Natrium bikarbonat - Sodium bicarbonate
|
|||
|
|||
|
|||
| Navn | |||
|---|---|---|---|
|
IUPAC navn
natriumhydrogenkarbonat
|
|||
| Andre navn
Baking soda, bicarb (laboratorium slang), bicarbonate of soda, nahcolite , natrium hydrogen carbonate, natron
|
|||
| Identifikatorer | |||
|
3D -modell ( JSmol )
|
|||
| 4153970 | |||
| ChEBI | |||
| CHEMBL | |||
| ChemSpider | |||
| DrugBank | |||
| ECHA InfoCard |
100.005.122 
|
||
| EC -nummer | |||
| E -nummer | E500 (ii) (surhetsregulatorer, ...) | ||
| KEGG | |||
| MeSH | Natrium+bikarbonat | ||
|
PubChem CID
|
|||
| RTECS -nummer | |||
| UNII | |||
|
CompTox Dashboard ( EPA )
|
|||
|
|||
|
|||
| Egenskaper | |||
|
NaHCO 3 |
|||
| Molar masse | 84,0066 g mol −1 | ||
| Utseende | Hvite krystaller | ||
| Lukt | Luktfri | ||
| Tetthet | |||
| Smeltepunkt | (Nedbrytes til natriumkarbonat med start ved 50 ° C) | ||
| Løselighet | 0,02 vekt% aceton, 2,13 vekt% metanol @22 ° C. uløselig i etanol | ||
| logg P | −0,82 | ||
| Surhet (p K a ) | |||
|
Brytningsindeks ( n D )
|
nα = 1,377 nβ = 1,501 nγ = 1,583 | ||
| Struktur | |||
| Monoklinisk | |||
| Termokjemi | |||
|
Varmekapasitet ( C )
|
87,6 J/mol K | ||
|
Std molar
entropi ( S |
101,7 J/mol K | ||
|
Std
formasjonsentalpi (Δ f H ⦵ 298 ) |
−950,8 kJ/mol | ||
|
Gibbs fri energi (Δ f G ˚)
|
−851,0 kJ/mol | ||
| Farmakologi | |||
| B05CB04 ( WHO ) B05XA02 ( WHO ), QG04BQ01 ( WHO ) | |||
| Intravenøs, oral | |||
| Farer | |||
| viktigste farer | Forårsaker alvorlig øyeirritasjon | ||
| Sikkerhetsdatablad | Eksternt HMS -datablad | ||
| NFPA 704 (brann diamant) | |||
| Flammepunkt | Ubrennbart | ||
| Dødelig dose eller konsentrasjon (LD, LC): | |||
|
LD 50 ( median dose )
|
4220 mg/kg (rotte, oral) | ||
| Relaterte forbindelser | |||
|
Andre anioner
|
Natriumkarbonat | ||
|
Andre kationer
|
|||
|
Relaterte forbindelser
|
|||
|
Med mindre annet er angitt, gis data for materialer i standardtilstand (ved 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). |
|||
 bekreft ( hva er ?)
  |
|||
| Infobox -referanser | |||
Natriumbikarbonat ( IUPAC -navn : natriumhydrogenkarbonat ), vanligvis kjent som natron eller bikarbonat av brus , er en kjemisk forbindelse med formelen NaHCO 3 . Det er et salt sammensatt av en natriumkation ( Na + ) og et bikarbonatanion ( HCO 3 - ). Natriumbikarbonat er et hvitt fast stoff som er krystallinsk , men som ofte fremstår som et fint pulver. Den har en litt salt, alkalisk smak som ligner på vaskesoda ( natriumkarbonat ). Den naturlige mineralformen er nahcolite . Det er en komponent i mineralet natron og finnes oppløst i mange mineralfjærer.
Nomenklatur
Fordi det lenge har vært kjent og mye brukt, har saltet mange forskjellige navn som natron , brødsoda , natron og bikarbonat og kan ofte finnes i nærheten av bakepulver i butikker. Begrepet natron er mer vanlig i USA, mens bikarbonat av brus er mer vanlig i Australia og Storbritannia, og i mange nord-/sentraleuropeiske land kalles det Natron. Forkortede daglige former som natriumbikarb, bikarbonat, bikarbonat og bikarb er vanlige.
Ordet saleratus , fra latin sal æratus (som betyr "luftet salt"), ble mye brukt på 1800 -tallet for både natriumbikarbonat og kaliumbikarbonat .
Dens E nummer tilsetningsstoff kode er E500 .
Prefikset bi i bikarbonat kommer fra et utdatert navnesystem som går foran molekylær kunnskap og var basert på den riktige observasjonen at det er dobbelt så mye karbonat (CO 3 ) per natrium i stoffet natriumbikarbonat (NaHCO 3 ) som det er i stoffet natrium karbonat (Na 2 CO 3 ). De moderne kjemiske formlene for disse forbindelsene uttrykker deres presise kjemiske sammensetninger (som var ukjente da navnene natriumkarbonat og natriumbikarbonat ble myntet) som natriumhydrogenkarbonat (NaHCO 3 ) og natriumkarbonat (Na 2 CO 3 ). Disse navnene er entydige siden natrium alltid har +1 oksidasjonstilstand og karbonat −2 oksidasjonstilstand.
Bruker
Matlaging
Suring
I matlaging brukes natron hovedsakelig i baking som et hevemiddel . Når den reagerer med syre, frigjøres karbondioksid, noe som forårsaker ekspansjon av røren og danner den karakteristiske tekstur og korn i kaker, hurtigbrød , brusbrød og annen bakt og stekt mat. Den syre-base-reaksjon kan generelt representeres som følger:
- NaHCO 3 + H + → Na + + CO 2 + H 2 O
Sure materialer som induserer denne reaksjonen inkluderer hydrogenfosfater , krem av tannstein , sitronsaft , yoghurt , kjernemelk , kakao og eddik. Natron kan brukes sammen med surdeig , som er sur, noe som gir et lettere produkt med en mindre sur smak.
Varme kan også i seg selv føre til at natriumbikarbonat fungerer som et hevemiddel i baking på grunn av termisk nedbrytning , og frigjør karbondioksid ved temperaturer over 80 ° C (180 ° F), som følger:
- 2 NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
Når den brukes på denne måten alene, uten tilstedeværelse av en sur komponent (enten i røren eller ved bruk av bakepulver som inneholder syre), frigjøres bare halvparten av tilgjengelig CO 2 (ett CO 2 -molekyl dannes for hver to ekvivalenter av NaHCO 3 ). I tillegg, i fravær av syre, produserer termisk dekomponering av natriumbikarbonat også natriumkarbonat , som er sterkt alkalisk og gir det bakte produktet en bitter "såpete" smak og en gul farge. Siden reaksjonen skjer sakte ved romtemperatur, kan blandinger (kakedeig osv.) Få stå uten å heve til de er oppvarmet i ovnen.
Bakepulver
Bakepulver , også solgt til matlaging, inneholder rundt 30% bikarbonat og forskjellige sure ingredienser som aktiveres ved tilsetning av vann, uten behov for ytterligere syrer i kokemediet. Mange former for bakepulver inneholder natriumbikarbonat kombinert med kalsiumfosfat , natriumaluminiumfosfat eller krem av tannstein . Natron er alkalisk; syren som brukes i bakepulver unngår en metallisk smak når den kjemiske endringen under baking skaper natriumkarbonat.
Pyroteknikk
Natriumbikarbonat er en av hovedkomponentene i det vanlige "svarte slangen" fyrverkeriet . Effekten skyldes termisk nedbrytning, som produserer karbondioksidgass for å produsere en lang slangelignende aske som forbrenningsprodukt av den andre hovedkomponenten, sukrose . Natriumbikarbonat blir også brukt til å forsinkelse forbrenningsreaksjoner ved å frigjøre CO 2 og H 2 O når det blir oppvarmet, som begge er flammehemmende midler.
Mildt desinfeksjonsmiddel
Det har svake desinfiserende egenskaper, og det kan være et effektivt soppdrepende middel mot noen organismer. Fordi natron vil absorbere muggen lukt, har det blitt en pålitelig metode for brukte bokselgere når de gjør bøker mindre ildeluktende.
Brannslukker
Natriumbikarbonat kan brukes til å slukke lite fett eller elektriske branner ved å bli kastet over brannen, da oppvarming av natriumbikarbonat frigjør karbondioksid. Imidlertid bør den ikke brukes på branner i frityrkokere ; plutselig frigjøring av gass kan føre til at fettet spruter. Natriumbikarbonat brukes i BC tørrkjemiske brannslukkere som et alternativ til det mer etsende diammoniumfosfatet i ABC -slukkere. Den alkaliske naturen til natriumbikarbonat gjør det til det eneste tørre kjemiske middelet, i tillegg til Purple-K , som ble brukt i store brannhemmende systemer installert i kommersielle kjøkken. Fordi det kan fungere som en alkali, har midlet en mild forsåpningseffekt på varmt fett, som danner et kvelende, såpeskum.
Nøytralisering av syrer
Natriumbikarbonat reagerer spontant med syrer og frigjør CO 2 -gass som et reaksjonsprodukt. Det brukes ofte til å nøytralisere uønskede syreoppløsninger eller syreutslipp i kjemiske laboratorier. Det er ikke hensiktsmessig å bruke natriumbikarbonat for å nøytralisere basen, selv om den er amfotær og reagerer med både syrer og baser.
Jordbruk
Natriumbikarbonat når det påføres på blader, kan forhindre vekst av sopp; dreper imidlertid ikke soppen. For mye natriumbikarbonat kan forårsake misfarging av frukt (to prosent løsning) og klorose (én prosent løsning).
Medisinsk bruk og helse
Natriumbikarbonat blandet med vann kan brukes som antacida for å behandle dårlig fordøyelse og halsbrann . Reaksjonen med magesyre produserer salt, vann og karbondioksid :
- NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 O + CO 2 (g)
En blanding av natriumbikarbonat og polyetylenglykol, slik som PegLyte, oppløst i vann og tatt oralt, er et effektivt preparat for mageskylning og avføringsmiddel før gastrointestinal kirurgi, gastroskopi , etc.
Intravenøst natriumbikarbonat i en vandig oppløsning brukes noen ganger i tilfeller av acidose , eller når det ikke er nok natrium- eller bikarbonationer i blodet. I tilfeller av respiratorisk acidose driver det tilførte bikarbonationen kullsyre/bikarbonatbufferen til plasma til venstre, og øker dermed pH. Av denne grunn brukes natriumbikarbonat ved medisinsk overvåket hjerte- og lungeredning . Infusjon av bikarbonat er kun indikert når blodets pH er markert lav (<7,1–7,0).
HCO 3 - brukes til behandling av hyperkalemi , da det vil drive K + tilbake til celler i perioder med acidose. Siden natriumbikarbonat kan forårsake alkalose , brukes det noen ganger til å behandle overdoser av aspirin. Aspirin krever et surt miljø for riktig absorpsjon, og et grunnleggende miljø vil redusere absorpsjon av aspirin i tilfeller av overdosering. Natriumbikarbonat har også blitt brukt i behandlingen av trisyklisk antidepressiv overdose . Det kan også påføres lokalt som en pasta, med tre deler natron i en del vann, for å lindre noen typer insektstikk og stikk (samt tilhørende hevelse).
Noen alternative utøvere, for eksempel Tullio Simoncini , har fremmet natron som en kreftkur, som American Cancer Society har advart mot på grunn av både sin uprøvde effektivitet og potensielle fare ved bruk. Edzard Ernst har kalt promotering av natriumbikarbonat som kreftmiddel "en av de mer sykelige alternative kreftsvindelene jeg har sett på lenge".
Natriumbikarbonat kan legges til lokalbedøvelse , for å fremskynde virkningen og gjøre injeksjonen mindre smertefull. Det er også en komponent i Moffetts løsning , brukt i nesekirurgi .
Det har blitt foreslått at sure dietter svekker bein. En systematisk metaanalyse av forskningen viser ingen slik effekt. En annen finner også at det ikke er bevis for at alkaliske dietter forbedrer beinhelsen, men antyder at det "kan være en viss verdi" for alkaliske dietter av andre årsaker.
Antacid (som natron) -løsninger er blitt tilberedt og brukt av demonstranter for å lindre effekten av eksponering for tåregass under protester.
På samme måte som ved bruk i baking, brukes natriumbikarbonat sammen med en mild syre som vinsyre som hjelpestoffet i brusetabletter: når en slik tablett faller ned i et glass vann, forlater karbonatet reaksjonsmediet som karbondioksidgass ( HCO 3 - + H + → H 2 O + CO 2 ↑ eller, mer presist, HCO 3 - + H 3 O + → 2 H 2 O + CO 2 ↑). Dette får tabletten til å gå i oppløsning og etterlate medisinen suspendert og/eller oppløst i vannet sammen med det resulterende saltet (i dette eksempelet natriumtartrat ).
Personlig hygiene
Natriumbikarbonat brukes også som ingrediens i noen munnvann. Den har anticary og slipende egenskaper. Det fungerer som et mekanisk rensemiddel på tenner og tannkjøtt, nøytraliserer produksjonen av syre i munnen, og fungerer også som et antiseptisk middel for å forhindre infeksjoner. Natriumbikarbonat i kombinasjon med andre ingredienser kan brukes til å lage en tørr eller våt deodorant . Natriumbikarbonat kan brukes som buffermiddel, kombinert med bordsalt, når du lager en løsning for nasal vanning .
Det brukes i øyehygiene for å behandle blefaritt . Dette gjøres ved å tilsette en teskje natriumbikarbonat i kaldt vann som nylig ble kokt, etterfulgt av forsiktig skrubbing av øyevippebasen med en bomullspinne dyppet i løsningen.
Veterinær bruk
Natriumbikarbonat brukes som et storfeetilskudd, spesielt som buffermiddel for vommen .
Rengjøringsmiddel
Natriumbikarbonat brukes i en prosess for fjerning av maling og korrosjon som kalles sodablasting . Som sprengningsmedium brukes natriumbikarbonat til å fjerne overflateforurensning fra mykere og mindre spenstige underlag som aluminium, kobber eller tømmer som kan bli skadet av slipende silisiumsand.
En produsent anbefaler en pasta laget av natron med minimalt med vann som et mildt skurepulver, og er nyttig for å fjerne overflaterust, ettersom rusten danner en vannløselig forbindelse i en konsentrert alkalisk løsning; kaldt vann bør brukes, ettersom varmtvannsløsninger kan tære stål. Natriumbikarbonat angriper det tynne beskyttende oksydlaget som dannes på aluminium, noe som gjør det uegnet for rengjøring av dette metallet. En oppløsning i varmt vann for å fjerne den glansen fra sølv når sølvet er i kontakt med et stykke aluminiumfolie . Baking soda er vanligvis lagt til vaskemaskiner som en erstatning for vannmykner og for å fjerne lukt fra klær. Det er også nesten like effektivt for å fjerne tunge te- og kaffeflekker fra kopper som natriumhydroksid , fortynnet med varmt vann.
Under Manhattan -prosjektet for å utvikle atombomben på begynnelsen av 1940 -tallet, var den kjemiske toksisiteten til uran et problem. Det ble funnet at uranoksider fester seg veldig godt til bomullsklut og vaskes ikke ut med såpe eller vaskemiddel. Uran vil imidlertid vaske ut med en 2% løsning av natriumbikarbonat. Klær kan bli forurenset med giftig støv av forarmet uran (DU), som er veldig tett, og derfor brukes til motvekter i sivil sammenheng, og i rustningspenningende prosjektiler. DU fjernes ikke ved normal hvitvasking; vaske med ca 6 gram (170 g) natron i 7 liter vann vil hjelpe til med å vaske det ut.
Luktkontroll
Det blir ofte hevdet at natron er en effektiv luktfjerner, og det anbefales ofte at en åpen boks oppbevares i kjøleskapet for å absorbere lukt. Denne ideen ble fremmet av det ledende amerikanske bakervarer, Arm & Hammer , i en reklamekampanje som startet i 1972. Selv om denne kampanjen regnes som en klassiker innen markedsføring, fører den innen et år til mer enn halvparten av amerikanske kjøleskap som inneholder en eske med natron, det er lite bevis på at det faktisk er effektivt i denne applikasjonen.
Kjemi
Natriumbikarbonat er en amfoterisk forbindelse. Vandige oppløsninger er mildt alkaliske på grunn av dannelsen av karbonsyre og hydroksydion :
- HCO-
3+ H 2 O → H
2CO
3+ OH -
Natriumbikarbonat kan ofte brukes som et sikrere alternativ til natriumhydroksid , og kan som sådan brukes som vask for å fjerne sure urenheter fra en "rå" væske, og produsere en renere prøve. Reaksjon av natriumbikarbonat og en syre gir et salt og kolsyre, som lett brytes ned til karbondioksid og vann:
- NaHCO 3 + HCl → NaCl + H 2 CO 3
- H 2 CO 3 → H 2 O + CO 2 (g)
Natriumbikarbonat reagerer med eddiksyre (finnes i eddik) og produserer natriumacetat , vann og karbondioksid :
- NaHCO 3 + CH 3 COOH → CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 (g)
Natriumbikarbonat reagerer med baser som natriumhydroksid for å danne karbonater:
- NaHCO 3 + NaOH → Na 2 CO 3 + H 2 O
Termisk spaltning
Ved temperaturer fra 80–100 ° C (176–212 ° F), nedbrytes natriumbikarbonat gradvis til natriumkarbonat , vann og karbondioksid. Konverteringen er raskere ved 200 ° C (392 ° F):
- 2 NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2
De fleste bikarbonater gjennomgår denne dehydratiseringsreaksjonen . Videre oppvarming omdanner karbonatet til oksydet (over 850 ° C/1,560 ° F):
- Na 2 CO 3 → Na 2 O + CO 2
Disse konverter er relevante for anvendelse av NaHCO 3 som en brann-undertrykkelse middel ( "BC pulver") i enkelte tørr pulver- brannslukningsapparater .
Stabilitet og holdbarhet
Hvis den holdes kjølig (romtemperatur) og tørr (en lufttett beholder anbefales for å holde fuktig luft ute), kan natriumbikarbonat oppbevares uten en betydelig nedbrytning i minst to eller tre år.
Historie
Ordet natron har vært i bruk på mange språk gjennom moderne tid (i form av anatron , natrum og natron ) og stammer fra (som spansk, fransk og engelsk natron samt ' natrium ') via arabisk naṭrūn (eller anatrūn ; jfr. den nedre egyptiske "Natrontal" Wadi El Natrun , hvor en blanding av natriumkarbonat og natriumhydrogenkarbonat for dehydrering av mumier ble brukt) fra gresk nítron (νίτρον) (Herodotus; Attic lítron (λίτρον) ), som kan spores tilbake til gamle egyptiske ntr . Den greske nítronen (brus, brus, saltpeter) ble også brukt på latin (sal) nitrum og i tysk salniter (kilden til nitrogen , nitrat etc.).
I 1791 produserte den franske kjemikeren Nicolas Leblanc natriumkarbonat, også kjent som brus . Farmasøyten Valentin Rose den yngre får æren for oppdagelsen av natriumbikarbonat 1801 i Berlin. I 1846 etablerte to amerikanske bakere, John Dwight og Austin Church , den første fabrikken i USA for å produsere natron fra natriumkarbonat og karbondioksid .
Saleratus , kalium eller natriumbikarbonat, er nevnt i romanen Captains Courageous av Rudyard Kipling som brukt mye på 1800 -tallet i kommersielt fiske for å forhindre at nyfanget fisk ødelegges.
I 1919 erklærte en amerikansk senator at bikarbonat med brus kan kurere spanskesyken. Midt i debatten 26. januar 1919 avbrøt senator Overman diskusjonen for å kunngjøre oppdagelsen av en kur. "Jeg vil si, til fordel for de som foretar denne undersøkelsen," rapporterte han, "at jeg ble fortalt av en dommer ved en overdomstol i fjelllandet North Carolina at de har oppdaget et middel mot denne sykdommen." Den påståtte kuren innebar en kritikk av moderne vitenskap og en takknemlighet for enkle menneskers enkle visdom. "De sier at vanlig natron vil kurere sykdommen," fortsatte han, "at de har kurert det med det, at de ikke har dødsfall der oppe i det hele tatt; de bruker vanlig natron, som kurerer sykdommen."
Produksjon
Natriumbikarbonat produseres industrielt av natriumkarbonat :
- Na 2 CO 3 + CO 2 + H 2 O → 2 NaHCO 3
Den produseres i størrelsesorden omtrent 100 000 tonn/år (fra 2001) med en verdensomspennende produksjonskapasitet på 2,4 millioner tonn per år (fra 2002). Kommersielle mengder natron produseres også ved en lignende metode: soda, utvunnet i form av malmtrona , oppløses i vann og behandles med karbondioksid. Natriumbikarbonat utfelles som et fast stoff fra denne løsningen.
Når det gjelder Solvay -prosessen , er natriumbikarbonat et mellomprodukt i reaksjonen av natriumklorid , ammoniakk og karbondioksid . Produktet viser imidlertid lav renhet (75pc).
Selv om den ikke har noen praktisk verdi, kan NaHCO 3 oppnås ved omsetning av karbondioksid med en vandig løsning av natriumhydroksid:
- CO 2 + NaOH → NaHCO 3
Gruvedrift
Naturlig forekommende forekomster av nahcolite (NaHCO 3 ) finnes i Eocene -alderen (55,8–33,9 Mya) Green River Formation , Piceance Basin i Colorado . Nahcolite ble avsatt som senger i perioder med høy fordampning i bassenget. Det blir kommersielt utvunnet ved bruk av vanlige underjordiske gruvedriftsteknikker som boring, trommel og langveggbrytning på en måte som er veldig lik kullgruvedrift.
Begrensede mengder produkt oppnås ytterligere ved løsning av gruvedrift, pumping av oppvarmet vann gjennom tidligere utvunnede nahcolitt -senger og rekonstituering av den oppløste nahcolite over bakken gjennom en naturlig avkjølingskrystalliseringsprosess. Foreløpig er det bare Genesis Alkali (tidligere Tronox, tidligere FMC) i Green River Wyoming -bassenget som har lykkes med kommersielt løsning utvunnet produktet.
I populærkulturen
Natriumbikarbonat, som "bikarbonat av brus", var en hyppig kilde til slaglinjer for Groucho Marx i Marx Brothers -filmer. I Duck Soup spiller Marx lederen for en nasjon i krig. I en scene mottar han en melding fra slagmarken om at generalen hans rapporterer om et gassangrep, og Groucho sier til assistenten: "Fortell ham at han skal ta en teskje bikarbonat brus og et halvt glass vann." I A Night at the Opera henvender karakteren til Groucho åpningskvelden på en opera ved å si om tenoren: "Signor Lassparri kommer fra en veldig berømt familie. Moren hans var en kjent bassanger. Faren var første mann å fylle spaghetti med bikarbonat brus, og dermed forårsake og kurere fordøyelsesbesvær samtidig. "
I Joseph L. Mankewicz -klassikeren All About Eve har Max Fabian -karakteren ( Gregory Ratoff ) en utvidet scene med Margo Channing ( Bette Davis ), der han lider av halsbrann og ber om og deretter drikker bikarbonat med brus, og fremkaller et fremtredende burp . Channing lover å alltid beholde en eske med bikarb med navnet Max på.
Se også
Referanser
Bibliografi
- Haynes WM, red. (2011). CRC Handbook of Chemistry and Physics (92. utgave). CRC Press . ISBN 978-1439855119.