NATRIUMBISULFIET (NAHSO3): STRUCTUUR, EIGENSCHAPPEN, GEBRUIK, VERKRIJGEN - CHEMIE - 2024

Het natriumbisulfiet is een anorganische vaste stof die bestaat uit een natriumion Na ⁺ en bisulfietion HSO ₃ ^- . De chemische formule is NaHSO ₃ . Het is een witte kristallijne vaste stof en wordt vanwege zijn antioxiderende eigenschappen veel gebruikt als conserveermiddel voor levensmiddelen (bijvoorbeeld in sommige jam).

NaHSO ₃ is een reducerende chemische verbinding, die het tegenovergestelde is van oxidatiemiddel, en om deze reden werkt het als antioxidant in veel van zijn toepassingen, zoals in eetbare producten, omdat het hun bederf voorkomt.

Sommige commerciële jam bevatten natriumbisulfiet NaHSO ₃ . Auteur: OpenClipart-Vectors. Bron: Pixabay.

Dit gebruik is echter in twijfel getrokken omdat er gevallen van astma zijn gemeld bij mensen nadat ze voedsel hebben gegeten dat natriumbisulfiet bevat. Er wordt zelfs gezegd dat het hierin vitamine B1 vernietigt.

Internationale gezondheidsorganisaties hebben het gebruik ervan beperkt tot microbedragen in voedsel.

Natriumbisulfiet heeft echter vele andere toepassingen, zoals bij het verkrijgen van jodium, als een anti-infectie, om weefsels wit te maken, voor de vertering van hout tijdens de bereiding van papierpulp, als ontsmettingsmiddel voor bier en wijnvaten. , enzovoort.

Chemische structuur

Natriumbisulfiet bestaat uit een natrium Na ⁺ kation en een HSO ₃ ^- bisulfiet anion .

Chemische structuur van natriumbisulfiet NaHSO ₃ . Edgar181. Bron: Wikimedia Commons.

In waterige oplossingen vormt bisulfiet 4 soorten. In verdunde oplossing is er een balans tussen de onderstaande structuren:

Structuren van het bisulfietion HSO ₃ ^- in verdunde waterige oplossing. Auteur: Marilú Stea.

Wanneer de concentratie toeneemt, werken twee bisulfietmoleculen met elkaar in wisselwerking, waardoor het pyrosulfietion S ₂ O ₅ ^2- :

Structuren van het bisulfietion in geconcentreerde waterige oplossing. Auteur: Marilú Stea.

Nomenclatuur

-Natriumbisulfiet

-Natriumwaterstofsulfiet

-Natriumhydrosulfiet.

Eigendommen

Fysieke toestand

Kristallijne witte vaste stof.

Molecuulgewicht

104,06 g / mol

Smeltpunt

Het valt uiteen.

Dichtheid

1,48 g / cm ³ bij 20 ° C

Oplosbaarheid

Oplosbaar in water: 29 g / 100 g water.

pH

De oplossingen zijn zuur, met een pH tussen 2,5 en 5,5.

Chemische eigenschappen

In waterige oplossing scheidt natriumbisulfiet NaHSO ₃ zich in zijn ionen: het natriumkation Na ⁺ en het bisulfietanion HSO ₃ ^- .

Als natriumbisulfiet wordt blootgesteld aan lucht, verliest het wat SO ₂ en oxideert het langzaam tot Na ₂ SO ₄ -sulfaat .

Bij verhitting tot ontbinding, geeft het dampen van zwaveloxiden en natriummonoxide af.

Het is een reductiemiddel, wat het tegenovergestelde is van oxidatiemiddel. En om deze reden kan het zich gedragen als een antioxidant.

Het heeft een lichte geur van zwavel. Het is niet brandbaar.

Risico's

Natriumbisulfiet NaHSO ₃ is sterk irriterend voor de huid en weefsels. Stof irriteert de ogen, neus en keel. Inslikken irriteert de maag. Hoge doses kunnen heftige koliek, diarree, depressie en de dood veroorzaken.

Het is niet brandbaar, maar bij verhitting produceert het irriterende en giftige gassen.

Het verkrijgen van

Het wordt bereid door een oplossing van natriumcarbonaat Na ₂ CO _{3 te} verzadigen met zwaveldioxide SO ₂ en uit de oplossing te kristalliseren.

Toepassingen

In de pulp- en papierindustrie

NaHSO ₃ wordt gebruikt bij de vergisting van hout, zodat het later kan worden omgezet in papier. Het dient ook als bleekmiddel.

Het wordt ook gebruikt om chloor te verwijderen wanneer papierpulp ermee is gebleekt.

In de voedingsindustrie

Natriumbisulfiet werkt vanwege zijn reducerende eigenschap als een antioxidant.

Het wordt gebruikt als conserveermiddel in een groot aantal voedingsmiddelen en dranken, waaronder wijn en bier, om bederf te voorkomen en de smaak te verbeteren.

Het wordt gebruikt om voedsel witter te maken, zoals bepaalde eetbare zetmelen.

Het vermindert of voorkomt voedselbederf, maakt het conditioneren van het deeg dat in gebakken goederen wordt gebruikt mogelijk en dient om de maïskorrels te verzachten tijdens onder meer nat malen.

Naast het beheersen van de fermentatie van wijn en bier, werkt het als een antisepticum bij de productie ervan, omdat het dient als een steriliserend middel en fungicide in vaten en vaten.

Wijn- of biervaten worden soms gedesinfecteerd met NaHSO ₃ natriumbisulfiet . Auteur: Clker-Free-Vector-Images. Bron: Pixabay.

In gedroogd fruit wordt het aangetroffen in concentraties boven 100 ppm (ppm betekent "delen per miljoen"), in veel andere voedingsmiddelen wordt het aangetroffen in concentraties tussen 10 en 100 ppm, zoals bevroren en gedroogde aardappelen, augurken, sauzen en jam.

Commercieel gebeitst voedsel bevat vaak natriumbisulfiet NaHSO ₃ . Auteur: Photo Mix. Bron: Pixabay.

Controverse over het gebruik ervan in voedsel

Er bestaat enige bezorgdheid over zowel de onmiddellijke als de toxische effecten op lange termijn van natriumbisulfiet in voedsel. De meningen lopen uiteen.

Er zijn meldingen van bijwerkingen bij patiënten met astma, een aandoening van de luchtwegen, na inname van voedsel met NaHSO ₃ . Andere bronnen geven aan dat het bisulfietion vitamine B1 of thiamine kan vernietigen.

Meisje dat een medicijn snuift om astma te verlichten. Auteur: OpenClipart-Vectors. Bron: Pixabay.

In 1985 ontdekten onderzoekers echter dat natriumbisulfiet dient om te beschermen tegen straling en chemische middelen, en de transformatie van cellen naar kanker remt of verhindert. Lage doses zijn het beste.

Dit beschermende effect is verklaard op basis van zijn reducerende of antioxiderende eigenschappen en dat het op deze manier vrije radicalen zou kunnen aanvallen.

Aan de andere kant beveelt de Wereldgezondheidsorganisatie, of de WHO (voor het acroniem in de Engelse Wereldgezondheidsorganisatie), ongeveer 0,7 mg / kg lichaamsgewicht van de persoon aan als een aanvaardbaar niveau van dagelijkse inname.

Dat betekent dat het wordt aanbevolen om dat bedrag niet te overschrijden.

De Amerikaanse Food and Drug Administration, of USFDA, heeft natriumbisulfiet geclassificeerd als "algemeen erkend als veilig".

In landbouwtoepassingen

Gebruikt in lage concentraties, dient NaHSO ₃ als een plantengroeiregulator, om de fotosynthese te verbeteren en de gewasopbrengst te bevorderen.

Hiervoor is het getest in verschillende plantensoorten, zoals aardbeien- en theeplanten.

Aardbeiplanten verbeteren hun prestatie met kleine hoeveelheden NaHSO ₃ in irrigatiewater. Auteur: Alyssapy. Bron: Pixabay.

Het is het actieve ingrediënt in veel pesticiden en biociden.

In aquatische omgevingen kan het ook de omzetting van bepaalde herbiciden in minder giftige producten versnellen door chloor te verwijderen.

Bij het verkrijgen van jodium

NaHSO ₃ is de reducerende verbinding die wordt gebruikt om jodium vrij te maken uit natriumjodaat NaIO ₃ . Dit is een van de manieren om jodium te verkrijgen uit bronnen zoals nitro uit Chili of wat zoute wateren.

Na kristallisatie van het natriumnitraat uit de ruwe Chili-nitraatoplossing blijft een NaIO _3- oplossing achter die wordt behandeld met natriumbisulfiet NaHSO ₃ , waarbij vrij jodium wordt gevormd .

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

In de meubel- en houtindustrie

NaHSO ₃ is getest om soja-eiwitten te modificeren en hun hechtingseigenschappen met hout te verbeteren om stukken hout aan elkaar te lijmen om bijvoorbeeld spaanplaten, karton of papier-maché , multiplex, enz. Voor te bereiden. Dit alles voor meubels of planken, onder verschillende toepassingen.

Agglomeraat van houtsnippers of restanten. Auteur: Titus Tscharntke. Bron: Wikimedia Commons.

Dit wordt gedaan om traditionele lijmen op basis van formaldehyde te vervangen, omdat ze zowel tijdens hun productieproces als tijdens het gebruik de neiging hebben om formaldehyde af te geven in de atmosfeer, wat een giftige verbinding is.

Natriumbisulfiet verbetert het gehalte aan vaste stoffen van de soja-eiwitkleefstof en verlaagt de viscositeit ervan, waardoor de vloeibaarheid verbetert, zodat het beter in de poriën van het hout dringt, waardoor de samenhang ermee en tussen de stukken wordt vergroot.

De NaHSO _3- gemodificeerde soja-eiwitlijm heeft een goede waterbestendigheid en uitstekende opslagstabiliteit dankzij de antioxiderende werking van natriumbisulfiet.

Dit bevestigt dat NaHSO _3- gemodificeerde soja-eiwitkleefstoffen vergelijkbaar zijn met op formaldehyde gebaseerde kleefstoffen en kunnen worden gebruikt in de meubel- en houtindustrie, omdat ze minder vervuilend zijn.

In verschillende toepassingen

Het heeft meerdere toepassingen, meestal gebaseerd op zijn reducerende eigenschappen (wat het tegenovergestelde is van oxidatiemiddel). Hier zijn enkele toepassingen.

-In fotografie.

-Bij het looien van leer, om het haar van de huiden te verwijderen.

-Therapeutische toepassingen: anti-infectieus. Het wordt in sommige oogdruppels als antioxidant gebruikt.

-Bij de winning van aardgas door hydrofracturering.

-Bij het kleuren van vezels wordt het gebruikt voor de bereiding van warme of koude baden, om bepaalde kleurstoffen of kleurstoffen op te lossen.

-Als verkleiner in wasgoed of bleken, om wol, zijde en plantaardige vezels witter te maken.

-In chemische laboratoria om permanganaatvlekken van huid en kleding te verwijderen. In biochemische laboratoria als conserveermiddel voor vloeistoffen of oplossingen die na verloop van tijd kunnen bederven. Als chemisch reagens.

-Voor de coagulatie van rubberlatex.

-In de cosmetische industrie als antioxidant.

-Desinfectiemiddel en bleekmiddel.

-Bij de behandeling van afvalwater om het chloor te verwijderen dat wordt gebruikt in de laatste fase van de desinfectie en om het reeds behandelde water in het milieu te lozen.

Natriumbisulfiettank in een afvalwaterzuiveringsinstallatie in Californië, waar het wordt gebruikt om overtollig chloor te verwijderen voordat gezuiverd water in het milieu wordt geloosd. Grendelkhan. Bron: Wikimedia Commons.

Referenties

1. Amerikaanse National Library of Medicine. (2019). Natriumbisulfiet. Opgehaald van pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Qi, G. et al. (2013). Hechting en fysisch-chemische eigenschappen van soja-eiwit gemodificeerd door natriumbisulfiet. J Am Oil Chem Soc (2013) 90: 1917-1926. Opgehaald van aocs.onlinelibrary.wiley.com.
3. Borek, C. et al. (1985). Natriumbisulfiet beschermt tegen radiogene en chemisch geïnduceerde transformatie in hamsterembryo's en C3H / 10T-1/2-cellen van muizen. Toxicol Ind Health 1985Sep; 1 (1): 69-74. Hersteld van journals.sagepub.com.
4. Friedler, E. et al. (2015). Een continue actieve monitoringbenadering om kruisverbanden tussen drinkwater- en afvalwaterdistributiesystemen te identificeren. Environ Monit Assess (2015) 187: 131. Opgehaald van link.springer.com.
5. Cotton, F. Albert en Wilkinson, Geoffrey. (1980). Geavanceerde anorganische chemie. Vierde druk. John Wiley & Sons.
6. Sunnyvale Cleanwater-programma. (2019). Masterplan voor beheersing van watervervuiling. Opgehaald van sunnyvalecleanwater.com.
7. Barros Santos, C. (2008). Additieven in het voedsel van de Spanjaarden en de wetgeving die hun autorisatie en gebruik regelt. Vision Books. Opgehaald van books.google.co.ve.