Natri bicarbonat

Natri bicarbonat (hay còn gọi là sodium bicarbonate. Danh pháp IUPAC: sodium hydrogencarbonate) là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học NaHCO₃. Được sử dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm, chất này còn được biết đến với nhiều tên gọi như thuốc muối, muối nở, baking soda, cooking soda, ... Trong giao tiếp hàng ngày, người ta thường gọi nó là natri bicarb, bicarb soda hoặc đơn giản là bicarb. Mặc dù từ 'soda' thường ám chỉ đến natri cacbonat Na₂CO₃ hay natri bicarbonat NaHCO₃, nhưng thực tế, 'baking soda' thường được hiểu là natri bicarbonat, còn 'soda' là natri cacbonat.

Chất này thường có dạng bột mịn, màu trắng, hút ẩm dễ dàng và tan ít trong nước. Khi có ion H hiện diện, nó sẽ phát ra khí CO₂. Natri bicarbonat được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm và dược phẩm; nó cũng là một phụ gia thực phẩm thuộc nhóm INS500 (bao gồm natri cacbonat (I), natri hidrocarbonat (II), natri sesquicarbonat (III), trong đó INS (Hệ thống Đánh số Quốc tế) là hệ thống do Codex, Uỷ ban Tiêu chuẩn Thực phẩm quốc tế, thiết lập cho từng phụ gia). Theo hệ thống 'số E' của châu Âu, natri bicarbonat được gọi là E500(II). Nó thường có tính chất tạo bọt.

Tính chất vật lý

Natri hidrocarbonat là một chất rắn màu trắng, dạng tinh thể đơn, trông giống như bột, hơi mặn và có tính kiềm tương tự như soda dùng trong tẩy rửa (natri cacbonat, tức E500(I), công thức hóa học Na₂CO₃). Vì vậy, nếu cần, baking soda cũng có thể được sử dụng như một chất tẩy rửa.

Khác với nhiều muối hidrocarbonat và muối của kim loại kiềm khác, NaHCO₃ ít tan trong nước, đôi khi có thể coi là không tan.

Baking soda không chỉ tồn tại tự nhiên mà còn được tìm thấy trong quặng nahcolite ở những khu vực từng có suối khoáng, một loại khoáng sản hình thành từ hàng ngàn năm trước khi các sông hồ bay hơi với nhiệt độ cao.

Tính chất hóa học

• Natri bicarbonat là muối axit có nguyên tử H linh hoạt trong cấu trúc axit gốc, biểu hiện tính axit yếu. Tuy nhiên, vì NaHCO₃ là muối của axit yếu (H₂CO₃), nó có khả năng phản ứng với axit mạnh hơn (như HCl...), tạo ra khí CO₂, cho nên NaHCO₃ cũng có tính chất là bazơ và tính chất này thường chiếm ưu thế hơn tính axit.
• Trong dung dịch nước, NaHCO₃ bị thủy phân thành môi trường bazơ yếu:

NaHCO₃ + H₂O → NaOH + H₂CO₃

Môi trường này có thể làm thay đổi màu của giấy quỳ tím nhưng không đủ mạnh để làm thay đổi màu của dung dịch phenolphthalein.

• Tác dụng với axit mạnh tạo thành muối và nước, đồng thời giải phóng khí CO₂:

2NaHCO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O + 2CO₂↑

• Tác dụng với bazơ tạo thành muối mới và bazơ mới:

NaHCO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + NaOH + H₂O

hoặc tạo thành hai muối mới:

2NaHCO₃ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + Na₂CO₃ + 2H₂O

• Tác dụng với NaOH tạo thành muối trung hòa và nước:

NaHCO₃ + NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

• Dưới tác dụng của nhiệt độ, NaHCO₃ chuyển hóa sang Na₂CO₃ theo phản ứng:

2NaHCO₃ ←t°→ Na₂CO₃ + H₂O + CO₂

Sản xuất

• NaHCO₃ chủ yếu được sản xuất qua công nghệ Solvay, đóng vai trò là một chất trung gian trong quy trình này. Phương pháp bao gồm phản ứng giữa canxi cacbonat, natri clorua và amoniac. Vào năm 2001, sản lượng ước đạt khoảng 100.000 tấn mỗi năm.
• NaHCO₃ cũng có thể được tạo ra từ phản ứng giữa carbon dioxide và dung dịch natri hydroxide trong nước. Phản ứng đầu tiên sản sinh natri cacbonat:

CO₂ + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

Tiếp theo, thêm carbon dioxide dư vào để tạo thành natri bicarbonat. Dung dịch sau đó được cô đặc để thu được muối khan:

Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃

• Sản lượng thương mại của các loại bánh soda cũng được sản xuất bằng cách tương tự: tro soda, được chiết xuất từ quặng trona ((Na₃HCO₃)₂.H₂O), tan vào nước và xử lý với carbon dioxide. Natri bicarbonate được tạo thành dưới dạng chất rắn trong phản ứng:

Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O → 2NaHCO₃

Ứng dụng

• Khi tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc chất có tính acid, baking soda sẽ thải ra khí CO₂ (carbon dioxide/khí carbonic), do đó nó thường được sử dụng trong nấu ăn, làm cho nhiều loại bánh như bánh quy, muffin, quẩy… xốp, thêm vào các loại đồ uống giải khát, thêm vào xốt cà chua hoặc nước chanh để làm giảm độ acid, hoặc cho vào nước ngâm đậu hay lúc nấu để giảm thời gian nấu chín, làm cho đậu mềm và giảm tình trạng đầy hơi sau khi ăn các loại hạt đậu, đỗ. Baking soda cũng rất hiệu quả khi được sử dụng để chế biến các món thịt hầm hoặc món gân và cơ bắp động vật, giống như khi nấu đậu, nhờ vào tính acid của khí carbonic khi được thải ra đã ngấm vào và làm mềm các loại thực phẩm.
• Trong lĩnh vực y tế, baking soda còn được gọi là thuốc muối, được sử dụng để trung hòa acid, điều trị đau dạ dày hoặc giải độc do acid; dùng làm nước súc miệng hoặc sử dụng trực tiếp: chà lên răng để loại bỏ mảng bám và làm trắng… Thành phần NaHCO₃ cũng giúp giảm lượng dầu trên da, là nguyên nhân chính của mụn trứng cá.
• Ngoài việc sử dụng trực tiếp cho con người, NaHCO₃ còn được sử dụng để lau chùi dụng cụ nhà bếp, tẩy rửa các vùng cần vệ sinh nhờ tính chất mài mòn, tác dụng với một số chất (kết dính cặn), rắc vào các vùng xung quanh nhà để chống lại một số loại côn trùng.
• Ngoài ra, NaHCO₃ còn có nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp da, cao su và chất chữa cháy. Tạo ra hiệu ứng màu vàng rực trong pháo hoa...