Lima sódica

La cal sodada es una mezcla de hidróxido de sodio (NaOH) y óxido de calcio (CaO). Se utiliza en forma granular en entornos respiratorios de recirculación, como la anestesia general y su circuito respiratorio , submarinos , rebreathers , cámaras hiperbáricas y hábitats subacuáticos . Su propósito es eliminar el dióxido de carbono ( CO₂).₂ ) delos gases respiratorios, evitandola retención de dióxido de carbonoy, eventualmente,la intoxicación por dióxido de carbono. ^{[ 1 ] [ 2 ]} La creación de cal sodada implica tratarla cal apagadasoluciónconcentradade hidróxido de sodio

Los componentes principales de la cal sodada incluyen: óxido de calcio (CaO) que constituye aproximadamente el 75%, agua ( H₂ O) que representan alrededor del 20%, el hidróxido de sodio (NaOH) que constituye alrededor del 3%, yel hidróxido de potasio(KOH) presente en aproximadamente el 0,1%.

Durante la anestesia general , los gases exhalados por el paciente , que contienen dióxido de carbono, pasan a través del circuito respiratorio de la máquina de anestesia , que contiene un recipiente de cal sodada lleno de gránulos de cal sodada. ^{[ 1 ]} La cal sodada de grado médico incluye un colorante indicador que cambia de color cuando alcanza su capacidad máxima de absorción de dióxido de carbono. Para garantizar un funcionamiento adecuado, no se debe utilizar un depurador de dióxido de carbono (o un recipiente de cal sodada) si el colorante indicador está activado. Las máquinas de anestesia estándar suelen contener hasta 2 kilogramos (4,4 lb) de gránulos de cal sodada. 

Recientemente se han desarrollado absorbentes de dióxido de carbono para minimizar el riesgo de formación de subproductos tóxicos derivados de la interacción entre el absorbente y los anestésicos inhalados , como el halotano . Algunos absorbentes, incluidos los fabricados con hidróxido de litio, están disponibles para este fin.

En los vuelos espaciales, el hidróxido de litio (LiOH) se utiliza como absorbente de dióxido de carbono debido a su bajo peso molecular (Na: 23 g/mol; Li: 7 g/mol), lo que permite ahorrar peso durante el lanzamiento. Durante el vuelo del Apolo 13 , los altos niveles de dióxido de carbono en el Módulo Lunar llevaron a la tripulación a adaptar cartuchos absorbentes de repuesto de la cápsula Apolo al sistema del Módulo Lunar (LEM).

El gas exhalado en un circuito respiratorio debe pasar por un depurador de dióxido de carbono donde este se absorbe antes de que el gas vuelva a circular para ser respirado. En los rebreathers , este depurador está integrado en el circuito respiratorio. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Sin embargo, en entornos más grandes, como cámaras de recompresión o submarinos, se emplea un ventilador para asegurar un flujo continuo de gas a través del cartucho de depuración. El uso de tinte indicador en las aplicaciones de la flota de la Armada de los Estados Unidos cesó en 1996 debido a la preocupación por posibles fugas químicas en el circuito. ^{[ 4 ]}

La reacción química global es:

CO₂ ₊ Ca(OH) _₂ → CaCO₃ ₊ H₂O ₊ calor (en presencia de agua)

Cada mol de CO ₂ (44 g) reacciona con un mol de hidróxido de calcio (74 g) y produce un mol de agua (18 g).

La reacción puede considerarse una reacción catalizada por una base fuerte y facilitada por agua. ^{[ 5 ]}

El mecanismo de reacción del dióxido de carbono con la cal sodada se puede descomponer en tres pasos elementales:

1)${\displaystyle {\ce {CO2(g) <=>> CO2(aq)}}}$ (El CO2 _se disuelve en agua – es un proceso lento y determinante de la velocidad ),

2)${\displaystyle {\ce {CO2(ac) + NaOH -> NaHCO3}}}$ (formación de bicarbonato a pH alto),

3)${\displaystyle {\ce {NaHCO3 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + NaOH + H2O}}}$ (El NaOH se recicla al paso 2; por lo tanto, actúa como catalizador ).

Esta secuencia de reacciones explica el papel catalítico que desempeña el hidróxido de sodio en el sistema y por qué la cal sodada es más rápida en reactividad química que el hidróxido de calcio solo. ^{[ 6 ]} El hidróxido de sodio húmedo impregna la superficie y la porosidad de los granos de hidróxido de calcio con una alta superficie específica . ^{[ 7 ]} Reacciona mucho más rápido y, por lo tanto, contribuye a una eliminación más rápida del dióxido de carbono del circuito de respiración. La formación de agua por la reacción y la humedad de la respiración también actúan como disolvente para la reacción. Las reacciones en fase acuosa son generalmente más rápidas que entre un gas seco y un sólido seco. La cal sodada se usa comúnmente en rebreathers de buceo de circuito cerrado y en el circuito de respiración de anestesia en sistemas de anestesia. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

El mismo efecto catalítico de los hidróxidos alcalinos (en función del contenido _{equivalente de Na₂O del} cemento ) también contribuye a la carbonatación de la portlandita por el _CO₂ atmosférico en el hormigón , aunque la velocidad de propagación del frente de reacción está esencialmente limitada por la difusión del dióxido de carbono dentro de la matriz de hormigón menos porosa . ^{[ 10 ]}

Una reacción similar a la anterior, también catalizada por hidróxido de sodio, es la reacción álcali-sílice, un proceso de degradación lento que causa la hinchazón y el agrietamiento del hormigón que contiene agregados ricos en sílice amorfa reactiva . De manera muy similar, el hidróxido de sodio facilita enormemente la disolución de la sílice amorfa. El silicato de sodio producido reacciona entonces con el hidróxido de calcio ( portlandita ) presente en la pasta de cemento endurecida para formar silicato de calcio hidratado (abreviado como CSH en la notación de los químicos de cemento ). Esta reacción de silicificación del hidróxido de calcio, a su vez, libera continuamente hidróxido de sodio en solución, manteniendo un pH alto, y el ciclo continúa hasta la desaparición total de la portlandita o sílice reactiva en el hormigón expuesto. Sin la catálisis de esta reacción por hidróxidos solubles en sodio o potasio, la reacción álcali-sílice no se produciría o se limitaría a una reacción puzolánica muy lenta . La reacción álcali-sílice se puede escribir como la reacción de cal sodada, simplemente sustituyendo el dióxido de carbono por dióxido de sílice en las reacciones mencionadas anteriormente, como sigue:

• Depurador de dióxido de carbono : dispositivo que absorbe el dióxido de carbono del gas circulante. 
• Reacción álcali-sílice : reacción química que daña el hormigón. 
• Vidrio sódico-cálcico : tipo de vidrio fabricado con sílice, sosa, cal y óxido de aluminio. 
• Baralyme – Mezcla absorbente de hidróxidos de calcio y bario para depuradores de dióxido de carbono. 

• Publicaciones sobre la cal sodada en operaciones de buceo
• Ficha de datos de seguridad de Sofnolime. Ejemplo de un producto comercial de cal sodada que se utiliza en buceo y medicina.
• Introducción a la cal sofnolítica (Artículo técnico)