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Articulo de referencia

hidróxido de sodio

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El hidróxido de sodio , también conocido como sosa cáustica y, de forma más genérica, como lejía , [ 2 ] [ 3 ] es un compuesto inorgánico con la fórmula NaOH . Es un compuesto iónico sólido blanco que consta de cationes de sodio Na + y aniones hidróxido OH− . Como nucleófilo fuerte , se utiliza frecuentemente en reacciones SN2 .

El hidróxido de sodio es una base y álcali altamente corrosivo que descompone lípidos y proteínas a temperatura ambiente y puede causar quemaduras químicas graves en altas concentraciones. Es altamente soluble en agua y absorbe fácilmente la humedad y el dióxido de carbono del aire . Forma una serie de hidratos NaOH · n H₂O . [ 13 ] El monohidrato NaOH · H₂O cristaliza a partir de soluciones acuosas entre 12,3 y 61,8 °C. El " hidróxido de sodio" disponible comercialmente suele ser este monohidrato, y los datos publicados pueden referirse a él en lugar del compuesto anhidro . 

Como uno de los hidróxidos más simples, el hidróxido de sodio se usa frecuentemente junto con agua neutra y ácido clorhídrico ácido para demostrar la escala de pH a los estudiantes de química. [ 14 ]

El hidróxido de sodio se utiliza en muchas industrias: en la fabricación de pulpa de madera y papel , textiles , agua potable , jabones y detergentes , y como limpiador de desagües . La producción mundial en 2022 fue de aproximadamente 83  millones de toneladas. [ 15 ]

Propiedades

Propiedades físicas

El hidróxido de sodio puro es un sólido cristalino incoloro que se funde a 318 °C (604 °F) sin descomponerse y hierve a 1388 °C (2530 °F) . Es altamente soluble en agua, con menor solubilidad en disolventes polares como el etanol y el metanol . [ 16 ] El hidróxido de sodio es insoluble en éter y otros disolventes no polares.    

De forma similar a la hidratación del ácido sulfúrico, la disolución del hidróxido de sodio sólido en agua es una reacción altamente exotérmica [ 17 ] en la que se libera una gran cantidad de calor, lo que supone un riesgo para la seguridad debido a la posibilidad de salpicaduras. La solución resultante suele ser incolora e inodora. Al igual que otras soluciones alcalinas, resulta resbaladiza al contacto con la piel debido al proceso de saponificación que se produce entre el NaOH y los aceites naturales de la piel.

Viscosidad

Las soluciones acuosas concentradas (50%) de hidróxido de sodio tienen una viscosidad característica de 78 mPa · s, mucho mayor que la del agua (1,0 mPa·s) y cercana a la del aceite de oliva (85 mPa·s) a temperatura ambiente. La viscosidad del NaOH acuoso , como la de cualquier sustancia química líquida, es inversamente proporcional a su temperatura; es decir, disminuye al aumentar la temperatura, y viceversa. La viscosidad de las soluciones de hidróxido de sodio influye directamente tanto en su aplicación como en su almacenamiento. [ 16 ]

Hidratos

El hidróxido de sodio puede formar varios hidratos NaOH · n H 2 O , que dan como resultado un diagrama de solubilidad complejo que fue descrito en detalle por Spencer Umfreville Pickering en 1893. [ 18 ] Los hidratos conocidos y los rangos aproximados de temperatura y concentración (porcentaje en masa de NaOH) de sus soluciones acuosas saturadas son: [ 13 ]

  • Heptahidrato, NaOH · 7H 2 O : de −28 °C (18,8%) a −24 °C (22,2%). [ 18 ]  
  • Pentahidrato, NaOH · 5H 2 O : de −24 °C (22,2%) a −17,7 °C (24,8%). [ 18 ]  
  • Tetrahidrato, NaOH · 4H 2 O , forma α: de −17,7 °C (24,8 %) a 5,4 °C (32,5 %). [ 18 ] [ 19 ]  
  • Tetrahidrato, NaOH · 4H 2 O , forma β: metaestable. [ 18 ] [ 19 ]
  • Trihemihidrato, NaOH · 3,5H₂O : de 5,4 °C (32,5 %) a 15,38 °C (38,8 %) y luego a 5,0 °C (45,7 % ) . [ 18 ] [ 13 ]   
  • Trihidrato, NaOH · 3H 2 O : metaestable. [ 18 ]
  • Dihidrato, NaOH · 2H 2 O : de 5,0 °C (45,7%) a 12,3 °C (51%). [ 18 ] [ 13 ]  
  • Monohidrato, NaOH · H₂O : de 12,3 °C (51 %) a 65,10 °C (69 %) y luego a 62,63 ° C (73,1 %) . [ 18 ] [ 20 ]   

Los primeros informes hacen referencia a hidratos con n = 0,5 o n = 2/3, pero investigaciones posteriores más cuidadosas no lograron confirmar su existencia. [ 20 ]

Los únicos hidratos con puntos de fusión estables son NaOH · H₂O (65,10 ° C) y NaOH · 3,5H₂O ( 15,38 ° C). Los demás hidratos, excepto los metaestables NaOH · 3H₂O y NaOH · 4H₂O ( β ) , pueden cristalizarse a partir de soluciones de la composición adecuada, como se indicó anteriormente. Sin embargo , las soluciones de NaOH pueden sobreenfriarse fácilmente varios grados, lo que permite la formación de hidratos (incluidos los metaestables) a partir de soluciones con diferentes concentraciones. [ 13 ] [ 20 ]  

Por ejemplo, cuando se enfría una solución de NaOH y agua con una proporción molar de 1:2 (52,6 % de NaOH en masa), el monohidrato normalmente comienza a cristalizar (a unos 22  °C) antes que el dihidrato. Sin embargo, la solución puede enfriarse por debajo de −15  °C, momento en el que puede cristalizar rápidamente como dihidrato. Al calentarse, el dihidrato sólido podría fundirse directamente en una solución a 13,35  °C; sin embargo, una vez que la temperatura supera los 12,58  °C, a menudo se descompone en monohidrato sólido y una solución líquida. Incluso el hidrato n = 3,5 es difícil de cristalizar, porque la solución se enfría tanto que otros hidratos se vuelven más estables. [ 13 ]

Una solución de agua caliente que contiene 73,1 % (en masa) de NaOH es un eutéctico que se solidifica a unos 62,63  °C como una mezcla íntima de cristales anhidros y monohidratados. [ 21 ] [ 20 ]

Una segunda composición eutéctica estable es 45,4% (masa) de NaOH, que se solidifica a unos 4,9  °C en una mezcla de cristales del dihidrato y del 3,5-hidrato. [ 13 ]

El tercer eutéctico estable tiene un 18,4 % (en masa) de NaOH. Se solidifica a unos −28,7  °C como una mezcla de hielo de agua y el heptahidrato NaOH · 7H₂O . [ 18 ] [ 22 ]

Cuando se enfrían soluciones con menos del 18,4 % de NaOH, primero se cristaliza el hielo de agua , dejando el NaOH en solución. [ 18 ]

La forma α del tetrahidrato tiene una densidad de 1,33 g/cm³ . Se funde congruentemente a 7,55  °C en un líquido con un 35,7 % de NaOH y una densidad de 1,392 g/cm³ , y por lo tanto flota sobre él como el hielo sobre el agua. Sin embargo , a unos 4,9  °C puede fundirse incongruentemente en una mezcla de NaOH · 3,5H₂O sólido y una solución líquida. [ 19 ]

La forma β del tetrahidrato es metaestable y a menudo se transforma espontáneamente en la forma α cuando se enfría por debajo de −20  °C. [ 19 ] Una vez iniciada, la transformación exotérmica se completa en pocos minutos, con un aumento del 6,5 % en el volumen del sólido. La forma β puede cristalizarse a partir de soluciones subenfriadas a −26  °C y se funde parcialmente a −1,83  °C. [ 19 ]

El hidróxido de sodio que se comercializa suele ser el monohidrato (densidad 1,829 g/cm³ ) . Los datos físicos en la literatura técnica pueden referirse a esta forma, en lugar del compuesto anhidro.

Estructura cristalina

El NaOH y su monohidrato forman cristales ortorrómbicos con los grupos espaciales Cmcm ( oS8 ) y Pbca (oP24), respectivamente. Las dimensiones de la celda del monohidrato son a = 1,1825, b = 0,6213, c = 0,6069 nm . Los átomos se disponen en una estructura laminar similar a la hidrargilita , donde cada átomo de sodio está rodeado por seis átomos de oxígeno: tres de iones hidróxido y tres de moléculas de agua. Los átomos de hidrógeno de los hidroxilos forman enlaces fuertes con los átomos de oxígeno dentro de cada capa O. Las capas O adyacentes se mantienen unidas por enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua. [ 23 ]

Propiedades químicas

Reacción con ácidos

El hidróxido de sodio reacciona con ácidos próticos para producir agua y las sales correspondientes. Por ejemplo, cuando el hidróxido de sodio reacciona con ácido clorhídrico , se forma cloruro de sodio :

NaOH(ac) + HCl(ac) → NaCl(ac) + H2O ( l)

En general, dichas reacciones de neutralización se representan mediante una sencilla ecuación iónica neta:

OH − (aq) + H + (aq) → H 2 O(l)

Este tipo de reacción con un ácido fuerte libera calor y, por lo tanto, es exotérmica . Estas reacciones ácido-base también pueden utilizarse para titulaciones . Sin embargo, el hidróxido de sodio no se utiliza como patrón primario porque es higroscópico y absorbe dióxido de carbono del aire.

Reacción con óxidos ácidos

El hidróxido de sodio también reacciona con óxidos ácidos , como el dióxido de azufre . Estas reacciones se utilizan a menudo para " depurar " gases ácidos nocivos (como SO₂ y H₂S ) producidos en la combustión del carbón y así evitar su liberación a la atmósfera. Por ejemplo,

2 NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O

Reacción con metales y óxidos

El vidrio reacciona lentamente con soluciones acuosas de hidróxido de sodio a temperatura ambiente para formar silicatos solubles . Por ello, las juntas y llaves de paso de vidrio expuestas al hidróxido de sodio tienden a congelarse. Los matraces y reactores químicos revestidos de vidrio se dañan por la exposición prolongada al hidróxido de sodio caliente, que también escarcha el vidrio. El hidróxido de sodio no ataca al hierro a temperatura ambiente, ya que este no posee propiedades anfóteras (es decir, solo se disuelve en ácido, no en base). Sin embargo, a altas temperaturas (por ejemplo, por encima de 500  °C), el hierro puede reaccionar endotérmicamente con el hidróxido de sodio para formar óxido de hierro(III) , sodio metálico e hidrógeno gaseoso. [ 24 ] Esto se debe a la menor entalpía de formación del óxido de hierro(III) (−824,2 kJ/mol) en comparación con el hidróxido de sodio (−500 kJ/mol) y al cambio de entropía positivo de la reacción, lo que implica espontaneidad a altas temperaturas ( ΔST > ΔH , ΔG < 0 ) y no espontaneidad a bajas temperaturas ( ΔST < ΔH , ΔG > 0 ). Considérese la siguiente reacción entre hidróxido de sodio fundido y limaduras de hierro finamente divididas:

4 Fe + 6 NaOH → 2 Fe 2 O 3 + 6 Na + 3 H 2

Sin embargo, algunos metales de transición pueden reaccionar con bastante vigor con el hidróxido de sodio en condiciones más suaves.

En 1986, en el Reino Unido, un camión cisterna de aluminio se utilizó por error para transportar una solución de hidróxido de sodio al 25%, [ 25 ] lo que provocó la presurización del contenido y daños al camión. La presurización se debe al gas hidrógeno que se produce en la reacción entre el hidróxido de sodio y el aluminio:

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O → 2 Na [ Al (OH) 4 ] + 3 H 2

Precipitante

A diferencia del hidróxido de sodio, que es soluble, los hidróxidos de la mayoría de los metales de transición son insolubles; por lo tanto, el hidróxido de sodio se puede utilizar para precipitar los hidróxidos de metales de transición. Se observan los siguientes colores:

  • Cobre – azul
  • Hierro(II) – verde
  • Hierro(III) – amarillo/marrón

Las sales de zinc y plomo se disuelven en exceso de hidróxido de sodio para dar una solución clara de Na 2 ZnO 2 o Na 2 PbO 2 .

El hidróxido de aluminio se utiliza como floculante gelatinoso para filtrar las partículas en el tratamiento de aguas . En la planta de tratamiento, el hidróxido de aluminio se prepara a partir de sulfato de aluminio mediante reacción con hidróxido de sodio o bicarbonato.

Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 NaOH → 2 Al(OH) 3 + 3 Na 2 SO 4
Al 2 (SO 4 ) 3 + 6 NaHCO 3 → 2 Al(OH) 3 + 3 Na 2 SO 4 + 6 CO 2

Saponificación

El hidróxido de sodio puede utilizarse para la hidrólisis de ésteres (también llamada saponificación ), amidas y haluros de alquilo catalizada por bases . [ 16 ] Sin embargo, la limitada solubilidad del hidróxido de sodio en disolventes orgánicos hace que a menudo se prefiera el hidróxido de potasio (KOH), que es más soluble. Si bien no se recomienda tocar una solución de hidróxido de sodio con las manos desnudas, produce una sensación resbaladiza. Esto sucede porque los aceites de la piel, como el sebo, se convierten en jabón. A pesar de su solubilidad en propilenglicol , es improbable que reemplace al agua en la saponificación debido a que el propilenglicol reacciona primero con la grasa antes de la reacción entre el hidróxido de sodio y la grasa.

Producción

El hidróxido de sodio se produce industrialmente, primero como una solución al 32%, y luego se evapora a una solución al 50% mediante variaciones del proceso electrolítico cloral-alcalino . [ 26 ] El cloro gaseoso es el principal subproducto de este proceso. [ 27 ] [ 26 ] El hidróxido de sodio sólido se obtiene de esta solución por evaporación del agua. El hidróxido de sodio sólido se vende comúnmente en forma de escamas, gránulos y bloques fundidos. [ 28 ]

En 2022, la producción mundial se estimó en 83 millones de toneladas secas de hidróxido de sodio, y la demanda en 51  millones de toneladas. [ 28 ] En 1998, la producción mundial total fue de alrededor de 45  millones de toneladas . América del Norte y Asia contribuyeron cada una con alrededor de 14  millones de toneladas, mientras que Europa produjo alrededor de 10  millones de toneladas. En Estados Unidos, el principal productor de hidróxido de sodio es Olin , que tiene una producción anual de alrededor de 5,7  millones de toneladas en sus plantas de Freeport, Texas ; Plaquemine, Luisiana ; St. Gabriel, Luisiana ; McIntosh, Alabama ; Charleston, Tennessee ; Niagara Falls, Nueva York ; y Bécancour, Canadá . Otros importantes productores estadounidenses incluyen Oxychem , Westlake , Shintech y Formosa . Todas estas empresas utilizan el proceso cloroalcalino . [ 29 ]

Históricamente, el hidróxido de sodio se producía tratando el carbonato de sodio con hidróxido de calcio (cal apagada) en una reacción de metátesis que aprovecha la solubilidad del hidróxido de sodio, mientras que la del carbonato de calcio es insoluble. Este proceso se denominaba caustificación. [ 30 ]

Ca(OH) 2 (ac) + Na 2 CO 3 (s) → CaCO 3 (s) + 2 NaOH (ac)

El carbonato de sodio para esta reacción se producía mediante el proceso Leblanc a principios del siglo XIX, o mediante el proceso Solvay a finales del siglo XIX. La conversión de carbonato de sodio en hidróxido de sodio fue reemplazada por completo por el proceso cloroalcalino , que produce hidróxido de sodio en un solo paso.

El hidróxido de sodio también se produce combinando sodio metálico puro con agua. Los subproductos son hidrógeno gaseoso y calor, que a menudo generan una llama.

2 Na(s) + 2 H 2 O(l) → 2 NaOH(ac) + H 2 (g)

Esta reacción se utiliza habitualmente para demostrar la reactividad de los metales alcalinos en entornos académicos; sin embargo, no se utiliza comercialmente, salvo en una reacción dentro del proceso cloroalcalino de celda de mercurio, donde la amalgama de sodio reacciona con agua.

Usos

El hidróxido de sodio es una base fuerte muy utilizada en la industria. Se emplea en la fabricación de sales de sodio y detergentes, la regulación del pH y la síntesis orgánica. En grandes cantidades, se suele manejar como una solución acuosa [ 31 ] , ya que las soluciones son más económicas y fáciles de manipular.

El hidróxido de sodio se utiliza en muchos casos donde se desea aumentar la alcalinidad de una mezcla o neutralizar ácidos. Por ejemplo, en la industria petrolera, se emplea como aditivo en el lodo de perforación para incrementar la alcalinidad en sistemas de lodo de bentonita , aumentar la viscosidad del lodo y neutralizar cualquier gas ácido (como sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono ) que pueda encontrarse en la formación geológica durante la perforación. Otro uso es en las pruebas de niebla salina, donde es necesario regular el pH. El hidróxido de sodio se utiliza con ácido clorhídrico para equilibrar el pH. La sal resultante, NaCl, es el agente corrosivo utilizado en la prueba estándar de niebla salina a pH neutro.

El petróleo crudo de baja calidad , especialmente el de sabor ácido , puede tratarse con hidróxido de sodio para eliminar las impurezas sulfurosas mediante un proceso conocido como lavado cáustico . El hidróxido de sodio reacciona con ácidos débiles como el sulfuro de hidrógeno y los tioles para producir sales de sodio no volátiles, que pueden eliminarse. Los residuos resultantes son tóxicos y difíciles de gestionar, por lo que el proceso está prohibido en muchos países. En 2006, Trafigura utilizó este proceso y luego vertió los residuos en Costa de Marfil . [ 32 ] [ 33 ]

Otros usos comunes del hidróxido de sodio incluyen:

  • para la fabricación de jabones y detergentes. El hidróxido de sodio se utiliza para el jabón en barra, mientras que el hidróxido de potasio se utiliza para los jabones líquidos. [ 34 ] [ 35 ] El hidróxido de sodio se utiliza con más frecuencia que el hidróxido de potasio porque es más económico y se necesita una menor cantidad.
  • como limpiadores de desagües que convierten las grasas y la suciedad que obstruyen las tuberías en jabón, que se disuelve en agua.
  • para la fabricación de fibras textiles artificiales como el rayón
  • en la fabricación de papel . Alrededor del 56% del hidróxido de sodio producido es utilizado por la industria, de los cuales el 25% se utiliza en la industria papelera.
  • en la purificación del mineral de bauxita del cual se extrae el metal aluminio . Esto se conoce como el proceso Bayer .
  • desengrasar metales
  • refinación de petróleo
  • fabricación de tintes y blanqueadores
  • en plantas de tratamiento de agua para la regulación del pH [ 36 ]

Pulpeo químico

El hidróxido de sodio también se utiliza ampliamente en la producción de pulpa de madera para la fabricación de papel o fibras regeneradas. Junto con el sulfuro de sodio , el hidróxido de sodio es un componente clave de la solución de licor blanco que se utiliza para separar la lignina de las fibras de celulosa en el proceso kraft . Asimismo, desempeña un papel fundamental en varias etapas posteriores del proceso de blanqueo de la pulpa marrón resultante de la producción de pulpa. Estas etapas incluyen la deslignificación con oxígeno , la extracción oxidativa y la extracción simple, todas las cuales requieren un entorno fuertemente alcalino con un pH > 10,5 al final de cada etapa.

Digestión de tejidos

De manera similar, el hidróxido de sodio se utiliza para digerir tejidos, como en un proceso que se empleaba antiguamente con animales de granja. Este proceso consistía en colocar un cadáver en una cámara sellada y añadir una mezcla de hidróxido de sodio y agua (que rompe los enlaces químicos que mantienen la carne intacta). Esto transforma el cuerpo en un líquido de color marrón oscuro, [ 37 ] [ 38 ] y los únicos sólidos que quedan son las cáscaras de los huesos, que se pueden triturar entre los dedos. [ 39 ]

El hidróxido de sodio se usa frecuentemente en el proceso de descomposición de animales atropellados en vertederos por contratistas de eliminación de animales. [ 38 ] Debido a su disponibilidad y bajo costo, ha sido utilizado por delincuentes para deshacerse de cadáveres. La asesina en serie italiana Leonarda Cianciulli usó este químico para convertir cadáveres en jabón. [ 40 ] En México, un hombre que trabajaba para cárteles de la droga admitió haber desechado más de 300 cuerpos con él. [ 41 ]

El hidróxido de sodio es una sustancia química peligrosa debido a su capacidad para hidrolizar proteínas. Si se derrama una solución diluida sobre la piel, pueden producirse quemaduras si la zona no se lava a fondo y durante varios minutos con agua corriente. Las salpicaduras en los ojos pueden ser más graves y provocar ceguera. [ 42 ]

Disolución de metales y compuestos anfóteros

Las bases fuertes atacan al aluminio . El hidróxido de sodio reacciona con el aluminio y el agua liberando hidrógeno gaseoso. El aluminio toma un átomo de oxígeno del hidróxido de sodio, que a su vez toma un átomo de oxígeno del agua y libera dos átomos de hidrógeno. La reacción produce hidrógeno gaseoso y aluminato de sodio . En esta reacción, el hidróxido de sodio actúa como un agente alcalinizante, lo que permite la disolución del aluminio.

2 Al + 2 NaOH + 2 H 2 O → 2 NaAlO 2 + 3 H 2

El aluminato de sodio es un compuesto químico inorgánico que se utiliza como fuente eficaz de hidróxido de aluminio para numerosas aplicaciones industriales y técnicas. El aluminato de sodio puro (anhidro) es un sólido cristalino blanco cuya fórmula se expresa de diversas maneras como NaAlO₂ , Na₃AlO₃ , Na [ Al ( OH ) ₄ ] , Na₂O · Al₂O₃ o Na₂Al₂O₄ . La formación de tetrahidroxoaluminato ( III ) de sodio o aluminato de sodio hidratado se describe mediante: [ 43 ]

2 Al + 2 NaOH + 6 H 2 O → 2 Na [ Al (OH) 4 ] + 3 H 2

Esta reacción puede ser útil para el grabado , la eliminación del anodizado o la conversión de una superficie pulida a un acabado satinado, pero sin una pasivación adicional , como el anodizado o el alodizado, la superficie puede degradarse, ya sea con el uso normal o en condiciones atmosféricas severas.

En el proceso Bayer , el hidróxido de sodio se utiliza en el refinado de minerales que contienen alúmina ( bauxita ) para producir alúmina ( óxido de aluminio ), que es la materia prima utilizada para producir aluminio mediante el proceso electrolítico Hall-Héroult . Dado que la alúmina es anfótera , se disuelve en el hidróxido de sodio, dejando impurezas menos solubles a pH alto, como los óxidos de hierro, en forma de lodo rojo altamente alcalino .

Otros metales anfóteros son el zinc y el plomo, que se disuelven en soluciones concentradas de hidróxido de sodio para dar zincato de sodio y plumbato de sodio, respectivamente.

Reactivo de esterificación y transesterificación

El hidróxido de sodio se utiliza tradicionalmente en la fabricación de jabón ( jabón de proceso en frío , saponificación ). [ 44 ] Se elaboró ​​en el siglo XIX para una superficie dura en lugar de un producto líquido porque era más fácil de almacenar y transportar.

Para la fabricación de biodiésel , se utiliza hidróxido de sodio como catalizador para la transesterificación de metanol y triglicéridos. Esto solo funciona con hidróxido de sodio anhidro , ya que al combinarse con agua la grasa se convertiría en jabón , el cual se contaminaría con metanol . Debido a los costos de producción, el hidróxido de sodio, que se produce a partir de sal común, es más económico que el hidróxido de potasio. [ 45 ]

Ingrediente para el cuidado de la piel

El hidróxido de sodio es un ingrediente utilizado en algunos productos cosméticos y para el cuidado de la piel , como limpiadores faciales, cremas, lociones y maquillaje. Generalmente se utiliza en baja concentración como regulador de pH , debido a su naturaleza altamente alcalina. [ 46 ]

Preparación de alimentos

Los usos alimentarios del hidróxido de sodio incluyen el lavado o pelado químico de frutas y verduras , el procesamiento de chocolate y cacao , la producción de colorante de caramelo , el escaldado de aves , el procesamiento de refrescos y el espesamiento de helados . [ 47 ] Las aceitunas a menudo se remojan en hidróxido de sodio para ablandarlas; los pretzels y los panecillos alemanes de lejía se glasean con una solución de hidróxido de sodio antes de hornearlos para que queden crujientes. Debido a la dificultad de obtener hidróxido de sodio de grado alimenticio en pequeñas cantidades para uso doméstico, a menudo se utiliza carbonato de sodio en lugar de hidróxido de sodio. [ 48 ] Se conoce como número E E524.

Algunos alimentos específicos procesados ​​con hidróxido de sodio son:

  • Los pretzels alemanes se escalfan en una solución hirviendo de carbonato de sodio o en una solución fría de hidróxido de sodio antes de hornearlos, lo que contribuye a su corteza única.
  • El agua de lejía es un ingrediente esencial en la corteza de los pasteles de luna chinos tradicionales horneados.
  • La mayoría de los fideos chinos de color amarillo se elaboran con agua de lejía, pero a menudo se confunden con fideos que contienen huevo.
  • Una variedad de zongzi utiliza agua de lejía para darle un sabor dulce.
  • El hidróxido de sodio provoca la gelificación de las claras de huevo en la producción de huevos centenarios .
  • Algunos métodos de preparación de aceitunas implican someterlas a una salmuera a base de lejía. [ 49 ]
  • El postre filipino ( en filipino : kakanin ) llamado kutsinta utiliza una pequeña cantidad de agua de lejía para darle a la masa de harina de arroz una consistencia gelatinosa. Un proceso similar se emplea en el kakanin conocido como pitsi-pitsi o pichi-pichi, con la diferencia de que la mezcla utiliza yuca rallada en lugar de harina de arroz.
  • El plato noruego conocido como lutefisk ( en noruego : lutfisk , lit. ' pez de lejía ' ).
  • Los bagels a menudo se hierven en una solución de lejía antes de hornearlos, lo que contribuye a su corteza brillante.
  • El maíz nixtamalizado se obtiene remojando los granos de maíz secos en agua con lejía. Estos granos aumentan considerablemente de tamaño y pueden procesarse posteriormente friéndolos para hacer maíz tostado o secándolos y moliéndolos para hacer sémola . El maíz nixtamalizado se utiliza para elaborar masa , una harina popular en la cocina mexicana para hacer tortillas de maíz y tamales . El nixtamal es similar, pero utiliza hidróxido de calcio en lugar de hidróxido de sodio.

Agente de limpieza

El hidróxido de sodio se usa frecuentemente como agente de limpieza industrial , donde a menudo se le denomina "cáustico". Se añade al agua, se calienta y luego se usa para limpiar equipos de proceso, tanques de almacenamiento y otros objetos. Puede disolver grasa , aceites , grasas y depósitos a base de proteínas . También se usa para limpiar tuberías de desagüe debajo de fregaderos y desagües en viviendas. Se pueden añadir tensioactivos a la solución de hidróxido de sodio para estabilizar las sustancias disueltas y así evitar su redeposición. Una solución de hidróxido de sodio por inmersión se usa como un potente desengrasante para utensilios de cocina de acero inoxidable y vidrio. También es un ingrediente común en limpiadores de hornos.

Un uso común del hidróxido de sodio es en la producción de detergentes para lavadoras de piezas . Los detergentes para lavadoras de piezas a base de hidróxido de sodio se encuentran entre los productos químicos de limpieza más agresivos. Estos detergentes incluyen tensioactivos, inhibidores de óxido y antiespumantes. Una lavadora de piezas calienta el agua y el detergente en una cabina cerrada y luego rocía la mezcla caliente de hidróxido de sodio y agua caliente a presión contra las piezas sucias para desengrasarlas. El hidróxido de sodio, utilizado de esta manera, reemplazó a muchos sistemas a base de solventes a principios de la década de 1990 [ 50 ] cuando el Protocolo de Montreal prohibió el tricloroetano . Las lavadoras de piezas a base de agua e hidróxido de sodio se consideran una mejora ambiental con respecto a los métodos de limpieza a base de solventes.

Las ferreterías venden hidróxido de sodio para usarlo como limpiador de desagües .
Decapado de pintura con sosa cáustica

El hidróxido de sodio se usa en el hogar como desatascador para destapar desagües obstruidos, generalmente en forma de cristales secos o gel líquido espeso. Este álcali reacciona con las grasas para producir jabón soluble en agua y glicerol . También hidroliza proteínas , como las que se encuentran en el cabello , que pueden obstruir las tuberías de aguas residuales. La disolución de hidróxido de sodio en agua es una reacción exotérmica que produce una cantidad considerable de calor, lo que acelera la reacción con la grasa y otras materias orgánicas. Estos desatascadores alcalinos y sus versiones ácidas son altamente corrosivos y deben manipularse con mucha precaución.

Relajante

El hidróxido de sodio se utiliza en algunos alisadores para alisar el cabello . Sin embargo, debido a la alta incidencia e intensidad de las quemaduras químicas, los fabricantes de alisadores químicos utilizan otros productos químicos alcalinos en las preparaciones disponibles para el consumidor. Los alisadores con hidróxido de sodio aún se encuentran en el mercado, pero su uso lo realizan principalmente profesionales.

decapante de pintura

Tradicionalmente, se utilizaba una solución de hidróxido de sodio en agua como el decapante más común para objetos de madera. Sin embargo, su uso se ha vuelto menos frecuente, ya que puede dañar la superficie de la madera, levantando la veta y manchando el color.

Tratamiento del agua

El hidróxido de sodio se utiliza a veces durante la purificación del agua para elevar el pH del suministro de agua. Un pH elevado hace que el agua sea menos corrosiva para las tuberías y reduce la cantidad de plomo, cobre y otros metales tóxicos que pueden disolverse en el agua potable. [ 51 ] [ 52 ]

Usos históricos

El hidróxido de sodio se ha utilizado para la detección de intoxicación por monóxido de carbono , ya que las muestras de sangre de dichos pacientes se tornan de color bermellón al añadir unas gotas de hidróxido de sodio. [ 53 ] Hoy en día, la intoxicación por monóxido de carbono se puede detectar mediante oximetría de CO .

En mezclas de cemento, morteros, hormigón y lechadas.

El hidróxido de sodio se utiliza en algunos plastificantes para mezclas de cemento. Ayuda a homogeneizar las mezclas, evitando la segregación de arena y cemento, disminuye la cantidad de agua necesaria en la mezcla y aumenta la trabajabilidad del producto final, ya sea mortero, revoque o concreto.

Seguridad

Quemaduras químicas causadas por una solución de hidróxido de sodio, fotografiadas 44 horas después de la exposición.

Al igual que otros ácidos y álcalis corrosivos , unas pocas gotas de soluciones de hidróxido de sodio pueden descomponer fácilmente proteínas y lípidos en los tejidos vivos mediante hidrólisis de amida e hidrólisis de éster , lo que en consecuencia causa quemaduras químicas y puede provocar ceguera permanente al contacto con los ojos. [ 2 ] [ 3 ] El álcali sólido también puede manifestar su naturaleza corrosiva si hay agua, como vapor de agua. Por lo tanto, siempre se debe usar equipo de protección , como guantes de goma , ropa de seguridad y protección ocular , al manipular este producto químico o sus soluciones. Las medidas estándar de primeros auxilios para derrames de álcali en la piel son, como para otros corrosivos, irrigación con abundante agua. El lavado se continúa durante al menos diez a quince minutos.

Además, la disolución del hidróxido de sodio es altamente exotérmica , y el calor resultante puede provocar quemaduras o la ignición de materiales inflamables. También produce calor al reaccionar con ácidos.

El hidróxido de sodio es ligeramente corrosivo para el vidrio , lo que puede causar daños en el acristalamiento o provocar que las juntas del vidrio esmerilado se adhieran. [ 54 ] El hidróxido de sodio es corrosivo para varios metales, incluido el aluminio , que reacciona con el álcali para producir gas hidrógeno inflamable al contacto. [ 55 ]

El nivel de toxicidad del hidróxido de sodio para los peces se sitúa entre 20 y 200 mg/L y se asocia con un aumento del pH. Sin embargo, dado que se neutraliza rápidamente y no se acumula, su efecto en el medio ambiente suele ser fácil de controlar. [ 56 ]

Almacenamiento

Dos barriles industriales de fibra de vidrio con sosa cáustica

Es necesario almacenar cuidadosamente el hidróxido de sodio, especialmente en grandes cantidades. Se recomienda seguir las pautas de almacenamiento adecuadas y mantener la seguridad del trabajador y del medio ambiente, dado el riesgo de quemaduras que presenta este producto químico.

El hidróxido de sodio se suele almacenar en botellas para uso en laboratorios a pequeña escala, en contenedores intermedios a granel (contenedores de volumen medio) para manipulación y transporte de carga, o en grandes tanques de almacenamiento fijos con volúmenes de hasta 100 000 galones para plantas de fabricación o tratamiento de aguas residuales con un uso intensivo de NaOH. Los materiales comunes compatibles con el hidróxido de sodio y que se utilizan con frecuencia para su almacenamiento incluyen: polietileno ( HDPE , habitual; XLPE , menos común), acero al carbono , cloruro de polivinilo (PVC), acero inoxidable y plástico reforzado con fibra de vidrio (FRP, con revestimiento resistente). [ 16 ]

El hidróxido de sodio debe almacenarse en recipientes herméticos para preservar su normalidad , ya que absorbe agua y dióxido de carbono de la atmósfera.

Historia

El hidróxido de sodio fue preparado por primera vez por fabricantes de jabón. [ 57 ] : p45 Un procedimiento para hacer hidróxido de sodio apareció como parte de una receta para hacer jabón en un libro árabe de finales del siglo XIII: Al-mukhtara' fi funun min al-suna' (Invenciones de las diversas artes industriales), que fue compilado por al-Muzaffar Yusuf ibn 'Umar ibn 'Ali ibn Rasul (m. 1295), un rey de Yemen . [ 58 ] [ 59 ]

La receta requería hacer pasar agua repetidamente a través de una mezcla de álcali (en árabe: al-qily , donde qily es ceniza de plantas de salicornia , que son ricas en sodio; por lo tanto, el álcali era carbonato de sodio impuro ) [ 60 ] y cal viva ( óxido de calcio , CaO), con lo cual se obtenía una solución de hidróxido de sodio. Los fabricantes de jabón europeos también siguieron esta receta. Cuando en 1791 el químico y cirujano francés Nicolas Leblanc (1742-1806) patentó un proceso para la producción en masa de carbonato de sodio , la "ceniza de sosa" natural (carbonato de sodio impuro que se obtenía de las cenizas de plantas ricas en sodio) [ 57 ] : p36 fue reemplazada por esta versión artificial. [ 57 ] : p46 Sin embargo, para el siglo XX, la electrólisis del cloruro de sodio se había convertido en el método principal para producir hidróxido de sodio. [ 61 ]

Véase también

Referencias

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