NATRIUMBISULFIT (NAHSO3): STRUKTUR, EGENSKABER, ANVENDELSER, OPNÅELSE - KEMI - 2025

Den natriumbisulfit er et uorganisk fast stof bestående af en natriumion Na ⁺ og bisulfit ion HSO ₃ ^-. Dens kemiske formel er NaHSO ₃. Det er et hvidt krystallinsk fast stof, og på grund af dets antioxidantegenskaber bruges det i vid udstrækning som fødevarekonserveringsmiddel (f.eks. I nogle syltetøjer).

NaHSO ₃ er en reducerende kemisk forbindelse, der er det modsatte af oxidant, og af denne grund fungerer den som en antioxidant i mange af dens anvendelser, såsom i spiselige produkter, da det forhindrer deres forringelse.

Nogle kommercielle marmelade indeholder natriumbisulfit NaHSO ₃. Forfatter: OpenClipart-Vectors. Kilde: Pixabay.

Denne anvendelse er imidlertid blevet tvivlet, da der er rapporteret om tilfælde af astma hos mennesker, efter at de har spist fødevarer, der indeholder natriumbisulfit. Det siges endda at ødelægge vitamin B1 i disse.

Internationale sundhedsorganisationer har begrænset brugen til mikromængder i fødevarer.

Imidlertid har natriumbisulfit mange andre anvendelser, såsom til opnåelse af jod, som et antinfektionsmiddel, til at blegne væv til fordøjelse af træ under fremstilling af papirmasse som et desinfektionsmiddel til øl og vin tønder, etc.

Kemisk struktur

Natriumbisulfit består af en natrium Na ⁺ kation og en HSO ₃ ^- bisulfit anion.

Kemisk struktur af natriumbisulfit NaHSO ₃. Edgar181. Kilde: Wikimedia Commons.

I vandige opløsninger danner bisulfit 4 arter. I fortyndet opløsning er der en balance mellem strukturer vist nedenfor:

Strukturer af bisulfit-ion HSO ₃ ^- i fortyndet vandig opløsning. Forfatter: Marilú Stea.

Når koncentrationen stiger, interagerer to bisulfitmolekyler med hinanden og danner pyrosulfition S ₂ O ₅ ^2-:

Strukturer af bisulfition i koncentreret vandig opløsning. Forfatter: Marilú Stea.

nomenklatur

-Sodium bisulfit

-Sodiumhydrogensulfit

-Sodiumhydrosulfit.

Ejendomme

Fysisk tilstand

Krystallinsk hvidt fast stof.

Molekylær vægt

104,06 g / mol

Smeltepunkt

Det nedbrydes.

Massefylde

1,48 g / cm ³ ved 20 ° C

Opløselighed

Opløselig i vand: 29 g / 100 g vand.

pH

Dens opløsninger er sure og har en pH-værdi mellem 2,5 og 5,5.

Kemiske egenskaber

I vandig opløsning adskilles natriumbisulfit NaHSO ₃ i dets ioner: natriumkationen Na ⁺ og bisulfitanionen HSO ₃ ^-.

Hvis natriumhydrogensulfit udsættes for luft mister nogle SO ₂ og langsomt oxiderer til Na ₂ SO ₄ -sulfat.

Hvis den opvarmes til nedbrydning, udsender den dampe af svovloxider og natriummonoxid.

Det er et reduktionsmiddel, der er det modsatte af oxidant. Og af denne grund kan det opføre sig som en antioxidant.

Det har en svag lugt af svovl. Det er ikke brandfarligt.

Risici

Natriumbisulfit NaHSO ₃ er en stærk hud- og vævsirriterende. Støv irriterer øjne, næse og hals. Indtagelse irriterer maven. Store doser kan forårsage voldelig kolik, diarré, depression og død.

Det er ikke brændbart, men hvis det opvarmes, frembringer det irriterende og giftige gasser.

Indhentning

Det fremstilles ved mætning af en opløsning af natriumcarbonat Na ₂ CO ₃ med svovldioxid SO ₂ og krystallisering fra opløsningen.

Applikationer

I papirmasse- og papirindustrien

NaHSO ₃ bruges til fordøjelse af træ, så det senere kan omdannes til papir. Det fungerer også som papirmasse blegemiddel.

Det bruges også til at fjerne klor, når papirmasse er bleget med det.

I fødevareindustrien

På grund af dets reducerende egenskab fungerer natriumbisulfit som en antioxidant.

Det bruges som konserveringsmiddel i et stort antal fødevarer og drikkevarer, inklusive vin og øl, for at forhindre ødelæggelse og forbedre smagen.

Det bruges til at blegne fødevarer, såsom visse spiselige stivelser.

Det reducerer eller forhindrer ødelæggelse af mad, tillader konditionering af dejen, der bruges i bagværk, og tjener til at blødgøre majskerner under våd formaling, blandt andre anvendelser.

Ud over at kontrollere gæringen af ​​vin og øl fungerer det som et antiseptisk middel i produktionen, da det fungerer som et steriliseringsmiddel og fungicid i tønder og vat.

Vin- eller ølkugger desinficeres undertiden med NaHSO _3- natriumbisulfit. Forfatter: Clker-Free-Vector-Images. Kilde: Pixabay.

I tørrede frugter findes det i koncentrationer over 100 ppm (ppm betyder "dele pr. Million"), i mange andre fødevarer findes det i koncentrationer mellem 10 og 100 ppm, såsom frosne og tørrede kartofler, pickles, saucer og syltetøj.

Kommercielle syltede fødevarer indeholder ofte natriumbisulfit NaHSO ₃. Forfatter: Photo Mix. Kilde: Pixabay.

Kontrovers om brugen i mad

Der har været en vis bekymring over både de øjeblikkelige og langsigtede toksiske virkninger af natriumbisulfit i fødevarer. Der er forskellige meninger.

Der rapporteres om bivirkninger hos patienter med astma, som er en luftvejssygdom, efter indtagelse af mad med NaHSO ₃. Andre kilder viser, at bisulfition kan ødelægge vitamin B1 eller thiamin.

Pige, der snorker en astma-reliever medicin Forfatter: OpenClipart-Vectors. Kilde: Pixabay.

Imidlertid fandt forskere i 1985, at natriumbisulfit tjener til at beskytte mod stråling og kemiske stoffer og hæmmer eller forhindrer omdannelse af celler mod kræft. Lave doser er de bedste.

Denne beskyttende virkning er blevet forklaret på baggrund af dens reducerende eller antioxidante egenskaber, og at den på denne måde kunne angribe frie radikaler.

På den anden side anbefaler Verdenssundhedsorganisationen eller WHO (for dens forkortelse i den engelske Verdenssundhedsorganisation) som et acceptabelt niveau af det daglige indtag omkring 0,7 mg / kg vægt af personen.

Det betyder, at det anbefales ikke at overskride dette beløb.

Den amerikanske fødevare- og narkotikadministration, eller USFDA (US Food and Drug Administration), klassificerede natriumbisulfit som "generelt anerkendt som sikker."

I landbrugsanvendelser

Brugt i lave koncentrationer tjener NaHSO ₃ som en plantevækstregulator for at forbedre fotosyntesen og fremme afgrøder.

Det er testet til dette formål i forskellige typer planter, såsom jordbær- og teplanter.

Jordbærplanter forbedrer deres ydelse med små mængder NaHSO ₃ i vandingsvand. Forfatter: Alyssapy. Kilde: Pixabay.

Det er den aktive ingrediens i mange pesticider og biocider.

I vandmiljøer kan det også fremskynde omdannelsen af ​​visse herbicider til mindre giftige produkter ved at fjerne chlor.

Ved opnåelse af jod

NaHSO ₃ er det reducerende forbindelse, der anvendes til at frigøre iod fra natriumiodat NaIO ₃. Dette er en af ​​måderne at få jod fra kilder såsom nitro fra Chile eller nogle saltvand.

Efter krystallisering af natriumnitrat fra den rå Chilesalpeter opløsning, en NaIO ₃ forbliver opløsningen, der behandles med natriumbisulfit NaHSO ₃, genererer frit iod.

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

I møbel- og træindustrien

NaHSO ₃ er testet for at modificere sojaproteiner og forbedre deres vedhæftningsegenskaber med træ for at lime træstykker sammen for at forberede for eksempel spånplader, pap eller papir-mache, krydsfiner osv. Alt dette til møbler eller plader blandt forskellige applikationer.

Agglomerat af træflis eller rester. Forfatter: Titus Tscharntke. Kilde: Wikimedia Commons.

Dette gøres for at erstatte traditionelle formaldehydbaserede klæbemidler, fordi de både i deres fremstillingsproces og under brug har en tendens til at frigive formaldehyd i atmosfæren, som er en giftig forbindelse.

Natriumbisulfit forbedrer faststofindholdet i sojaprotein-klæbemidlet og reducerer dets viskositet, hvilket forbedrer dets fluiditet, så det bedre trænger ind i træets porer, hvilket øger dens samhørighed med det og mellem stykkerne.

Det NaHSO _3- modificerede sojaprotein-klæbemiddel har god vandbestandighed og fremragende opbevaringsstabilitet på grund af antioxidantvirkningen af ​​natriumbisulfit.

Dette bekræfter, at NaHSO _3- modificerede sojaprotein-klæbemidler kan sammenlignes med formaldehydbaserede klæbemidler og kan bruges i møbel- og træindustrien, idet de er mindre forurenende.

I forskellige applikationer

Det har flere anvendelser, generelt baseret på dets reducerende egenskaber (hvilket er det modsatte af oxidant). Her er nogle applikationer.

-I fotografering.

-I læderbrunning for at fjerne håret fra huderne.

-Terapeutisk brug: infektionsmiddel. Det bruges som en antioxidant i nogle øjendråber.

-I udvinding af naturgas ved hydraulisk brud.

-I farve af fibre bruges det til fremstilling af varme eller kolde bade til opløseliggørelse af visse farvestoffer eller farvestoffer.

-For reduktion i vaskeri eller blegning til at gøre uld, silke og vegetabilske fibre hvid.

-I kemi-laboratorier for at fjerne permanganatpletter fra hud og tøj. I biokemilaboratorier som konserveringsmiddel for væsker eller opløsninger, der kan forringes over tid. Som et kemisk reagens.

-For koagulering af gummilatex.

-I kosmetikindustrien som en antioxidant.

-Desinfektionsmiddel og blegemiddel.

-I behandlingen af ​​spildevand for at eliminere den klor, der bruges i slutfasen af ​​desinfektion og til at udlede det allerede behandlede vand i miljøet.

Natriumbisulfit-tank i et Californisk spildevandsrensningsanlæg, hvor det bruges til at fjerne overskydende chlor, før der renses vand til miljøet. Grendelkhan. Kilde: Wikimedia Commons.

Referencer

1. US National Library of Medicine. (2019). Natriumbisulfit. Gendannes fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Qi, G. et al. (2013). Adhæsion og fysisk-kemiske egenskaber ved sojaprotein modificeret med natriumbisulfit. J Am Oil Chem Soc (2013) 90: 1917-1926. Gendannes fra aocs.onlinelibrary.wiley.com.
3. Borek, C. et al. (1985). Natriumbisulfit beskytter mod radiogen og kemisk induceret transformation i hamsterembryo og mus C3H / 10T-1/2-celler. Toxicol Ind Health 1985Sep; 1 (1): 69-74. Gendannes fra journals.sagepub.com.
4. Friedler, E. et al. (2015). En kontinuerlig aktiv overvågningstilgang til identifikation af tværforbindelser mellem drikkevand og spildevandsdistributionssystemer. Environ Monit Assess (2015) 187: 131. Gendannes fra link.springer.com.
5. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & sønner.
6. Sunnyvale Cleanwater-program. (2019). Masterplan for vandforureningskontrolanlæg. Gendannes fra sunnyvalecleanwater.com.
7. Barros Santos, C. (2008). Tilsætningsstoffer i spanskernes fødevarer og lovgivningen, der regulerer deres tilladelse og anvendelse. Visionsbøger. Gendannes fra books.google.co.ve.