Какие химические свойства содержит в себе пищевая сода?

Что представляет собой гидрокарбонат натрия, он же бикарбонат, натрий двууглексилый, а попросту питьевая или пищевая сода, известно многим еще со школьных уроков химии. Сода пищевая — это кислая натриевая соль угольной кислоты. В химии формула соды пищевой определяется как NaHCO3.

Химический состав гидрокарбоната натрия


Как и любой продукт, используемый в питании, пищевая сода имеет пищевую ценность, которая определяется количеством белков, минералов, углеводов и макроэлементов. Состав соды пищевой определяется следующими показателями на 100 г съедобной части:

  • зола — 36,9 г;
  • вода — 0,2 г;
  • натрий — 27,4 г;
  • селен — 0,2 мкг.

В состав гидрокарбоната натрия не входят белки, жиры, углеводы и пищевые волокна, а ее калорийность составляет 0 ккал. Плотность соды — 2,16 г/см3.

Химическая формула соды NaHCO3 представляет собой кислую натриевую соль угольной кислоты, которая по международным атомным массам составляет 84,00 а.е.

Если провести реакцию соды с кислотами то химическая формула соды пищевой распадется на углекислый газ и воду и будет иметь вначале формулу образования соли и угольной кислоты — NaHCO3 + HCl → NaCl + H2CO3, а затем H2CO3 → H2O + CO2↑.

В бытовых условиях чаще используется уксусная кислота, при реакции с которой образуется ацетат натрия — NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2

При термических реакциях под воздействием температур от 60 градусов гидрокарбонат распадается на карбонат натрия, углекислый газ и воду. Температура кипения — 851°С, плавления — 270°С.

Щелочные свойства соды


Пищевая сода — это щелочь, такое утверждение имеет свою доказательную базу. Растворы всех химических веществ определяются значением водородного показателя (рН), характеризующим кислотность или щелочность среды.

Если раствор имеет показатель рН 6 и ниже, он представляет собой кислотную среду. Вещества, растворы которых имеют рН 8 и выше — щелочную среду.

В нейтральной среде (например, в чистой воде) рН равен 7. Раствор пищевой соды имеет рН 9, т.е. является слабой щелочью и способен нейтрализовать опасные для организма человека свойства сильных кислот.

Формула пищевой соды имеет в своем составе элементы, которые характеризуют ее как мягкую щелочь, не оказывающую агрессивного воздействия на мягкие ткани организма, поэтому очень часто отщелачивающие свойства этого продукта используют в лечебных и профилактических целях для оздоровления организма.

Представленный еще в советские времена Государственный стандарт и технические условия натрия двууглекислого предусматривают его изготовление в соответствии установленного еще в 1976 году стандарта технологического регламента. Эти требования включают установленные методы анализа, безопасности, приемки и хранения. Ранее указывался ГОСТ — сода пищевая под номером 2156-76, который использовался в фармакологической, химической, легкой, пищевой промышленности, цветной металлургии, а также народном хозяйстве. В настоящее время нормы этого ГОСТА не пересматривались.

По физико-химическим составляющим сода должна была иметь следующие показатели для 1 и П сорта:

Внешний видКристаллический порошок белого цвета, без запаха 
Массовая доля двууглекислого натрия (NaHCO3), %, не меньше99,599,0
Массовая доля углекислого натрия (Na2CO3), %, не более0,40,7
Массовая доля хлоридов в пересчете на NaCl, %, не более0,020,04
Массовая доля мышьяка (As), %, не болееВыдерживает испытание
Массовая доля не растворимых в воде веществ, %, не болееВыдерживает испытание
Массовая доля железа (Fe2+), %, не более0,0010,005
Массовая доля кальция (Ca2+), %, не более0,040,05
Массовая доля сульфатов в пересчете на SO42-, %, не более0,020,02
Массовая доля влаги, %, не более0,10,2

В данном ГОСТе срок годности соды пищевой был ограничен 12 месяцами. В современном производстве сода пищевая не имеет ограничений в сроках. Основным условием является ее правильное хранение.

Требования безопасности пищевой соды


Химический состав соды пищевой демонстрирует ее как не токсичное, но взрывоопасное и пожароопасное средство.  По степени воздействия на организм человека она имеет третий класс опасности. В воздухе рабочей зоны допустимая норма двууглекислого натрия в воздухе 5мг/м3.

Химформула соды, а также ее состав говорят о том, что под воздействием определенных температур она может быть пожароопасна и взрывоопасна. При нагревании емкости, в которых она хранится, могут взорваться. При нагревании сода может разлагаться на токсичные газы, а при постоянном присутствии в помещении с ее пылью у человека может возникнуть раздражение дыхательных путей. Люди, которые работают на производстве, где находятся большое количество пищевой соды должны соблюдать меры предосторожности, использовать средства индивидуальной защиты.

При возникновении пожара в соответствии с ГОСТом, необходимо:

  1. Отвести вагон в безопасное место. Изолировать опасную зону в радиусе не менее 100 м. Откорректировать указанное расстояние по результатам химразведки. Удалить посторонних. Соблюдать меры пожарной безопасности. Не курить. Пострадавшим оказать первую помощь.
  2. Не прикасаться к пролитому или просыпанному веществу. Не допускать попадания вещества в водоемы, подвалы, канализацию.
  3. В зону аварии входить в защитной одежде и дыхательной маске. Тушить воздушно-механической пеной с дальнего расстояния.
  4. Засыпать песком или другим инертным материалом. Выжечь территорию (отдельные очаги) при угрозе попадания в грунтовые воды. Вызвать специалистов для нейтрализации.
  5. Вызвать скорую помощь. Свежий воздух, покой, тепло, чистая одежда. Глаза и слизистые промывать водой не менее 15 минут.

Как необходимо хранить и перевозить соду

Для количественных грузоперевозок пищевую соду упаковывают для безопасности в многослойные бумажные мешки до 50 кг, а также в контейнеры разового использования с полиэтиленовой прослойкой. Для розничной торговли соду упаковывают в картонные пачки или в плотные упаковки из полиэтилена массой до 1 кг. Гидрокарбонат натрия перевозят разными видами транспорта, кроме воздушного.

Как добывают гидрокарбонат натрия


В природе пищевая сода ( широкая группа содовых минералов) добывается на высохших содовых озерах или водоемах. Из-за высокой концентрации соды и солей минералы выпадают на берег в виде кристаллических сугробов. Иногда при высыхании озер они образуют целые пласты, покрытые песчаными наносами. По истечении некоторого времени такой пласт может опять оказаться над поверхностью земли, что дает возможность из него получать содовое сырье. Существует несколько видов минералов, из которых можно получать соду. Самое распространенное сырье для получения соды — минерал трон, который перед тем как получить готовый продукт проходит тщательный очистительный, нагревательный процесс, а также проходит этап дробления, чтобы избавиться от нежелательных газов.

Сырье для получения соды — это природные минеральные образования, которые содержат в своем составе углекислый натрий. Содовое сырье имеет разный химический состав, в котором имеют место как полезные, так и вредные компоненты. Известны 2 группы сырья. В первую входят:

  • горные породы с минералам;
  • карбонаты и бикарбонаты натрия — трона, натрон, нахколин,термонатрит, давсонит, гейлюссит, шоршит;
  • подземные воды содового типа с повышенным содержанием карбоната натрия.

Ко второму типу относятся варианты содовых месторождений, в которых есть залежы натрона, троны, галита. Сода, которую добывают в природе из рапных и высохших озер в Кении, Танзании, Боливии, Мексике и других странах. Кроме того, минерал для получения соды получают из давсонитовых отложений, которые образовались при катагенезе песчано-глинистых пород под воздействием содовых вод.

В Советском Союзе из-за низкой рентабельности добыча природной соды путем выщелачивания была прекращена еще в 1971 году. Самым распространенным являлся открытый и шахтенный способ. В шахтах гидрокарбонат натрия растворяли выщелачивающим методом, а затем раствор выкачивали на поверхность.

Сегодня соду получают промышленным методом, используя аммиачно-хлоридный способ, при котором в концентрат хлорида натрия, насыщенный аммиаком пропускают углекислый газ. В процессе такого синтезирования начинаются реакции, в результате которых путем фильтрования гидрокарбонат натрия отделяют, а продукты переработки (аммиак) возвращают в производство.

Общепринятая пищевая сода, химическая формула которой  NaHCO3, получается в настоящее время не при очистки соды природным путем, а химическим способом.

Кристаллы природных солей выращивают также и лабораторным путем. Очищение бикарбоната натрия осуществляется двумя способами — мокрым и сухим. Общий процесс представляет собой реакцию карбонизации — насыщение раствора углекислым газом, в результате которой происходит процесс перекристализации, а способы отличаются лишь в методе приготовления раствора.

Современные потребители двууглекислый натрий — пищевую соду могут наблюдать в продуктах как пищевую добавку Е500.