Bicarbonato de sodio

Cupcakes horneados con bicarbonato de soda como agente de crianza

Bicarbonato de sodio (nombre IUPAC: hidrogenocarbonato de sodio), comúnmente conocido como bicarbonato de sodio o bicarbonato de sodio, es un compuesto químico de fórmula NaHCO₃. Es una sal compuesta por un catión sodio (Na+) y un anión bicarbonato (HCO3−). El bicarbonato de sodio es un sólido blanco que es cristalino, pero a menudo aparece como un polvo fino. Tiene un sabor ligeramente salado y alcalino que se asemeja al de la soda para lavar (carbonato de sodio). La forma mineral natural es nahcolita. Es un componente del mineral natrón y se encuentra disuelto en muchos manantiales minerales.

Nomenclatura

Debido a que se conoce desde hace mucho tiempo y se usa ampliamente, la sal tiene muchos nombres diferentes, como bicarbonato de sodio, bicarbonato de sodio, bicarbonato de sodio y, a menudo, se puede encontrar cerca del polvo de hornear en las tiendas. El término bicarbonato de sodio es más común en los Estados Unidos, mientras que bicarbonato de sodio es más común en Australia, Reino Unido e Irlanda. Las formas coloquiales abreviadas como bicarbonato de sodio, bicarbonato de sodio, bicarbonato y bicarbonato son comunes.

La palabra saleratus, del latín sal æratus (que significa "sal aireada"), fue ampliamente utilizada en el siglo XIX tanto para el bicarbonato de sodio como para el bicarbonato de potasio

Su código de aditivo alimentario número E es E500.

El prefijo bi en bicarbonato proviene de un sistema de nombres obsoleto anterior al conocimiento molecular en referencia a los dos equivalentes molares de dióxido de carbono (conocido como ácido carbónico en la química antigua). idioma) que libera hidrocarbonato/bicarbonato de potasio al descomponerse en carbonato de (di) potasio y en óxido de potasio (potasa). Las fórmulas químicas modernas de estos compuestos ahora expresan sus composiciones químicas precisas que se desconocían cuando se acuñó el nombre bicarbonato de potasa (ver también: bicarbonato).

Usos

Cocinar

Leudamiento

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 en pasteles, panes rápidos, pan de soda y otros alimentos horneados y fritos. La reacción ácido-base se puede representar genéricamente de la siguiente manera:

NaHCO₃ + H⁺ → Na⁺ + CO₂ + H₂O

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 que el producto sea más liviano y tenga un sabor menos ácido.

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

2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

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 CO₂ disponible (se forma una molécula de CO₂ por cada dos equivalentes de NaHCO₃). 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 y "jabonoso" sabor y color amarillo. Dado que la reacción ocurre lentamente a temperatura ambiente, las mezclas (masa para pasteles, etc.) se pueden dejar reposar sin subir hasta que se calientan en el horno.

Levadura en polvo

El polvo de hornear, también vendido para cocinar, contiene alrededor de un 30 % de bicarbonato y varios ingredientes ácidos que se activan al agregar agua, sin necesidad de ácidos adicionales en el medio de cocción. Muchas formas de levadura en polvo contienen bicarbonato de sodio combinado con fosfato ácido de calcio, fosfato de aluminio y sodio o cremor tártaro. El bicarbonato de sodio es alcalino; el ácido utilizado en el polvo de hornear evita un sabor metálico cuando el cambio químico durante el horneado crea carbonato de sodio.

Pirotecnia

El bicarbonato de sodio es uno de los principales componentes de la "serpiente negra" Fuegos artificiales. 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 la combustión del otro componente principal, la sacarosa. El bicarbonato de sodio también se usa para retrasar las reacciones de combustión al liberar CO₂ y H₂O cuando se calienta, los cuales son retardadores de llama.

Desinfectante suave

Tiene propiedades desinfectantes débiles y puede ser un fungicida efectivo contra algunos organismos. Debido a que el bicarbonato de sodio absorberá los olores a humedad, se ha convertido en un método confiable para que los vendedores de libros usados hagan libros menos malolientes.

Extintor

El bicarbonato de sodio se puede usar para extinguir pequeños incendios eléctricos o de grasa al arrojarlo sobre el fuego, ya que el bicarbonato de sodio al calentarlo libera dióxido de carbono. Sin embargo, no debe aplicarse a incendios en freidoras; la liberación repentina de gas puede hacer que la grasa salpique. El bicarbonato de sodio se utiliza en los extintores de polvo químico seco BC como una alternativa al fosfato monoamónico más corrosivo de 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 leve efecto de saponificación sobre la grasa caliente, que forma una espuma jabonosa asfixiante.

Neutralización de ácidos

El bicarbonato de sodio reacciona espontáneamente con los ácidos, liberando gas CO₂ como producto de reacción. Se usa comúnmente para neutralizar soluciones ácidas no deseadas o derrames de ácido en laboratorios químicos. No es apropiado utilizar bicarbonato de sodio para neutralizar la base aunque sea anfótero, reaccionando tanto con ácidos como con bases.

Suplemento deportivo

El bicarbonato de sodio se toma como complemento deportivo para mejorar la resistencia muscular.

Agricultura

El bicarbonato de sodio cuando se aplica en las hojas puede prevenir el crecimiento de hongos; sin embargo, no mata el hongo. Una cantidad excesiva de bicarbonato de sodio puede causar decoloración de las frutas (solución al dos por ciento) y clorosis (solución al uno por ciento).

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. Su reacción con el ácido del estómago produce sal, agua y dióxido de carbono:

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O + CO₂g)

Una mezcla de bicarbonato de sodio y polietilenglicol como PegLyte, disuelta en agua y administrada por vía oral, es un preparado eficaz para el lavado gastrointestinal y laxante previo a cirugía gastrointestinal, gastroscopia, etc.

El bicarbonato de sodio intravenoso en una solución acuosa a veces se usa para casos de acidosis, o cuando no hay suficientes iones de sodio o bicarbonato en la sangre. En casos de acidosis respiratoria, el ion bicarbonato infundido desplaza el tampón de ácido carbónico/bicarbonato del plasma hacia la izquierda y, por lo tanto, eleva el pH. Por esta razón, el bicarbonato de sodio se utiliza en la reanimación cardiopulmonar bajo supervisión médica. La infusión de bicarbonato está indicada solo cuando el pH de la sangre es marcadamente bajo (< 7.1–7.0).

HCO₃⁻ se usa para el tratamiento de la hiperpotasemia, ya que hará que el K⁺ regrese a las células durante los períodos de acidosis. Dado que el bicarbonato de sodio puede causar alcalosis, a veces se usa para tratar sobredosis de aspirina. La aspirina requiere un ambiente ácido para una absorción adecuada, y un ambiente básico disminuirá la absorción de aspirina en casos de sobredosis. El bicarbonato de sodio también se ha utilizado en el tratamiento de la sobredosis de antidepresivos tricíclicos. 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 las acompaña).

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

Se puede añadir bicarbonato de sodio a los anestésicos locales, para acelerar la aparición de sus efectos y hacer que su inyección sea menos dolorosa. También es un componente de la solución de Moffett, utilizada en cirugía nasal.

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

Los manifestantes han preparado y utilizado soluciones antiácidas (como el bicarbonato de sodio) para aliviar los efectos de la exposición a los gases lacrimógenos durante las protestas.

De manera similar a su uso para hornear, 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 deja caer en un vaso de agua, el carbonato sale del medio de reacción como carbón. gas dióxido (HCO₃⁻ + H⁺ → H₂O + CO₂↑ o, más precisamente, HCO₃⁻ + H₃O⁺ → 2 H₂ O + CO₂↑). Esto hace que la tableta se desintegre, quedando el medicamento suspendido y/o disuelto en el agua junto con la sal resultante (en este ejemplo, tartrato de sodio).

Higiene personal

El bicarbonato de sodio también se usa como ingrediente en algunos enjuagues bucales. Tiene propiedades anticaries y abrasivas. Funciona como un limpiador mecánico de dientes y encías, neutraliza la producción de ácido en la boca y también actúa como antiséptico para ayudar a prevenir infecciones. El bicarbonato de sodio en combinación con otros ingredientes se puede usar para hacer un desodorante seco o húmedo. El bicarbonato de sodio se puede usar como agente amortiguador, combinado con sal de mesa, al crear una solución para la irrigación nasal.

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 un lavado suave de la base de las pestañas con un bastoncillo de algodón humedecido en la solución.

Usos veterinarios

El bicarbonato de sodio se utiliza como complemento alimenticio del ganado, en particular como agente amortiguador del rumen.

Agente de limpieza

El bicarbonato de sodio se usa en un proceso para eliminar la pintura y la corrosión llamado limpieza con chorro de sodio. Como medio de granallado, el bicarbonato de sodio se utiliza para eliminar la contaminación superficial de sustratos más blandos y menos resistentes, como el aluminio, el cobre o la madera, que podrían dañarse con los medios abrasivos de arena de sílice.

Un fabricante recomienda una pasta hecha de bicarbonato de sodio con un mínimo de agua como un polvo abrasivo suave, y es útil para eliminar el óxido de la superficie, ya que el óxido forma un compuesto soluble en agua cuando se encuentra en una solución alcalina concentrada; se debe usar agua fría, ya que las soluciones de agua caliente pueden corroer el acero. El bicarbonato de sodio ataca la fina capa protectora de óxido que se forma sobre el aluminio, haciéndolo inadecuado para la limpieza de este metal. Una solución en agua tibia eliminará el deslustre de la plata cuando la plata esté en contacto con un trozo de papel de aluminio. 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 descubrió que los óxidos de uranio se adhieren muy bien a la tela de algodón y no se eliminan con jabón o detergente para la ropa. Sin embargo, el uranio se lavaría con una solución al 2% de bicarbonato de sodio. La ropa puede contaminarse con polvo tóxico de uranio empobrecido (DU), que es muy denso, por lo que se utiliza como contrapeso en un contexto civil y en proyectiles perforantes. el DU no se elimina con el lavado normal; lavar con aproximadamente 6 onzas (170 g) de bicarbonato de sodio en 2 galones (7,5 L) de agua ayudará a eliminarlo.

Control de olores

A menudo se afirma que el bicarbonato de sodio es un eliminador de olores eficaz y, a menudo, se recomienda mantener una caja abierta en el refrigerador para absorber el olor. Esta idea fue promovida por la marca estadounidense líder de bicarbonato de sodio, Arm & Hammer, en una campaña publicitaria que comenzó en 1972. Aunque esta campaña se considera un clásico del marketing, y en un año llevó a que más de la mitad de los refrigeradores estadounidenses contuvieran una caja de bicarbonato de sodio, hay poca evidencia de que sea efectiva en este sentido. solicitud.

Producción de gas hidrógeno

El bicarbonato de sodio se puede utilizar como catalizador en la producción de gas. Su rendimiento para esta aplicación es "bueno", sin embargo, generalmente no se usa. El gas hidrógeno se produce mediante la electrólisis del agua, proceso en el que se aplica corriente eléctrica a través de un volumen de agua, lo que hace que los átomos de hidrógeno se separen de los átomos de oxígeno. Esta demostración generalmente se realiza en las clases de química de la escuela secundaria para mostrar la electrólisis.

Química

Bicarbonato de sodio

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

HCO⁻
₃ + H₂O → H
₂CO
₃ + OH⁻

El bicarbonato de sodio a menudo se puede usar como una alternativa más segura al hidróxido de sodio y, como tal, se puede usar como un lavado para eliminar las impurezas ácidas de un producto "crudo" líquido, 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:

NaHCO₃ + HCl → NaCl + H₂O+CO₂

H₂CO₃ → H₂O + CO₂g)

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

NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONA + H₂O + CO₂g)

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

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

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):

2 NaHCO₃ → Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

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

Na₂CO₃ → Na₂O + CO₂

Estas conversiones son relevantes para el uso de NaHCO₃ como agente de extinción de incendios ("polvo BC") en algunos extintores de incendios de polvo seco.

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 conservar sin una cantidad significativa de descomposición durante al menos dos o tres años.

Historia

La palabra natron ha estado en uso en muchos idiomas a lo largo de los tiempos modernos (en las formas de anatron, natrum y natron ) y se originó (como natron en español, francés e inglés, así como 'sodium') a través del árabe naṭrūn (o anatrūn ; cf. el Wadi El Natrun “Natrontal” del Bajo Egipto, donde se usaba una mezcla de carbonato de sodio e hidrogenocarbonato de sodio para la deshidratación de las momias) del griego nítron (νίτρον) (Herodoto; Ático lítron (λίτρον)), que se remonta al antiguo ntr egipcio. El griego nítron (soda, salitre) también se usaba en latín (sal) nitrum y en alemán Salniter (la fuente de nitrógeno , Nitrato etc.).

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 en 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.

Saleratus, bicarbonato de potasio o sodio, se menciona en la novela Captains Courageous de Rudyard Kipling como un uso extensivo en el siglo XIX en la pesca comercial para evitar que el pescado recién capturado se arruinando.

En 1919, el senador estadounidense Lee Overman declaró que el bicarbonato de sodio podía curar la gripe española. En medio del debate del 26 de enero de 1919, 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 la región montañosa 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 una apreciación de la sabiduría sencilla de la gente sencilla. "Dicen que el bicarbonato de sodio común curará la enfermedad" prosiguió, "que lo han curado con eso, que allá arriba no tienen nada de muertos; usan bicarbonato de sodio común, que cura la enfermedad."

Producción

El bicarbonato de sodio se produce industrialmente a partir del carbonato de sodio:

Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2 NaHCO₃

Se produce a una escala de unas 100.000 toneladas/año (a partir de 2001) con una capacidad de producción mundial de 2,4 millones de toneladas al año (a partir de 2002). También se producen cantidades comerciales de bicarbonato de sodio mediante un método similar: la ceniza de sosa, 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.

Con respecto al proceso Solvay, el bicarbonato de sodio es un intermediario en la reacción de cloruro de sodio, amoníaco y dióxido de carbono. Sin embargo, el producto muestra baja pureza (75pc).

NaCl + CO2 + NH3 + H2O → NaHCO₃ + NH4Cl

Aunque no tiene valor práctico, el NaHCO₃ puede obtenerse mediante la reacción del dióxido de carbono con una solución acuosa de hidróxido de sodio:

CO₂ + NaOH → NaHCO₃

Minería

Los depósitos naturales de nahcolita (NaHCO₃) se encuentran en la formación Green River de edad Eoceno (55,8–33,9 millones de años), Cuenca Piceance en Colorado. La nahcolita se depositó en lechos durante períodos de alta evaporación en la cuenca. Se extrae comercialmente utilizando técnicas comunes de minería subterránea, como perforación, tambor y minería de tajo largo de una manera muy similar a la minería del carbón.

También se produce por extracción de solución, bombeando agua calentada a través de lechos de nahcolita y cristalizando la nahcolita disuelta a través de un proceso de cristalización por enfriamiento.

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 Sopa de pato, Marx interpreta al líder de una nación en guerra. En una escena, recibe un mensaje del campo de batalla de que su general informa de un ataque con gas, y Groucho le dice a su ayudante: "Dígale que tome una cucharadita de bicarbonato de sodio y medio vaso de agua". 34; En Una noche en la ópera, el personaje de Groucho se dirige al público de la noche inaugural de una ópera diciendo del tenor principal: "El signor Lassparri proviene de una familia muy famosa". Su madre era una conocida bajista. Su padre fue el primer hombre en rellenar los espaguetis con bicarbonato de sodio, causando y curando así la indigestión al mismo tiempo."

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 estomacal, solicita y luego bebe bicarbonato de sodio, provocando un eructo prominente. Channing promete tener siempre una caja de bicarbonato con el nombre de Max.