Bicarbonato de sodio


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Cupcakes horneados con bicarbonato de sodio como gasificante

El bicarbonato de sodio ( nombre IUPAC : hidrogenocarbonato de sodio ), comúnmente conocido como bicarbonato de sodio o bicarbonato de sodio , es un compuesto químico con la fórmula NaHCO 3 . Es una sal compuesta por un catión de sodio ( Na + ) y un anión de bicarbonato ( HCO 3 - ). El bicarbonato de sodio es un sólido blanco que es cristalino , pero a menudo aparece como un polvo fino. Tiene un sabor alcalino ligeramente salado que se asemeja al de la soda de lavado ( carbonato de sodio). La forma mineral natural es la nacolita . Es un componente del mineral natrón y se encuentra disuelto en muchos manantiales minerales. [9]

Nomenclatura

Debido a que durante mucho tiempo ha sido conocido y utilizado ampliamente, la sal tiene muchos nombres relacionados, tales como bicarbonato de sodio , pan de soda , soda de cocción , y bicarbonato de sodio , y con frecuencia se puede encontrar cerca de levadura en polvo en las tiendas. El término bicarbonato de sodio es más común en los Estados Unidos, mientras que el bicarbonato de sodio es más común en Australia y Gran Bretaña, [10] y en muchos países del norte y centro de Europa se llama Natron. Las formas coloquiales abreviadas como el bicarbonato de sodio, el bicarbonato de sodio, el bicarbonato y el bicarbonato son comunes. [11]

La palabra saleratus , del latín sal æratus (que significa "sal aireada"), se usó ampliamente en el siglo XIX tanto para el bicarbonato de sodio como para el bicarbonato de potasio . [12]

Su código de aditivo alimentario número E es E500 . [13]

El prefijo bi en el bicarbonato proviene de un sistema de nomenclatura obsoleto y se basa en la observación de que la molécula de bicarbonato de sodio (NaHCO 3 ) contiene el doble de carbonato (CO 3 ) que el carbonato de sodio (Na 2 CO 3 ). Las fórmulas químicas modernas de estos compuestos expresan sus composiciones químicas precisas (que se desconocían cuando se acuñaron los nombres de carbonato de sodio y bicarbonato de sodio ) como hidrogenocarbonato de sodio (NaHCO 3 ) y carbonato de sodio (Na 2 CO 3). Estos nombres son inequívocos ya que el sodio siempre tiene el estado de oxidación +1 y el carbonato el estado de oxidación -2. [ cita requerida ]

Usos

Cocinando

Levadura

En la cocina, el bicarbonato de sodio se usa principalmente para hornear como agente leudante . Cuando reacciona con el ácido, se libera dióxido de carbono, lo que provoca la expansión de la masa y forma la textura y el grano característicos de las tortas, panes rápidos , pan de soda y otros alimentos horneados y fritos. La reacción ácido-base se puede representar genéricamente de la siguiente manera: [14]

NaHCO 3 + H + → Na + + CO 2 + H 2 O

Los materiales ácidos que inducen esta reacción incluyen fosfatos de hidrógeno , crémor tártaro , jugo de limón , yogur , suero de leche , cacao y vinagre. El bicarbonato de sodio se puede usar junto con la masa madre , que es ácida, lo que hace un producto más ligero con un sabor menos ácido. [15]

El calor también puede por sí mismo hacer que el bicarbonato de sodio actúe como un agente leudante en el horneado debido a la descomposición térmica , liberando dióxido de carbono a temperaturas superiores a 80 ° C (180 ° F), de la siguiente manera: [16]

2 NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

Cuando se usa de esta manera solo, sin la presencia de un componente ácido (ya sea en la masa o mediante el uso de un polvo de hornear que contenga ácido), solo se libera la mitad del CO 2 disponible (se forma una molécula de CO 2 por cada dos equivalentes de NaHCO 3 ). Además, en ausencia de ácido, la descomposición térmica del bicarbonato de sodio también produce carbonato de sodio , que es fuertemente alcalino y le da al producto horneado un sabor amargo, "jabonoso" y un color amarillo. Dado que la reacción se produce lentamente a temperatura ambiente, las mezclas (masa de torta, etc.) se pueden dejar reposar sin subir hasta que se calienten en el horno. [ cita requerida ]

Levadura en polvo

El polvo de hornear , que también se vende para cocinar, contiene alrededor del 30% de bicarbonato y varios ingredientes ácidos que se activan mediante la adición de agua, sin necesidad de ácidos adicionales en el medio de cocción. [17] [18] [19] Muchas formas de polvo de hornear contienen bicarbonato de sodio combinado con fosfato ácido de calcio , fosfato de sodio y aluminio , o crema de tártaro . [20] El bicarbonato de sodio es alcalino; el ácido utilizado en la levadura en polvo evita un sabor metálico cuando el cambio químico durante la cocción crea carbonato de sodio. [21]

Pirotécnica

El bicarbonato de sodio es uno de los componentes principales de los fuegos artificiales comunes de la "serpiente negra" . El efecto es causado por la descomposición térmica, que produce gas de dióxido de carbono para producir una ceniza larga en forma de serpiente como producto de combustión del otro componente principal, la sacarosa . [22] El bicarbonato de sodio también se utiliza para retrasar las reacciones de combustión al liberar CO 2 y H 2 O cuando se calienta, ambos retardadores de llama.

Desinfectante suave

Tiene propiedades desinfectantes débiles , [23] [24] y puede ser un fungicida eficaz contra algunos organismos. [25] Debido a que el bicarbonato de sodio absorbe los olores a humedad, se ha convertido en un método confiable para los vendedores de libros usados ​​a la hora de hacer que los libros sean menos malolientes. [26]

Extintor de incendios

El bicarbonato de sodio se puede usar para extinguir incendios pequeños de grasa o eléctricos arrojándolo sobre el fuego, ya que el calentamiento del bicarbonato de sodio libera dióxido de carbono. [27] Sin embargo, no debe aplicarse al fuego en freidoras ; la liberación repentina de gas puede hacer que la grasa salpique. [27] El bicarbonato de sodio se utiliza en los extintores de incendios de químico seco BC como una alternativa al fosfato de diamonio más corrosivo en los extintores ABC. La naturaleza alcalina del bicarbonato de sodio lo convierte en el único agente químico seco, además de Purple-K, que se utilizó en sistemas de extinción de incendios a gran escala instalados en cocinas comerciales. Debido a que puede actuar como un álcali, el agente tiene un efecto de saponificación suave sobre la grasa caliente, que forma una espuma jabonosa sofocante. [ cita requerida ]

Neutralización de ácidos

El bicarbonato de sodio reacciona espontáneamente con los ácidos, liberando gas CO 2 como producto de reacción. Se usa comúnmente para neutralizar soluciones ácidas no deseadas o derrames de ácido en laboratorios químicos. [28] No es apropiado utilizar bicarbonato de sodio para neutralizar la base [29] a pesar de que es anfótero y reacciona tanto con ácidos como con bases. [ cita requerida ]

Usos médicos y salud

El bicarbonato de sodio mezclado con agua se puede usar como antiácido para tratar la indigestión ácida y la acidez estomacal . [30] Su reacción con el ácido del estómago produce sal, agua y dióxido de carbono :

NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO 2 (g)

Una mezcla de bicarbonato de sodio y polietilenglicol como PegLyte, [31] disuelto en agua y tomado por vía oral, es una preparación de lavado gastrointestinal eficaz y un laxante antes de la cirugía gastrointestinal, gastroscopia , etc. [ cita requerida ]

El bicarbonato de sodio intravenoso en una solución acuosa se usa a veces para casos de acidosis , o cuando hay una cantidad insuficiente de iones de sodio o bicarbonato en la sangre. [32] En casos de acidosis respiratoria, el ión bicarbonato infundido impulsa el tampón ácido carbónico / bicarbonato del plasma hacia la izquierda y, por lo tanto, eleva el pH. Por esta razón, el bicarbonato de sodio se usa en reanimación cardiopulmonar supervisada por un médico . La infusión de bicarbonato está indicada solo cuando el pH sanguíneo es marcadamente bajo (<7.1 a 7.0). [33]

HCO 3 : se utiliza para el tratamiento de la hiperpotasemia , ya que hará que el K + vuelva a las células durante los períodos de acidosis. [34] Dado que el bicarbonato de sodio puede causar alcalosis , a veces se usa para tratar las sobredosis de aspirina. La aspirina requiere un ambiente ácido para una absorción adecuada y el ambiente básico disminuye la absorción de aspirina en el caso de una sobredosis. [35] El bicarbonato de sodio también se ha utilizado en el tratamiento de la sobredosis de antidepresivos tricíclicos . [36]También se puede aplicar tópicamente como una pasta, con tres partes de bicarbonato de sodio por una parte de agua, para aliviar algunos tipos de picaduras y picaduras de insectos (así como la hinchazón que la acompaña). [37]

Algunos médicos alternativos, como Tullio Simoncini , han promovido el bicarbonato de sodio como una cura para el cáncer, contra lo cual la Sociedad Estadounidense del Cáncer advirtió debido a su eficacia no probada y al peligro potencial de su uso. [38] Edzard Ernst ha calificado la promoción del bicarbonato de sodio como una cura para el cáncer como "una de las estafas de cáncer alternativas más repugnantes que he visto en mucho tiempo". [39]

Se puede agregar bicarbonato de sodio a los anestésicos locales para acelerar la aparición de sus efectos y hacer que su inyección sea menos dolorosa. [40] También es un componente de la solución de Moffett , que se usa en cirugía nasal . [ cita requerida ]

Se ha propuesto que las dietas ácidas debilitan los huesos. [41] Un metanálisis sistemático de la investigación no muestra tal efecto. [42] Otro también encuentra que no hay evidencia de que las dietas alcalinas mejoren la salud ósea, pero sugiere que las dietas alcalinas "pueden tener algún valor" por otras razones. [43]

Los manifestantes han preparado y utilizado soluciones antiácidas (como bicarbonato de sodio) para aliviar los efectos de la exposición al gas lacrimógeno durante las protestas. [ verificación fallida ] [44]

De manera similar a su uso en la repostería, el bicarbonato de sodio se usa junto con un ácido suave como el ácido tartárico como excipiente en tabletas efervescentes: cuando una tableta de este tipo se vierte en un vaso de agua, el carbonato sale del medio de reacción como gas de dióxido de carbono ( HCO 3 - + H + → H 2 O + CO 2 ↑ o, más precisamente, HCO 3 - + H 3 O + → 2 H 2 O + CO 2 ↑) dejando el medicamento disuelto en el agua junto con la sal resultante ( en este ejemplo, tartrato de sodio ). [45]

Higiene personal

El bicarbonato de sodio también se usa como ingrediente en algunos enjuagues bucales. Tiene propiedades anticaries y abrasivas. [46] Funciona como un limpiador mecánico en los dientes y las encías, neutraliza la producción de ácido en la boca y también actúa como un antiséptico para ayudar a prevenir infecciones. [47] [48] Se puede usar bicarbonato de sodio en combinación con otros ingredientes para hacer un desodorante seco o húmedo . [49] [50] El bicarbonato de sodio se puede usar como agente amortiguador, combinado con sal de mesa, cuando se crea una solución para la irrigación nasal . [51]

Se utiliza en la higiene ocular para tratar la blefaritis . Esto se hace agregando una cucharadita de bicarbonato de sodio al agua fría recién hervida, seguido de frotar suavemente la base de las pestañas con un hisopo de algodón humedecido en la solución. [52]

Usos veterinarios

El bicarbonato de sodio se utiliza como complemento alimenticio para el ganado, en particular como agente tamponador del rumen . [53]

Agente de limpieza

El bicarbonato de sodio se utiliza en un proceso para eliminar pintura y corrosión llamado sodablasting . Como medio de granallado, el bicarbonato de sodio se utiliza para eliminar la contaminación de la superficie de sustratos más blandos y menos elásticos , como el aluminio, el cobre o la madera, que podrían dañarse con los medios abrasivos de arena de sílice. [54]

Un fabricante recomienda una pasta hecha de bicarbonato de sodio con un mínimo de agua como un suave limpiador en polvo, [27] y es útil para eliminar el óxido de la superficie, ya que el óxido forma un compuesto soluble en agua cuando está en una solución alcalina concentrada; [55] Se debe utilizar agua fría, ya que las soluciones de agua caliente pueden corroer el acero. [56] El bicarbonato de sodio ataca la fina capa protectora de óxido que se forma sobre el aluminio, haciéndolo inadecuado para limpiar este metal. [57] Una solución en agua tibia eliminará el deslustre de la plata cuando la plata entre en contacto con un trozo de papel de aluminio . [57] [58]El bicarbonato de sodio se agrega comúnmente a las lavadoras como reemplazo del ablandador de agua y para eliminar los olores de la ropa. También es casi tan eficaz para eliminar las manchas de té y café de las tazas como el hidróxido de sodio , cuando se diluye con agua tibia.

Durante el Proyecto Manhattan para desarrollar la bomba nuclear a principios de la década de 1940, la toxicidad química del uranio fue un problema. Se encontró que los óxidos de uranio se adhieren muy bien a la tela de algodón y no se lavan con jabón o detergente para ropa. Sin embargo, el uranio se eliminaría con una solución al 2% de bicarbonato de sodio. La ropa puede contaminarse con polvo tóxico de uranio empobrecido (UD), que es muy denso, por lo que se utiliza para contrapesos en un contexto civil y en proyectiles perforadores de armaduras. El uranio empobrecido no se elimina mediante lavado normal; lavarlo con aproximadamente 6 onzas (170 g) de bicarbonato de sodio en 2 galones (7.5 L) de agua ayudará a eliminarlo. [59]

Control de olores

A menudo se afirma que el bicarbonato de sodio es un eliminador de olores eficaz, [60] [se necesita una mejor fuente ] y, a menudo, se recomienda mantener una caja abierta en el refrigerador para absorber los olores. [61] Esta idea fue promovida por la principal marca estadounidense de bicarbonato de sodio, Arm & Hammer , en una campaña publicitaria que comenzó en 1972. [62] Aunque esta campaña se considera un clásico del marketing, en un año lleva a más de la mitad de Refrigeradores estadounidenses que contienen una caja de bicarbonato de sodio, [63] [64] hay poca evidencia de que sea eficaz en esta aplicación. [65] [66]

Química

El bicarbonato de sodio es un compuesto anfótero . Las soluciones acuosas son levemente alcalinas debido a la formación de ácido carbónico e ión hidróxido :

HCO-
3
+ H 2 O → H
2
CO
3
+ OH -

El bicarbonato de sodio se puede usar como un lavado para eliminar cualquier impureza ácida de un líquido "crudo", produciendo una muestra más pura. La reacción de bicarbonato de sodio y un ácido produce una sal y ácido carbónico, que se descompone fácilmente en dióxido de carbono y agua:

NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 CO 3
H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2 (g)

El bicarbonato de sodio reacciona con el ácido acético (que se encuentra en el vinagre) y produce acetato de sodio , agua y dióxido de carbono :

NaHCO 3 + CH 3 COOH → CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (g)

El bicarbonato de sodio reacciona con bases como el hidróxido de sodio para formar carbonatos:

NaHCO 3 + NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O

Descomposición térmica

A temperaturas de 80 a 100 ° C (176 a 212 ° F), el bicarbonato de sodio se descompone gradualmente en carbonato de sodio , agua y dióxido de carbono. La conversión es más rápida a 200 ° C (392 ° F): [67]

2 NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2

La mayoría de los bicarbonatos sufren esta reacción de deshidratación . El calentamiento adicional convierte el carbonato en óxido (por encima de 850 ° C / 1560 ° F): [67]

Na 2 CO 3 → Na 2 O + CO 2

Estas conversiones son relevantes para el uso de NaHCO 3 como agente de extinción de incendios ("polvo BC") en algunos extintores de polvo seco . [ cita requerida ]

Estabilidad y vida útil

Si se mantiene fresco (temperatura ambiente) y seco (se recomienda un recipiente hermético para evitar la entrada de aire húmedo), el bicarbonato de sodio se puede mantener sin una cantidad significativa de descomposición durante al menos dos o tres años. [68] [69] [70] [71]

Historia

La palabra natron se ha utilizado en muchos idiomas a lo largo de los tiempos modernos (en las formas de anatron , natrum y natron ) y se originó (como natrón en español, francés e inglés , así como ' sodio ') a través del árabe naṭrūn (o anatrūn ; cf. el "Natrontal" del Bajo Egipto Wadi El Natrun , donde se utilizó una mezcla de carbonato de sodio e hidrogenocarbonato de sodio para la deshidratación de momias [72] ) del griego nítron (νίτρον) (Herodotus; Attic lítron (λίτρον) ), que puede ser remontado al antiguo egipciontr . El nítron griego (soda, soda, saltpeter) también se usó en latín (sal) nitrum y en alemán Salniter (la fuente de nitrógeno , nitrat , etc.). [73] [74]

En 1791, el químico francés Nicolas Leblanc produjo carbonato de sodio, también conocido como carbonato de sodio . Al farmacéutico Valentin Rose the Younger se le atribuye el descubrimiento del bicarbonato de sodio 1801 en Berlín. En 1846, dos panaderos estadounidenses, John Dwight y Austin Church , establecieron la primera fábrica en los Estados Unidos para producir bicarbonato de sodio a partir de carbonato de sodio y dióxido de carbono . [75]

Saleratus , bicarbonato de potasio o sodio, se menciona en la novela Captains Courageous de Rudyard Kipling como utilizado ampliamente en el siglo XIX en la pesca comercial para evitar que el pescado recién capturado se eche a perder. [76]

En 1919, un senador estadounidense declaró que el bicarbonato de sodio podía curar la gripe española. En medio del debate del 26 de enero de 1919, el senador Overman interrumpió la discusión para anunciar el descubrimiento de una cura. "Quiero decir, en beneficio de quienes están haciendo esta investigación", informó, "que un juez de un tribunal superior en el país montañoso de Carolina del Norte me dijo que habían descubierto un remedio para esta enfermedad". La supuesta cura implicaba una crítica de la ciencia moderna y un aprecio por la simple sabiduría de la gente sencilla. "Dicen que el bicarbonato de sodio común curará la enfermedad", continuó, "que lo han curado con él, que no tienen ninguna muerte allí; usan bicarbonato de sodio común, que cura la enfermedad". [77]

Producción

El bicarbonato de sodio se produce industrialmente a partir de carbonato de sodio : [78]

Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2 NaHCO 3

Se produce en la escala de alrededor de 100.000 toneladas / año (en 2001) [ dudoso ] [79] con una capacidad de producción mundial de 2,4 millones de toneladas por año (en 2002). [80] También se producen cantidades comerciales de bicarbonato de sodio mediante un método similar: la ceniza de sodio, extraída en forma de mineral trona , se disuelve en agua y se trata con dióxido de carbono. El bicarbonato de sodio precipita como un sólido de esta solución. [ cita requerida ]

Con respecto al proceso Solvay , el bicarbonato de sodio es un intermedio en la reacción del cloruro de sodio , el amoníaco y el dióxido de carbono . Sin embargo, el producto muestra una baja pureza (75pc). [ cita requerida ]

NaCl + CO 2 + NH 3 + H 2 O → NaHCO 3 + NH 4 Cl

Aunque no tiene ningún valor práctico, el NaHCO 3 puede obtenerse mediante la reacción de dióxido de carbono con una solución acuosa de hidróxido de sodio: [ cita requerida ]

CO 2 + NaOH → NaHCO 3

Minería

Los depósitos naturales de nahcolita (NaHCO 3 ) se encuentran en la Formación Green River de la edad del Eoceno (55,8–33,9 millones de años) , Cuenca Piceance en Colorado . La nacolita se depositó como lechos durante los períodos de alta evaporación en la cuenca. Se extrae comercialmente utilizando técnicas de minería subterránea comunes como la minería de perforación, tambor y tajo largo de una manera muy similar a la minería del carbón. [ cita requerida ]

Además, se obtienen cantidades limitadas de producto mediante extracción en solución, bombeando agua caliente a través de lechos de nacolita previamente extraídos y reconstituyendo la nacolita disuelta por encima del suelo a través de un proceso de cristalización por enfriamiento natural. Actualmente, solo Genesis Alkali (anteriormente Tronox, anteriormente FMC) en la cuenca de Green River Wyoming ha extraído comercialmente el producto con una solución exitosa. [ cita requerida ] [81]

En la cultura popular

El bicarbonato de sodio, como "bicarbonato de sodio", era una fuente frecuente de chistes para Groucho Marx en las películas de los hermanos Marx . En Duck Soup , Marx interpreta al líder de una nación en guerra. En una escena, recibe un mensaje del campo de batalla de que su general informa sobre un ataque con gas, y Groucho le dice a su ayudante: "Dile que tome una cucharadita de bicarbonato de sodio y medio vaso de agua". [82] En una noche en la ópera, El personaje de Groucho se dirige a la multitud de la noche de apertura de una ópera diciendo del tenor principal: "El signor Lassparri proviene de una familia muy famosa. Su madre era una cantante de bajo muy conocida. Su padre fue el primer hombre en rellenar espaguetis con bicarbonato de soda, provocando y curando la indigestión al mismo tiempo ". [83]

En el clásico de Joseph L. Mankewicz All About Eve , el personaje de Max Fabian ( Gregory Ratoff ) tiene una escena extendida con Margo Channing ( Bette Davis ) en la que, sufriendo de acidez, pide y luego bebe bicarbonato de sodio, provocando un eructo prominente. . Channing promete tener siempre una caja de bicarbonato con el nombre de Max.

Ver también

  • Ácido carbónico
  • Lista de tratamientos contra el cáncer ineficaces
  • Lista de minerales
  • Soda
  • Natrona (desambiguación)
  • Trona

Referencias

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  2. ↑ a b c Haynes, pág. 5.194
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Bibliografía

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enlaces externos

  • Tarjeta internacional de seguridad química 1044
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