НАТРИЕВ БИСУЛФИТ (NAHSO3): СТРУКТУРА, СВОЙСТВА, ПРИЛОЖЕНИЯ, ПОЛУЧАВАНЕ - ХИМИЯ - 2024

На натриев бисулфит е неорганичен твърд, състояща се от натриев йон Na ⁺ и бисулфит йон HSO ₃ ^-. Химичната му формула е NaHSO ₃. Това е бяло кристално твърдо вещество и поради антиоксидантните си свойства се използва широко като консервант за храна (например в някои конфитюри).

NaHSO ₃ е редуциращо химично съединение, което е противоположно на окислителя и поради тази причина действа като антиоксидант в много от приложенията му, например в хранителни продукти, тъй като предотвратява тяхното разрушаване.

Някои търговски конфитюри съдържат натриев бисулфит NaHSO ₃. Автор: OpenClipart-Vectors. Източник: Pixabay

Тази употреба обаче е поставена под въпрос, тъй като са съобщени случаи на астма при хора, след като са яли храни, които съдържат натриев бисулфит. Казано е дори да унищожи витамин В1 в тях.

Международните здравни организации са ограничили употребата му до микро количества в храната.

Натриевият бисулфит обаче има много други приложения, като например за получаване на йод, като антиинфекциозен, за избелване на тъкани, за храносмилането на дървесина по време на приготвянето на хартиена каша, като дезинфектант за бирените и винените бъчви. и т.н.

Химическа структура

Натриев бисулфит се състои от натриев Na ⁺ катион и HSO ₃ ^- бисулфит анион.

Химична структура на натриев бисулфит NaHSO ₃. Edgar181. Източник: Wikimedia Commons.

Във водни разтвори бисулфитът образува 4 вида. В разреден разтвор има баланс между структурите, показани по-долу:

Структури на бисулфитния йон HSO ₃ ^- в разреден воден разтвор. Автор: Marilú Stea.

Когато концентрацията се увеличава, две молекули бисулфит взаимодействат помежду си, образувайки пиросулфитния йон S ₂ O ₅ ^2-:

Структури на бисулфитния йон в концентриран воден разтвор. Автор: Marilú Stea.

номенклатура

-Натриев бисулфит

-Натриев хидрогенсулфит

-Натриев хидросулфит.

Имоти

Физическо състояние

Кристално бяло твърдо вещество.

Молекулно тегло

104,06 g / mol

Точка на топене

Разлага се.

плътност

1,48 g / cm ³ при 20 ° C.

разтворимост

Разтворим във вода: 29 g / 100 g вода.

рН

Разтворите му са кисели, с рН между 2,5 и 5,5.

Химични свойства

Във воден разтвор, натриев бисулфит NaHSO ₃ разделя на неговите йони: натриев катион Na ⁺ и бисулфит анион HSO ₃ ^-.

Ако натриев бисулфит е изложен на въздух губи някои SO ₂ и бавно се окислява до Na ₂ SO ₄ сулфат.

Ако се нагрява до разлагане, той отделя пари от серни оксиди и натриев моноксид.

Това е редуциращо средство, което е противоположно на окислителя. И по тази причина може да се държи като антиоксидант.

Има лека миризма на сяра. Не е запалим.

Рискове

Натриевият бисулфит NaHSO ₃ е силно дразнещ кожата и тъканите. Прахът дразни очите, носа и гърлото. Поглъщането дразни стомаха. Големите дози могат да причинят силни колики, диария, депресия и смърт.

Той не е запалим, но при нагряване произвежда дразнещи и токсични газове.

Получаване

Приготвя се чрез насищане на разтвор на натриев карбонат Na ₂ CO ₃ със серен диоксид SO ₂ и кристализиране от разтвора.

Приложения

В целулозно-хартиената промишленост

NaHSO ₃ се използва в храносмилането на дървесина, така че по-късно да бъде превърнат в хартия. Освен това служи като белтъчна маса.

Използва се и за отстраняване на хлор, когато хартиената каша е избелена с него.

В хранително-вкусовата промишленост

Натриевият бисулфит поради намаляващото му свойство действа като антиоксидант.

Използва се като консервант в голям брой храни и напитки, включително вино и бира, за да се предотврати разваляне и подобряване на вкуса.

Използва се за избелване на храни, като някои ядливи нишестета.

Намалява или предотвратява развалянето на храната, позволява кондициониране на тестото, използвано в печива и служи за омекотяване на царевичните ядки по време на мокро смилане, наред с други приложения.

Освен че контролира ферментацията на виното и бирата, той действа като антисептик при производството си, тъй като служи като стерилизатор и фунгицид в бъчви и вани.

Кените за вино или бира понякога се дезинфекцират с NaHSO ₃ натриев бисулфит. Автор: Clker-Free-Vector-Images. Източник: Pixabay

В сушените плодове той се намира в концентрации над 100 ppm (ppm означава "части на милион"), в много други храни се намира в концентрации между 10 и 100 ppm, като замразени и сушени картофи, кисели краставички, сосове и конфитюри.

Търговските мариновани храни често съдържат натриев бисулфит NaHSO ₃. Автор: Фото микс. Източник: Pixabay

Спор относно употребата му в храната

Има известна загриженост както за непосредствените, така и за дългосрочните токсични ефекти на натриевия бисулфит в храната. Има различни мнения.

Има съобщения за нежелани реакции при пациенти с астма, която е респираторно заболяване, след поглъщане на храна с NaHSO ₃. Други източници показват, че бисулфитният йон може да унищожи витамин В1 или тиамин.

Момиче, хъркащо лекарство за облекчаване на астма Автор: OpenClipart-Vectors. Източник: Pixabay

Въпреки това през 1985 г. изследователите откриват, че натриевият бисулфит служи за защита от радиация и химически агенти и инхибира или предотвратява трансформацията на клетките към рак. Ниските дози са най-добрите.

Този защитен ефект е обяснен въз основа на неговите редуциращи или антиоксидантни свойства и че по този начин може да атакува свободните радикали.

От друга страна, Световната здравна организация или СЗО (за съкращението си на английската Световна здравна организация) препоръчва като приемливо ниво на дневен прием около 0,7 mg / kg тегло на човека.

Това означава, че се препоръчва да не се надвишава тази сума.

Американската агенция по храните и лекарствата или USFDA класифицира натриевия бисулфит като „общопризнат като безопасен“.

В селскостопански приложения

Използван в ниски концентрации, NaHSO ₃ служи като регулатор на растежа на растенията, за подобряване на фотосинтезата и насърчаване на реколтата.

За тази цел е тестван в различни видове растения, като например ягодови и чаени растения.

Ягодовите растения подобряват работата си с малки количества NaHSO ₃ във вода за напояване. Автор: Alyssapy. Източник: Pixabay

Той е активната съставка на много пестициди и биоциди.

Във водна среда може също така да ускори превръщането на някои хербициди в по-малко токсични продукти чрез отстраняване на хлора.

При получаване на йод

NaHSO ₃ е редуциращото съединение, използвано за освобождаване на йод от натриев йодат NaIO ₃. Това е един от начините за получаване на йод от източници, като нитро от Чили или някои солени води.

След кристализиране на натриевия нитрат от суровия разтвор на чилийски нитрат остава разтвор на NaIO _3, който се третира с натриев бисулфит NaHSO ₃, генерирайки свободен йод.

2 NaIO ₃ + 5 NaHSO ₃ → 3 NaHSO ₄ + Na ₂ SO ₄ + I ₂

В мебелната и дърводобивната промишленост

NaHSO ₃ е тестван за модифициране на соеви протеини и подобряване на техните адхезионни свойства с дърво, за да се залепят парчета дърво заедно, за да се приготвят например ПДЧ, картон или папиер-маше, шперплат и др. Всичко това за мебели или дъски, сред различни приложения.

Агломерат от дървени стърготини или останки. Автор: Тит Цхантке. Източник: Wikimedia Commons.

Това се прави, за да се заменят традиционните лепила на базата на формалдехид, тъй като както в процеса на производство, така и по време на употреба те са склонни да отделят формалдехид в атмосферата, което е токсично съединение.

Натриевият бисулфит подобрява съдържанието на твърди частици в соевия протеинов адхезив и намалява вискозитета му, подобрявайки неговата течливост, така че по-добре да прониква в порите на дървесината, увеличавайки сцеплението с нея и между парчетата.

Модифицираното соево протеиново лепило NaHSO ₃ има добра водоустойчивост и отлична стабилност при съхранение поради антиоксидантното действие на натриевия бисулфит.

Това потвърждава, че модифицираните NaHSO ₃ соеви протеинови лепила са сравними с лепилата на базата на формалдехид и могат да се използват в мебелната и дърводобивната промишленост, като са по-малко замърсяващи.

В различни приложения

Той има многобройни приложения, които обикновено се основават на неговите редуциращи свойства (което е обратното на окислителя). Ето някои приложения.

-В фотографията.

-В коженото дъбене, за да премахнете космите от кожи.

-Терапевтични приложения: антиинфекциозно. Използва се като антиоксидант в някои капки за очи.

-В добив на природен газ чрез хидравлично разрушаване.

-В оцветяването на влакната се използва за приготвяне на горещи или студени вани, за разтваряне на определени багрила или оцветители.

- Като редуктор при пране или избелване, за избелване на вълна, коприна и растителни влакна.

-В химическите лаборатории за премахване на перманганатни петна от кожата и дрехите. В лаборатории за биохимия като консервант за течности или разтвори, които с времето могат да се влошат. Като химически реагент.

-За коагулацията на гумения латекс.

-В козметичната индустрия като антиоксидант.

-Дезинфектант и белина.

-При пречистване на отпадъчни води за отстраняване на хлора, използван в крайния етап на дезинфекция и изхвърляне на вече пречистената вода в околната среда.

Резервоар с натриев бисулфит в калифорнийска пречиствателна станция, където се използва за отстраняване на излишния хлор, преди да се изхвърли пречистената вода в околната среда. Grendelkhan. Източник: Wikimedia Commons.

Препратки

1. Национална медицинска библиотека на САЩ. (2019). Натриев бисулфит. Възстановени от pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Qi, G. et al. (2013). Адхезия и физикохимични свойства на соевия протеин, модифициран от натриев бисулфит. J Am Oil Chem Soc (2013) 90: 1917-1926. Възстановени от aocs.onlinelibrary.wiley.com.
3. Borek, C. et al. (1985). Натриевият бисулфит предпазва от радиогенна и химически индуцирана трансформация в ембриона на хамстер и мишки C3H / 10T-1/2 клетки. Toxicol Ind Health 1985Sep; 1 (1): 69-74. Възстановено от journals.sagepub.com.
4. Friedler, E. et al. (2015). Непрекъснат активен подход за мониторинг за идентифициране на кръстосани връзки между питейна вода и системи за разпределение на отпадни води. Environment Monit Assess (2015) 187: 131. Възстановено от link.springer.com.
5. Котън, Ф. Алберт и Уилкинсън, Джефри. (1980 г.). Разширена неорганична химия. Четвърто издание. John Wiley & Sons.
6. Програма за чиста вода Sunnyvale. (2019). Генерален план на централата за контрол на замърсяването на водата. Възстановено от sunnyvalecleanwater.com.
7. Barros Santos, C. (2008). Добавки в храната на испанското и законодателството, което регулира тяхното разрешаване и употреба. Книги за визия. Възстановени от books.google.co.ve.