بی کربنات سدیم (جوش شیرین)
بی کربنات سدیم یا جوش شیرین به عنوان سودای پخت نیز شناخته می شود . از نمک های سدیم در ترکیب با کربنیک اسید و با فرمول عمومی NaHCO3 می باشد ( با کلسیم بی کربنات اشتباه گرفته نشود ) . نمکی که از کاتیون سدیم ( Na+ ) و آنیون بی کربنات ( HCO3- ) ساخته شده است . جوش شیرین جامد سفید رنگ کریستالی می باشد ولی اغلب در شکل پودری ظاهر می شود . نمکی است که به قلیا تمایل دارد و ارائه دهنده خواص کربنات سدیم می باشد . در آب آمفوتر است و هم می تواند به صورت اسید و هم به صورت باز رفتار کند . با عبور گاز از داخل محلول جوشان کربنات سدیم خالص یا محلول سود پرک ، می توان سدیم بی کربنات را به شکل رسوب به دست آورد . این محصول سالیانه در جهان به وفور تولید می شود .
خواص جوش شیرین :
فرمول شیمیایی : NaHCO3
جرم مولی : 84.0066 g/mol
ظاهر :کریستالی سفید / پودری
طعم : بدون مزه
دانسیته : 2.20 g/cm3
نقطه ذوب : در دمای 50 درجه شروع به تجزیه جوش شیرین می کند .
حلالیت در آب : 69 g/l در دمای صفر درجه سانتی گراد
96 g/l در دمای 20 درجه سانتی گراد
165g/l در دمای 60 درجه سانتی گراد
حلالیت : 0.2 وزنی در استون
2.13 وزنی در متانول در 22 درجه سانتی گراد
اتانول نا محلول
خواص ترمودینامیکی بی کربنات سدیم :
ظرفیت حرارتی : 87.6 j/mol.k
آنتروپی مولی : 101.7 j/mol.k
آنتالپی تشکیل : 950.5- Kj/mol
آنتروپی آزاد گیبس : 851- KJ/mol
کاربرد های بی کربنات سدیم :
بکینگ پودر:
در فراوری بکینگ پودر استفاده فراوانی دارد. وقتی با اسید واکنش می دهد ، کربن دی اکسید آزاد میکند و باعث انبساط بیشتر می شود که باعث رشد کیک ، افزایش سرعت پخت نان و دیگر غذاهای سرخ کردنی می شود . البته استفاده از آن در پخت نان و انواع شیرینی مضر است و ممنوع شده است .
یکینگ پودر که برای پحت استفاده می شود شامل جدود 30 درصد بی کربنات و اجرای اسیدی گوناگون دیگری است که با افزایش آب فغال می شود. و تیاز به هیچ اسید دیگری حین پخت ندارد. بسیاری فرم های بکینگ پودر شامل سدیم بی کربناتی هسنند که با فسفات اسیدی کلسیم و فسفات آلومینیوم سدیم یا خمیر تارتار ترکیب شده اند. جوش شیرین قلیایی است و اسیدی که یه یکینگ پودر اضاقه می شود از طعم تلخی که حین تغییرات شیمیائی حین پخت و ایجاد سدیم کربنات بوجود می آید ، اجتناب می کند.
در تولید نوشابه های گازدار استفاده می شود و همچنین به عنوان مکمل های غذایی دام و طیور کاربرد دارد .
از خمیر این ماده به عنوان تمیز کننده سطوح مختلف استفاده می شود . در خمیردندان ها نیز از همین ویژگی این ماده استفاده می شود . کاربرد های بهداشتی فراوانی دارد و در صورتی که برای پوست ایجاد حساسیت نکند ، می تواند برای پاکسازی پوست و به خصوص رفع آفتاب سوختگی و یا رفع بوی بد بدن کاربرد داشته باشد .
از بین بردن بوی یخچال با بی کربنات سدیم:
بعضی غذاها که به مدت طولانی در یخچال قرار می گیرند ممکن است شروع به فاسد شدن و خرابی کنند. و در نتیجه بوی نامطبوعی از آنها متصاعد شده و فضای یخچال را پر می کند. این بو حتی پس از خارج کردن مواد غذایی فاسد شده در یخچال باقی می ماند. جوش شیرین با خارج کردن بوی بد به مطبوع کردن یخچال بدبو کمک می کند. وکارائی آن بدین ترتیب است که بجای هم پوشانی با آن بو ‚ کلا ذرات بو را ازبین می برد. برای استفاده از این خاصیت جوش شیرین ‚ یک فنجان از جوش شیرین پرکرده و آن را در قسمت عقبی یخچال خود قرار دهید.
کاربردهای صنعتی بی کربنات سدیم:
جوش شیرین به صورت آنی با اسیدها واکنش می دهد و به عنوان محصول ‚واکنش گاز دی اکسید کربن آزاد می کند. . در آزمایشگاههای شیمیایی برای خنثی کردن مجلولهای اسیدی ناخواسته یا پسابهای اسیدی استفاده می شود. الیته باید دانست یا وجود داشتن خاصیت آمفوتری ‚ مناسیتی ندارد که جوش شیرین را برای خنثی کزدن بازها استفاده کنیم.
کاربردهای کشاورزی :
حوش شیرین وقتی برروی برگها استفاده شود می تواند رشد قارچ ها را متوقف کند. ولی در هر صورت کشنده قارج ها نیست. مقدار مازاد جوش شیرین می تواند باعث رنگبری (در حالت مجلول دو درصد ) میوه ها شود و مجلول 1درصد آن می تواند باعث افت کلروقیل در گیاه شود.
خاصیت ضدعفونی کننده و گند زدا :
جوش شیرین خاصیت ضدعفونی کننده ضعیفی دارد. و ممکن است قارچ کش موثری در برابر میکرواورگانیسم ها باشد. چون جوش شیرین بوی بد را جذب می کند می تواند یک روش قطعی باشد بزای اینکه کنابهای کنابفروشان در قفسه ها کمتر در معرض بوی بد گرفتن شود.
پزشکی و تندرستی :
جوش شیرین وقتی با آب ترکیب می شود به عنوان آنتی اسیدی عمل می کند که در درمان اسیدهای معده در ناراحتی های سوزش معده و دیر هضمی استفاده می شود. با اسید معده واکنش می دهد تا نمک ‚ آب و کربن دی اکسید آزاد کند.
NaHCO3+HCL→NaCL+H20+CO2
کربن دی اکسید آزاد شده یه شکل گازی است.
ترکیبی از جوش شیرین و نوع خاصی از پلی اتیلن گلیکول که در آب حل شود محلولی می دهد که به صورت خوراکی استفاده می شود . این محلول بسیار موثر در درمان کاستروسکوپی معده و یبوست معده و همچنین تمیز کردن معده است.در تهیه قرص های جوشان از جوش شیرین استفاده می شود. همچنین کاربرد دیگر آن در شستشو و بهداشت بدن انسان است.
جوش شیرین به عنوان لایه بردار موثر برای پوست صورت عمل می کند. البته به شرطی که در فرد خاص ایجاد حساسیت نکند. و می توان برای جلوگیری از بوی بد بدن انسان استفاده کرد. شاید بهترین کاربرد آن در درمان آفتاب سوختگی باشد . در این مورد کافی است در حمام از ترکیب آب گرم و جوش شیرین برای درمان و بهبود آفتاب سوختگی استفاده کرد.
زیبایی و آرایشی :
ازبین بردن آکنه با جوش شیرین:
یک قاشق جوش شیرین و یک قاشق آب را با هم مخلوط کنید تا یه صورت خمیر سفید رنگی و یکدست در آید دست و صورت خود را یا آب ولرم تازه بشویید و سپس با حوله یا دستمال خشک کنید . مخلوط خمیر را در محلهای جوش که سرسیاه و سر سفید دارتد قرار دهید و مالش دهید .اجازه دهید خمیر یرای سه تا چهار دقیقه بماند وبعد آن با آب گرم بشویید. دو مرتبه صورت خود را با آب گرم بشویید و با حوله خشک کنید . با استفاده از یک پماد یا ماده مرطوب کننده کار را به پایان برسانید. چرا که جوش شیرین می تواند پوست شما را کاملا خشک کند. این عمل را 2 تا سه بار در هفته انجام دهید .
جوش شیرین یک درمان کننده عالی برای جوش های سرسیاه و آکنه است و یک لایه بردار ملایم است که پوست مرده را از بین می برد و منافذ پوست را تمیز می کند. و همین طور خواص ضد باکتری دارد که از بروز آکنه خودداری کرده و به خشک کردن و بهبود پوست کمک می کند.
حدود یک قاشق چای خوری جوش شیرین را با حدود دو قاشق چای خوری شکر مخلوط کرده و به توسط آب خمیری درست کنید. خمیر حاصل را روی نقاطی که جوش سر سیاه دارند قرار دهید و ماساژ دهید و پس از مدتی با آب گرم بشوئید . این مخلوط می تواند به عنوان معجونی فوق العاده برای جوش های پوست شما عمل کند.
درمان سوختگی ناشی از آفتاب با جوش شیرین :
جوش شیرین می تواند سوختگی پوستی که در معرض آفتاب قرار گرفته است را کاهش دهد. به این منطور حدود یه قاشق چای خوری جوش شیرین را با حدود یک لیتر آب مخلوط کرده و به همین نسبت حجم محلولی که از جوش شیرین ساختید را افزایش دهید . با این محلول حمام آب گرم بگیربد . این محلول می تواند سرعت درمان سوختگی آفتاب را به سرعت افزایش دهد.
.
مکمل های خوراکی بی کربنات سدیم جهت ورزشکاران :
در ورزشکاران دوزهای استاندارد مکمل جوش شیرین 200 تا 300میلی گرم برای هر کیلوگرم است. زمانی که عملکرد بدن در ورزش به شدن تحت تاثیر اسیدوز متابولیک قرار می گیرد به طور قابل اعتمادی می تواند این کمبود را جبران کند. و حتی می تواند روند پیری و تحلیل رفتن سلولها و استخوان ها را در طول زمان در بدن کاهش دهد .البته استفاده از بی کربنات پتاسیم بهتر به نظز می رسد.
صنعت لاستیک و پلاستیک:
به این دلبل که جوش شیرین به راحتی و به سرعت گاز دی کسید کربن آزاد می کند به عنوان نماینده فوم ساز در صنعت پلاستیک و لاستیک کارائی دارد. گاز آزاد شده برای کنترل اشکال محصولات تولیدی لاستیکی و پلاستیکی کاربرد دارد.
روش تولید بی کربنات سدیم :
جوش شیرین را می توان به صورت صنعتی از کربنات سدیم تولید کرد.
Na2CO3+H20+CO2→2NaHCO3
تا سال 2001 میلادی از این روش چدود 100000 تن در سال تولید می شد. در روش تجارتی محصول نهایی از روش مشابه تولید می شود. خاکستر سودا که به شکل سنگ معدن استخراج می شود در آب حل می شود و با دی اکسید کربن تخلیص می شود. محصول به صورت جامد در این محلول رسوب می کند.
در روش SOLVAY بی کربنات یک واسطه در واکنش بین کلرید سدیم و آمونیاک و دی اکسید کربن است.ولی بی کربنات حاصل از این روش خلوص پایینی دارد.
NaCL+CO2+NH3+H2O→NaHCO3+NH4CL
با وجودی که هیج ارزش عملی ندارد اما می توان گفت جوش شیرین را می توان از واکنش کربن دی اکسید با محلول آبی سدیم هیدروکسید بدست آورد.
CO2+NaOH→NaHCO3
بررسی استفاده از بی کربنات سدیم در سفید کردن دندان ها:
با توجه به رایج شدن مواد بلیچینگ و روش های مختلف در ترمیم دندان ها ‚ اثر سدیم بی کربنات بر تغییر رنگ دندان ها بصورت آزمایشگاهی بررسی شد. ابتدا چند نمونه دندان طبیعی که از ریشه جدا شده بودند در محلول چای به مدت چند روز قرار گرفتند . بعد از تغییر رنگ دندان ها در محلول چای ‚ چند مدل خمیر دندان که از سدیم بی کربنات ‚هیدروژن پراکساید و کارباماید پراکساید تهیه شده بودند ‚ استفاده شدند و بعد از آن دندان ها به مدت 10دقیقه در محلول چای قرار گرفتند تا برگشت رنگ ‚ بررسی شود.
مورفولوژی سطح مینای دندان قبل و بعد از بلیچینگ با میکروسکوپ الکترونی (SEM) بررسی شد. نتا یج تحقیقات نشان داد در صورت استفاده از سدیم بی کربنات هیچ گونه سایش و تغییر رنگ چندانی بعد از بلیچینگ نشان نداد. هیدروژن پراکساید بیشترین میران سفید کنندگی را نشان داد. اما کمترین سایش مربوط به سدیم بی کربنات بوده است.
نتیجه اینکه سدیم بی کربنات باعث اصلاح رنگ دندان های تغییر رنگ یافته می شود. و موجب جلوگیری از رنگ پذیری مجدد آنها می شود. با توجه به سایندگی پایین این ماده ‚ ایمنی ‚ ارزانی و در دسترس بودن و خاصیت ضدمیکروبی براحتی می تئان در منزل از جوش شیرین استفاده کرد و از فواید آن بهره برد.
ماندگاری و پایداری :
در صورتی که جوش شیرین در دمای اتاق و شرایط خنک نگهداری شود و در ظرف در بسته و به دور از هوای مرطوب نگهداری شود ‚ این ماده را می توان بدون تجزیه شدن برای حداقل دو یا سه سال نگهداری کرد.
تجزیه حرارتی بی کربنات سدیم :
با حرارت دادن سدیم بی کربنات چه اتفاقی می افتد. در 80 تا 100 درجه سانتی گراد به کندی به کربنات سدیم و کربن دی اکسید تبدیل می شود. وقتی دما به 200 درجه سانتی گراد برسد ‚ این تبدیل به شدت انفاق می افتد.
2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2
اما حرارت دادن بیشتر سدیم بی کزبنات ‚ باعث می شود این ماده به اکسید سدیم تبدیل شود. که این معمولا در دمای بالای 850 درجه سانتی گراد اتفاق می افتد.
Na2CO3→Na2O+CO2
بررسی عملکردی جوش شیرین در بکینگ پودر :
جوش شیرین با افزایش حجمی که در خمیر نشان می دهد در انواع نان ‚ کلوچه ‚ کیک ‚ کراکر و ویفر و بکینگ پودر استفاده می شود. بکینگ پودرها شامل 3 جزء ماده هستند. جزء عمده که شامل سدیم بی کربنات است. جزء اسیدی کننده که شامل سدیم اسید پیرو فسفات یا سیتریک اسید است. جزء حجیم کننده که همان نشاسته غلات است. نسبت ترکیبی این سه ماده 30 به 40 به 30 هیت. که سدیم اسید پیرو فسفات باید حدود 40 درصد در ترکیب باشد. عملکرد مخمر در راستای آزاد شدن دی اکسید کربن است. دو واکنش شیمیایی اتفاق افتاده یه شرح ذیل است:
نمک +آب +دی اکسید کربن→عامل اسیدی +جوش شیرین
2NaHCO3→Na2CO3+H2O+CO2