Refresco de limón - Soda lime

Refresco de limón

La cal sodada es una mezcla de productos químicos NaOH y CaO , que se utiliza en forma granular en entornos de respiración cerrados, como anestesia general , submarinos , rebreathers y cámaras de recompresión , para eliminar el dióxido de carbono de los gases respiratorios y evitar la retención de CO 2 y la intoxicación por dióxido de carbono .

Se elabora tratando cal apagada con una solución concentrada de hidróxido de sodio .

Componentes quimicos

Los principales componentes de la cal sodada son

Uso anestésico

Durante la administración de anestesia general, los gases expirados por un paciente, que contienen dióxido de carbono , pasan a través de un circuito respiratorio de máquina de anestesia lleno de gránulos de cal sodada. La cal sodada de grado médico incluye un tinte indicador que cambia de color cuando la cal sodada alcanza su capacidad de absorción de dióxido de carbono.

Para asegurarse de que un bote de cal sodada ( absorbedor de CO 2 ) esté funcionando correctamente, no debe usarse si el tinte indicador está activado. Las máquinas de anestesia estándar contienen típicamente hasta 2 kg de gránulos de cal sodada.

El hidróxido de litio (LiOH) es el hidróxido alcalino con el peso molecular más bajo (Na: 23 g / mol; Li: 7 g / mol) y, por lo tanto, se utiliza como absorbente de CO 2 en vuelos espaciales desde el programa Apollo para ahorrar peso en el lanzamiento. Durante el vuelo del Apolo 13, la tripulación refugiada en el módulo lunar comenzó a sufrir altos niveles de CO 2 y tuvo que adaptar cartuchos absorbentes de repuesto de la cápsula Apollo al sistema LEM.

Se ha desarrollado una generación reciente de absorbentes de CO 2 para reducir el riesgo de formación de subproductos tóxicos como resultado de la interacción entre el absorbente y los anestésicos inhalados ( halotano ). Algunos absorbentes hechos de hidróxido de litio (LiOH) también están disponibles para este propósito.

Uso de rebreather

El gas exhalado debe pasar a través de un lavador de dióxido de carbono donde el dióxido de carbono se absorbe antes de que el gas esté disponible para ser respirado nuevamente. En los rebreathers, el depurador es parte del circuito de respiración. El tinte indicador de color se eliminó del uso de la flota de la Marina de los EE. UU. En 1996 cuando se sospechaba que liberaba sustancias químicas en el circuito. En entornos más grandes, como cámaras de recompresión o submarinos, se utiliza un ventilador para mantener el flujo de gas a través del recipiente de limpieza.

Reacción química

La reacción general es:

CO 2 + CaO → CaCO 3 + calor (en presencia de agua)

Cada mol de CO 2 (44 g) que reacciona con hidróxido de calcio produce un mol de agua (18 g).

La reacción se puede considerar como una reacción facilitada por agua, catalizada por una base fuerte.

El mecanismo de reacción del dióxido de carbono con la cal sodada se puede descomponer en tres pasos elementales:

1) CO 2 (g) → CO 2 (aq) (el CO 2 se disuelve en el agua - lento y determinante de la velocidad)
2) CO 2 (ac) + NaOH → NaHCO 3 (formación de bicarbonato a pH alto)
3) NaHCO 3 + CaO → CaCO 3 + NaOH (NaOH reciclado al paso 2, de ahí un catalizador )

Esta secuencia de reacciones explica el papel catalítico que juega el hidróxido de sodio en el sistema y por qué la cal sodada tiene una reactividad química más rápida que el hidróxido de calcio solo. El NaOH húmedo impregna la superficie y la porosidad de los granos de hidróxido de calcio con una gran superficie específica. Reacciona mucho más rápidamente y, por lo tanto, contribuye a una eliminación más rápida del CO 2 del circuito de reinhalación. La formación de agua por la reacción y la humedad de la respiración también actúan como solvente para la reacción. Las reacciones en fase acuosa son generalmente más rápidas que entre un gas seco y un sólido seco. La cal sodada se usa comúnmente en respiradores de buceo de circuito cerrado y en sistemas de anestesia .

El mismo efecto catalítico de los hidróxidos alcalinos (función del contenido de Na 2 O eq del cemento ) también contribuye a la carbonatación de la portlandita por el CO 2 atmosférico en el hormigón, aunque la velocidad de propagación del frente de reacción está esencialmente limitada por el CO 2. difusión dentro de la matriz de hormigón menos porosa .

Analogía con la reacción álcali-sílice

Una reacción similar a la anterior, también catalizada por hidróxido de sodio, es la reacción álcali-sílice , un proceso de degradación lento que provoca el hinchamiento y el agrietamiento del hormigón que contiene agregados ricos en sílice amorfa reactiva . De manera muy similar, el NaOH facilita enormemente la disolución de la sílice amorfa. El silicato de sodio producido luego reacciona con el hidróxido de calcio ( portlandita ) presente en la pasta de cemento endurecida para formar silicato de calcio hidratado (abreviado como CSH en la notación química del cemento ). Esta reacción de silicificación del Ca (OH) 2 a su vez libera continuamente nuevamente hidróxido de sodio en solución, manteniendo un pH alto, y el ciclo continúa hasta la desaparición total de la portlandita o sílice reactiva en el concreto expuesto. Sin la catálisis de esta reacción por hidróxidos solubles de sodio o potasio, la reacción álcali-sílice no procedería o se limitaría a una reacción puzolánica muy lenta . La reacción de la sílice alcalina se puede escribir como la reacción de la cal sodada, simplemente sustituyendo CO 2 por SiO 2 en las reacciones mencionadas aquí anteriormente de la siguiente manera:

reacción 1:   SiO 2 + NaOH   →   NaHSiO 3   disolución de sílice por NaOH:
pH alto
reacción 2:   NaHSiO 3 + Ca (OH) 2   →   CaSiO 3 + H 2 O + NaOH     Precipitación de CSH
y regeneración de NaOH
suma (1 + 2):   SiO 2 + Ca (OH) 2   →   CaSiO 3 + H 2 O     reacción global: reacción
puzolánica catalizada por NaOH

Ver también

Referencias

enlaces externos