بيكربونات الصوديوم NaHCO3

في الكيمياء إن مركب بيكربونات الصوديوم عبارة عن مركب غير عضوي وهو المركب المعروف باسم صودا الخبز، ويمتلك الصيغة الكيميائية التالية: (NaHCO3)، يوجد كمادة صلبة بلورية بيضاء عديمة الرائحة، ويتواجد بصورة طبيعية مثل معدن النكوليت والذي اشتق اسمه من صيغته الكيميائية عن طريق استبدال “3” في NaHCO3 بالنهاية “لايت”.

بيكربونات الصوديوم

• بيكربونات الصوديوم المعروف أيضًا باسم كربونات حمض الصوديوم وصودا الخبز عبارة عن مادة صلبة بلورية قابلة للذوبان في الماء الأبيض، لها طعم قلوي، يفقد ثاني أكسيد الكربون عند 270 درجة مئوية، ويستخدم في تحضير الطعام، ويستخدم بيكربونات الصوديوم أيضًا كدواء وكمادة حافظة للزبدة وفي السيراميك ولمنع تعفن الأخشاب.

• يتم استخراج هذه المادة باستعمال عملية تعدين المحلول من خلال ضخ الماء الساخن عبر آبار الحقن من أجل إذابة النكوليت من طبقات الإيوسين، ويتم ضخ بيكربونات الصوديوم المذابة إلى السطح إذ تتم معالجتها من أجل استعادته من المحلول، ومن الممكن أيضًا أن يتم إنتاجه من رواسب الترونا والتي تعد مصدرًا لكربونات الصوديوم.

•  بيكربونات الصوديوم عبارة عن مسحوق بلوري أبيض أو حبيبات، يمتلك كثافة 2.20 جم لكل سم مكعب، يتحلل حوالي 50 درجة مئوية ويبدأ في فقدان ثاني أكسيد الكربون، ويتحول إلى كربونات الصوديوم عند 100 درجة مئوية، قابل للذوبان في الماء، ويتحلل ببطء إلى (CO2) و (Na2CO3) في محلول مائي عند درجة الحرارة المحيطة، وهو محلول مائي قلوي قليلاً.

• يتم تصنيع معظم بيكربونات الصوديوم في الولايات المتحدة صناعياً عن طريق تفاعل محلول كربونات الصوديوم (Na2CO3) مع ثاني أكسيد الكربون: Na2CO3  (aq) + H2O (l) + CO2 (g) → 2NaHCO3 (aq)، ويمكن أيضًا إنتاجه باستخدام عملية (Solvay) التي تستخدم الأمونيا وثاني أكسيد الكربون والملح لإنتاج بيكربونات الصوديوم وفقًا لسلسلة التفاعلات التالية:

2NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (l) → (NH4)2CO3

x(NH4)2CO3 + CO2 + H2O → 2NH3HCO3

NH₄HCO_3(aq) + NaCl_(aq) → NaHCO_3(s) + NH₄Cl_(aq)

• يعتبر بيكربونات الصوديوم أكثر عوامل التخمير شيوعًا، ويضاف إلى مزيج ويتفاعل مع أحد المكونات الحمضية لإنتاج ثاني أكسيد الكربون، كما في التفاعل التالي: NaHCO3 (s) + H + → Na + (aq) + H2O(l) + CO2 (g)، حيث يتم توفير (+H)  بواسطة الحمض.

• تحتوي مساحيق الخبز على صودا الخبز كعنصر أساسي مع الأحماض والمكونات الأخرى، واعتمادًا على التركيبة يمكن أن تنتج مساحيق الخبز ثاني أكسيد الكربون بسرعة كمسحوق بمفعول واحد أو على مراحل، كما هو الحال مع مسحوق مزدوج الفعالية.

• تستخدم صودا الخبز أيضًا كمصدر لثاني أكسيد الكربون للمشروبات الغازية وكعازل بالإضافة إلى الخبز فإن صودا الخبز لها العديد من الاستخدامات المنزلية، حيث يتم استخدامه كمنظف عام ومزيل للروائح الكريهة ومضاد للحموضة ومضاد للحريق وفي المنتجات الشخصية مثل معجون الأسنان.

استخدامات بيكربونات الصوديوم

• بيكربونات الصوديوم هي قاعدة ضعيفة في المحلول المائي مع درجة حموضة تبلغ حوالي 8، مما يعني أنه يمكن أن يكون بمثابة حمض أو قاعدة، وهذا يعطي صودا الخبز سعة تخزينية والقدرة على تحييد كل من الأحماض والقواعد، ويمكن معادلة روائح الطعام الناتجة عن المركبات الحمضية أو القاعدية باستخدام صودا الخبز وتحويلها إلى أملاح خالية من الرائحة، ولأنه قاعدة ضعيفة فله قدرة أكبر على معادلة الروائح الحمضية.

• يعتبر ثاني أكبر استخدام لبيكربونات الصوديوم والذي يمثل حوالي 25٪ من إجمالي الإنتاج كمكمل غذائي زراعي، في الأبقار يساعد في الحفاظ على درجة حموضة الكرش ويساعد على هضم الألياف، وبالنسبة للدواجن فهو يساعد في الحفاظ على توازن الكهارل من خلال توفير الصوديوم في النظام الغذائي ويساعد الطيور على تحمل الحرارة ويحسن جودة قشر البيض.

• يستخدم بيكربونات الصوديوم في الصناعة الكيميائية كعامل مخفف وعامل نفخ ومحفز ومادة وسيطة كيميائية، يتم استخدام بيكربونات الصوديوم في صناعة دباغة الجلود للمعالجة المسبقة للجلود وتنظيفها وللتحكم في الرقم الهيدروجيني أثناء عملية الدباغة، حيث ينتج عن تسخين بيكربونات الصوديوم كربونات الصوديوم التي تستخدم في صناعة الصابون والزجاج.

• ويتم دمج بيكربونات الصوديوم في المستحضرات الصيدلانية لتكون بمثابة مضاد للحموضة، وعامل مؤثر وفي تركيبات كمصدر لثاني أكسيد الكربون في أقراص فوارة، وتحتوي طفايات الحريق الكيميائية الجافة من النوع (BC) على بيكربونات الصوديوم (أو بيكربونات البوتاسيوم) وتشمل الاستخدامات الأخرى للبيكربونات معالجة اللب والورق ومعالجة المياه وحفر الزيت.

• بيكربونات الصوديوم هو عامل تخمر بدرجة حموضة تقارب 8.5 في محلول 1٪ عند 25 درجة مئوية، يعمل مع فوسفات الطعام (مركبات التخمير الحمضية) لإطلاق ثاني أكسيد الكربون الذي يتمدد أثناء عملية الخبز لتزويد المخبوزات بكميات أكبر وخصائص أكل طرية، كما أنه يستخدم في المشروبات الجافة للحصول على الكربنة والتي تنتج عند إضافة الماء إلى المزيج المحتوي على بيكربونات الصوديوم وحمض.