 3 часа, через 5 часов.

Сверху доливается чистая вода, все взбалтывается, и вновь необходимо дождаться оседания осадка. Так 3-4 раза. Второе осаждение происходит за 1 час, на последующие требуется еще меньше времени. Причина ускорения ясна - первое осаждение происходит в плотном растворе сульфата натрия, последующие уже в практически чистой воде.

4. Промываем окончательно осадок карбоната магния большим количеством воды с использованием воронки и одноразового фильтра для кофе.

Слева - упаковка фильтров для кофе; справа - один фильтр.
Слева - упаковка фильтров для кофе; справа - один фильтр.
Слева - упаковка фильтров для кофе; справа - один фильтр.
436. Цитрат магния - производим на кухне

4. Отвешиваем 13 г пищевой лимонной кислоты и растворяем ее в 100 г горячей воды. Убедитесь, что на упаковке название вещества приведено как "лимонная кислота моногидрат пищевая". (Количество воды также не критично, но завышать ее количество не рекомендуется, поскольку готовый раствор может получиться недостаточной концентрации).

436. Цитрат магния - производим на кухне

6. Помещаем в раствор лимонной кислоты кофейный фильтр с осажденным на нем карбонатом магния. Можно не беспокоиться: бумажный фильтр выдерживает кипящую воду, выдержит и слабый раствор лимонной кислоты. Реакция протекает за несколько минут, после прекращения выделения пузырьков углекислого газа можно извлечь и выбросить фильтр, убедившись, что на нем нет остатков карбоната магния.

436. Цитрат магния - производим на кухне

6. Отфильтруйте оставшийся после удаления фильтра раствор еще раз. Теперь нужный продукт уже не то, что осталось в фильтре (может остаться непрореагировавший карбонат магния), а просочившаяся через него жидкость. Доведите чистой водой массу раствора цитрата магния до 140 г, что означает, что вы получили 10% по массе раствор препарата.

Перелейте полученный 10%-раствор цитрата магния в подходящую емкость с плотной пробкой и непременно снабдите этикеткой.

436. Цитрат магния - производим на кухне

При дозировке следует помнить, что раствора надо употребить в 10 раз больше, чем необходимое (предписанное врачом) количество сухого цитрата магния (тримагния дицитрата), при этом к отмеренному количеству 10% раствора цитрата магния добавить не менее 150-200 мл воды.

Приготовленный 10%-раствор цитрата магния следует хранить в холодильнике в общей камере.

Карбонат натрия

В тексте мы упомянули карбонат натрия, это единственный из 3 реактивов, который невозможно купить в аптеке или продовольственном магазине. Карбонат натрия - это кальцинированная сода, которой некогда хозяйки стирали белье, и которая продавалась килограммами в хозяйственных магазинах и стоила копейки.

Сейчас кальцинированная сода из хозмагов вымыта новейшими стиральными средствами, но при желании можно еще найти. Также, карбонат натрия продается в сети магазинов ЧИП и ДИП, поскольку применяется в технологиях производства радиоаппаратуры. И, само собой, в магазинах химреактивов. Рекомендовать химикат подобного происхождения для принимаемого внутрь препарата не представляется возможным.

Но выход есть - карбонат натрия готовится из бикарбоната натрия NaHCO3, это пищевая сода. По определению продукт безопасный для приема внутрь. При прокаливании пищевая сода, или двууглекисоый натрий, превращается в карбонат натрия с выделением воды (немедленно испаряющейся) и улетучивающегося углекислого газа.

Формула реакции такова:

2 NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + CO2

Молярная масса бикарбоната натрия 84, отсюда из 168 г пищевой соды после прокаливания получается 106 г карбоната натрия. Потеря в весе 62 г за счет воды и углекислого газа.

Итак, технология получения бикарбоната натрия такова:

1. Хорошенько промойте противень жарочного шкафа (духовки) обезжиривающим средством и просушите. Высыпьте на противень пищевую соду и прокалите в прогретом до 240 градусов жарочном шкафу в течение 1,5 часов.

436. Цитрат магния - производим на кухне

Карбонат натрия готов. Проверить приготовление можно, сравнив массу исходного продукта (пищевой соды) и конечного (карбоната натрия). В нашем опыте из 200 г пищевой соды получилось 126 г карбоната натрия. Ровно столько, сколько положено по расчету.

Также, доказательством того, что при прокаливании получилось другое химическое вещество, служит проверка одинаковых по концентрации растворов исходного и конечного вещества лакмусовой бумажкой.

436. Цитрат магния - производим на кухне

Пищевая сода - более слабая щелочь, чем кальцинированная сода. У первой водородный показатель при данных концентрациях pH порядка 10, у второй 12.

Безопасность препарата

Вопрос безопасности полученного препарата - самый важный. Но все 3 вещества, что мы использовали при его получении - либо аптечные средства для внутреннего употребления (сульфат магния), либо пищевые продукты (пищевая сода, пищевая лимонная кислота).

Для восполнения дефицита магния цитрат назначается в терапевтических дозах, но его прием относительно безопасен и при разовом превышении дозировки, поскольку он широко используется как слабительное. Также, даже таблетки цитрата магния рекомендуется не глотать и запивать водой (в этом случае в месте попадания таблетки на слизистую стенку желудка может наблюдаться нежелательный разогрев), а предварительно растворить в воде. Именно для подобной формы приема цитрат магния зачастую выпускается в виде порошка.

Порошковый цитрат магния
Порошковый цитрат магния
Порошковый цитрат магния

И последнее. Мы не призываем отказаться от аптечных форм и перейти на изготовленные самостоятельно формы, хотя многие средства и принято готовить в домашних условиях, всевозможные пастилки от кашля и пр. Но вдруг данная технология пригодится выживальщикам, они же сурвайверы или сурвивалисты, есть такая категория людей. Но это уже за пределами темы данной статьи.