Гидрокарбонат натрия

Гидрокарбонат натрия (лат. Natrii hydrocarbonas), другие названия: бикарбонат натрия, чайная сода, питьевая или пищевая сода, двууглекислый натрий — химическое неорганическое вещество, натриевая кислая соль угольной кислоты с химической формулой NaHCO3.

В обычном виде — мелкокристаллический порошок белого цвета.

Используется в промышленности, пищевой промышленности, в медицине как нейтрализатор химических ожогов кожи и слизистых оболочек концентрированными кислотами и для снижения кислотности желудочного сока. Также применяется в буферных растворах.

Химические свойства

Гидрокарбонат натрия — кислая натриевая соль угольной кислоты. Проявляет все свойства соли сильного основания и слабой кислоты. В водных растворах имеет слабощелочную реакцию. В широком диапазоне концентраций в водном растворе pH раствора изменяется незначительно, на этом основано применение раствора вещества в качестве буферного раствора.

Реакция с кислотами

Гидрокарбонат натрия реагирует с кислотами с образованием соли, соответствующей данной кислоте (например, с соляной кислотой — хлорида натрия, с серной — сульфата натрия), и угольной кислоты, которая в процессе реакции распадается на углекислый газ и воду, при этом углекислый газ выделяется в виде пузырьков:

N a H C O 3 + H C l → N a C l + H 2 C O 3 , {displaystyle {mathsf {NaHCO_{3}+HCl ightarrow NaCl+H_{2}CO_{3}}},} H 2 C O 3 → H 2 O + C O 2 ↑ , {displaystyle {mathsf {H_{2}CO_{3} ightarrow H_{2}O+CO_{2}uparrow }},} 2 N a H C O 3 + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + 2 H 2 O + 2 C O 2 ↑ . {displaystyle {mathsf {2NaHCO_{3}+H_{2}SO_{4} ightarrow Na_{2}SO_{4}+2H_{2}O+2CO_{2}uparrow }}.}

В быту обычно применяется реакция «гашения соды» уксусной кислотой, с образованием ацетата натрия или гашение лимонной кислотой с образованием цитрата натрия, реакция с уксусной кислотой:

N a H C O 3 + C H 3 C O O H → C H 3 C O O N a + H 2 O + C O 2 ↑ . {displaystyle {mathsf {NaHCO_{3}+CH_{3}COOH ightarrow CH_{3}COONa+H_{2}O+CO_{2}uparrow }}.}

Термическое разложение

При температуре выше 60 °C гидрокарбонат натрия начинает распадаться на карбонат натрия, углекислый газ и воду (процесс разложения наиболее эффективен при 200 °C:

2 N a H C O 3 → 60 − 200 ∘ C N a 2 C O 3 + H 2 O + C O 2 ↑ . {displaystyle {mathsf {2NaHCO_{3}{xrightarrow {60-200^{circ }C}}Na_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2}uparrow }}.}

При этом процессе вследствие выделения углекислого газa и воды (в виде водяного пара) масса исходного вещества уменьшается примерно на 37 %.

Получение

В промышленности гидрокарбонат натрия получают аммиачно-хлоридным способом. В концентрированный раствор хлорида натрия, насыщенный аммиаком, под давлением пропускают углекислый газ. В процессе синтеза происходят две реакции:

N H 3 + C O 2 + H 2 O → N H 4 H C O 3 {displaystyle {mathsf {NH_{3}+CO_{2}+H_{2}O ightarrow NH_{4}HCO_{3}}}} N H 4 H C O 3 + N a C l → N a H C O 3 ↓ + N H 4 C l . {displaystyle {mathsf {NH_{4}HCO_{3}+NaCl ightarrow NaHCO_{3}downarrow +NH_{4}Cl}}.}

В холодной воде гидрокарбонат натрия мало растворим, и его отделяют от охлаждённого раствора фильтрованием, а из полученного после фильтрования раствора хлорида аммония снова получают аммиак, возвращаемый в производство вновь:

2 N H 4 C l + C a ( O H ) 2 → 2 N H 3 ↑ + C a C l 2 + 2 H 2 O . {displaystyle {mathsf {2NH_{4}Cl+Ca(OH)_{2} ightarrow 2NH_{3}uparrow +CaCl_{2}+2H_{2}O}}.}

Применение

Двууглекислый натрий (бикарбонат) применяется в химической, пищевой, лёгкой, медицинской, фармацевтической промышленности, цветной металлургии, в быту. Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E500 (ii), входит в состав пищевой добавки E500.

В химической промышленности

Применяется для производства красителей, пенопластов и других органических продуктов, фторорганических соединений, продуктов бытовой химии, наполнителей в огнетушителях, Реагент для отделения диоксида углерода, сероводорода из газовых смесей, например, отходящих газов топливосжигающих установок. В этом процессе углекислый газ поглощается раствором гидрокарбоната натрия при повышенном давлении и пониженной температуре, далее поглощённый углекислый газ выделяется из раствора при подогреве и снижении давления;

В лёгкой промышленности

В производстве резины для подошв обуви и в производстве искусственных кож, кожевенном производстве при дублении и нейтрализации кожи после кислого дубления, текстильной промышленности при отделке шёлковых и хлопчатобумажных тканей;

В пищевой промышленности

В хлебопечении, производстве кондитерских изделий, приготовлении газированных напитков.

В кулинарии

Основное применение пищевой соды в пищевой промышленности и в быту — кулинария, где применяется, преимущественно, в качестве основного или дополнительного разрыхлителя в составе кислого и пресного теста. При добавлении питьевой соды в кислое тесто происходит реакция с молочной кислотой, продуцированной при заквашивании дрожжевыми микроорганизмами, при этой реакции выделяется углекислый газ, вспучивающий тесто.

При добавлении в пресное тесто углекислый газ выделяется при выпечке из-за термического разложения.

При применении соды в чистом виде важно соблюсти правильную дозировку, так как она оставляет в продукте карбонат натрия, дающий определённый привкус. Порядок замешивания для теста: соду — в муку, кислые компоненты (уксус, кефир и пр.) — в жидкость.

В медицине

Пероральный приём

Применяется в качестве антацидного средства. При пероральном приёме снижает кислотность желудочного сока и используется для лечения язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Тем не менее, в результате применения может возникнуть кислотный рикошет, так как при реакции соды с соляной кислотой происходит выделение CO2, который оказывает раздражающее действие на стенку желудка, усиливая выделение гастрина.

Традиционно раствор питьевой соды используется для дезинфекции зубов и дёсен при зубных болях и полости рта и горла, при сильном кашле, ангине, фарингите. При ринитах, конъюнктивитах, стоматитах, ларингитах и т. п. применяют для полосканий, промываний, ингаляций 0,5 — 2 % растворы.

Применяется при почечном тубулярном ацидозе.[Перорально?]

Ингаляционное введение

Раствор ингалируется при помощи небулайзера. Усиливает секрецию слизистой трахеобронхиального дерева, тем самым увеличивая количество мокроты и делая её менее вязкой. Может применятся для стимуляции выработки мокроты с целью её бактериологического исследования во фтизиатрии.

Внутривенная инфузия

Препарат выбора для быстрой коррекции метаболического ацидоза во время реанимационных мероприятий. Применяется в качестве антиаритмического средства при отравлении лекарственными средствами удлиняющими интервал QT, такими как трициклические антидепрессанты, кокаин, нейролептики.

Противопоказания

При внутривенном введении быстро повышает pH и вызывает снижение уровня калия и кальция в плазме. Соответственно противопоказан при:

• Изначально высоком pH — метаболическом алкалозе, например, вследствие гипохлоремии — снижении концентрации в крови ионов Cl-, в том числе вызванной рвотой, или снижением всасывания в желудочно-кишечном тракте,
• Респираторном ацидозе — так как выделяющийся CO2 усилит его,
• Гипокальциемии — может спровоцировать тетанические судороги.

Является источником натрия и повышает осмоляльность плазмы, тем самым увеличивая объём циркулирующей крови. Задержка натрия усиливает отёки и повышает артериальное давление. Таким образом, использование при артериальной гипертензии, совместно с минералокортикоидами, низконатриевой диете должно быть ограничено. Применение при сниженной скорости клубочковой фильтрации может привести к метаболическому алкалозу.

В альтернативной медицине

В альтернативной медицине питьевая сода иногда заявляется как «лекарство» от рака, однако, никакой экспериментально подтверждённой эффективности применения такого «лечения» не существует.

Пожаротушение

Гидрокарбонат натрия вместе с карбонатом аммония используется в качестве наполнителя в огнетушителях с сухим наполнением и в стационарных системах сухого пожаротушения. Это применение обусловлено тем, что от воздействия высокой температуры в очаге горения вещество выделяет углекислый газ, который затрудняет доступ кислорода воздуха в очаг горения.

В быту

Применяется как безопасное для здоровья средство для чистки поверхностей столовой и кухонной посуды, поверхностей кухонных столов, иных поверхностей, соприкасающихся с пищей, путем протирки их с помощью влажной тряпки с сухим порошком питьевой соды.

В транспорте

Применяется для нейтрализации следов электролита — серной кислоты на поверхности пластмассовых корпусов свинцово-кислотных аккумуляторов насыщенным водным раствором питьевой соды.

Хранение

Гидрокарбонат натрия хранят в закрытых упаковках, в сухом месте вдали от источников огня. Гарантийный срок хранения натрия двууглекислого — 12 месяцев со дня изготовления. Срок годности не ограничен.

Безопасность

Вещество малотоксично, ЛД50 4220 мг/кг (крысы, перорально).

Пожаро- и взрывобезопасно.

Имеет солоноватый, мыльный вкус. При попадании пыли вещества на слизистые оболочки глаз и носа вызывает лёгкое раздражение. При частой работе в атмосфере, загрязнённой пылью двууглекислого натрия, может возникнуть раздражение верхних дыхательных путей. Предельно допустимая концентрация пыли бикарбоната натрия в воздухе производственных помещений 5 мг/м3.