孫時增
摘要:在學(xué)習(xí)化學(xué)過程中認識了碳酸氫鈉這種物質(zhì),它在日常生活中應(yīng)用很廣泛,通過查閱文獻對該物質(zhì)有了更多的了解,本文用化學(xué)機理全面介紹了碳酸氫鈉在日常生活與醫(yī)藥中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:碳酸氫鈉;日常生活;醫(yī)藥;化學(xué)反應(yīng)
中圖分類號:G633.8 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)12-0084-02
生活中處處離不開化學(xué),化學(xué)與生活密切聯(lián)系。在學(xué)習(xí)化學(xué)過程中,細心留意生活,用化學(xué)知識分析生活中常見的現(xiàn)象,會讓我們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣變得更濃,另外,在生活中學(xué)會運用化學(xué),會解決生活中的許多困難。在化學(xué)課程與生活中常見的物質(zhì)碳酸氫鈉,本人查閱文獻并結(jié)合學(xué)校的課程與實驗探討該物質(zhì)在日常生活中與醫(yī)藥中的應(yīng)用。
一、碳酸氫鈉的基本性質(zhì)
碳酸氫鈉(NaHCO3)(Sodium Bicarbonate),俗稱小蘇打。白色細小晶體,在水中的溶解度小于碳酸鈉。它也是一種工業(yè)用化學(xué)品,固體50℃以上開始逐漸分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水,270℃時完全分解。碳酸氫鈉是強堿與弱酸中和后生成的酸式鹽,溶于水時呈現(xiàn)弱堿性[1]。碳酸氫鈉依據(jù)其應(yīng)用的領(lǐng)域分為工業(yè)級、食品級、試劑級等,不同級別的碳酸氫鈉標準不同,但在應(yīng)用時多是利用其弱堿的性質(zhì),常見的應(yīng)用是基于酸堿中和反應(yīng)。
二、日常生活中的應(yīng)用
在日常生活中,經(jīng)常能用到碳酸氫鈉,有些時候是一些生活小竅門或是養(yǎng)生。
1.發(fā)酵劑。在做饅頭、油條、餅干、面包等食品時,常把蘇打粉融水拌入面中,可致食品更加蓬松。碳酸氫鈉作為發(fā)酵劑,利用的化學(xué)機理是下面第一個化學(xué)方程式,碳酸氫鈉熱后分解成碳酸鈉、二氧化碳和水,二氧化碳和水蒸汽溢出,使食品蓬松。
2.廚房清潔。在日常生活中使用洗潔精時常常擔心有殘留有害健康,家里老人常用小蘇打或堿面溫水洗碗去油脂,即使有殘留對人體也無害,這是基于什么原理呢?其原理是化學(xué)中的皂化反應(yīng),皂化反應(yīng)通常指的是堿(通常為強堿)和酯反應(yīng),而生產(chǎn)出醇和羧酸鹽,尤指油脂和堿反應(yīng)。在化學(xué)實驗中用植物油、氫氧化鈉和乙醇按一定比例加熱反應(yīng)生成粘稠物,制成簡易的肥皂。小蘇打呈弱堿性,在洗碗時游離出的氫氧根離子與油脂發(fā)生反應(yīng)達到去油脂的目的。
3.蘇打水。近年在我國流行蘇打水,這種水中含有碳酸氫鈉,pH值呈弱堿性,尤其適合胃酸分泌過多的人與痛風(fēng)患者[2]。
胃酸分泌過多。胃酸的主要成分是鹽酸,對于胃酸分泌過多的人,在日常生活中可以喝蘇打水能起到中和胃酸、緩解消化不良的作用,緩解反酸、燒心等癥狀。但不可將蘇打水當成藥物治療疾病,后文中會探討碳酸氫鈉作為藥物發(fā)揮中和胃酸的作用。
但事物都具有兩面性,對于胃酸分泌過少的人則不適合大量飲用蘇打水,否則會加重胃酸缺乏。
痛風(fēng)患者。尿酸,化學(xué)名稱7,9-二氫-2,6,8(3H)三酮-1H-嘌呤,結(jié)構(gòu)式如下:
正常人體尿液中產(chǎn)物主要為尿素,含少量尿酸。當人體嘌呤攝入過多、內(nèi)源性嘌呤產(chǎn)生過多、嘌呤代謝增加等原因?qū)е履蛩岣哂谡V笜?。尿酸過高會引發(fā)痛風(fēng),痛風(fēng)患者與高尿酸血癥患者在飲食中有很多禁忌,如啤酒、海鮮、肉湯等會升高嘌呤的食物。在日常生活中喝蘇打水可堿化尿液、促進尿酸排泄。另外,普通人在進食大量高嘌呤的食物后,也可適量飲用蘇打水,促進尿酸排泄,預(yù)防痛風(fēng)。
三、醫(yī)藥中的應(yīng)用
1.藥用輔料。碳酸氫鈉可作為一種藥用輔料應(yīng)用于藥物制劑中,主要作用是調(diào)節(jié)pH值或緩沖劑,如注射劑與口服溶液等。原理是:當酸性物質(zhì)增多時,即氫離子增多時,可與碳酸氫根離子反應(yīng)生成碳酸,碳酸不穩(wěn)定,分解成水和二氧化碳,此時氫離子數(shù)量減少;當堿性物質(zhì)增多時,可與碳酸反應(yīng)生成碳酸氫根,此時氫氧根離子減少,即體現(xiàn)出緩沖作用,使pH值不至于變化過大,化學(xué)方程式如下:
有一種有趣的藥物叫“泡騰片”,放入溫水中藥物立即崩解,產(chǎn)生的氣泡還會使藥片在水中上下翻滾,該類藥物通常是用有機酸(常用的是枸櫞酸)和碳酸氫鈉的混合物組成特殊的崩解劑,泡騰片本身干燥不含水分,泡騰崩解劑中的兩種物質(zhì)未電離不能發(fā)生反應(yīng),但當泡騰片放入水中之后,兩種物質(zhì)發(fā)生酸堿反應(yīng),產(chǎn)生大量二氧化碳,使片劑迅速崩解和融化。
枸櫞酸化學(xué)名稱為3-羥基-1,3,5-戊三酸,結(jié)構(gòu)式如下:
枸櫞酸與碳酸氫鈉發(fā)生如下反應(yīng)發(fā)揮崩解作用:
2.作為藥物。
碳酸氫鈉片。除用作藥用輔料外,碳酸氫鈉因其弱堿性質(zhì),本身可作為一種藥物。碳酸氫鈉片為抗酸劑,口服后可迅速中和胃酸,解除胃酸過多或燒心癥狀。該藥利用的是碳酸氫鈉的弱堿性質(zhì)。
碳酸氫鈉注射液。碳酸氫鈉注射液有以下幾種適應(yīng)癥[3]:(1)冶療代謝性酸中毒。代謝性酸中毒是細胞外液H+增加或HCO3-丟失而引起的以血漿HCO3-濃度原發(fā)性減少為特征的酸堿平衡紊亂類型。治療輕至中度代謝性酸中毒,以口服為宜。重度代謝性酸中毒則應(yīng)靜脈滴注,如嚴重腎臟病、循環(huán)衰竭、心肺復(fù)蘇、體外循環(huán)及嚴重的原發(fā)性乳酸性酸中毒、糖尿病、酮癥酸中毒等。(2)堿化尿液。用于尿酸性腎結(jié)石的預(yù)防,減少磺胺等藥物的腎毒性,及急性溶血防止血紅蛋白沉積在腎小管。(3)作為制酸藥,治療胃酸過多引起的癥狀。(4)靜脈滴注對某些藥物中毒有非特異性的治療作用,如巴比妥類、水楊酸類藥物及甲醇等中毒。
碳酸氫鈉以上幾種適應(yīng)癥仍然基于其弱堿的性質(zhì),具體藥理作用是:(1)治療代謝性酸中毒,本品使血漿內(nèi)碳酸根濃度升高,中和氫離子,從而糾正酸中毒。(2)堿化尿液,由于尿液中碳酸氫根濃度增加后pH值升高,使尿酸、磺胺類藥物與血紅蛋白等不易在尿中形成結(jié)晶或聚集。(3)制酸,口服能迅速中和或緩沖胃酸,而不直接影響胃酸分泌。因而胃內(nèi)pH迅速升高緩解高胃酸引起的癥狀。
碳酸氫鈉作為一種藥物是有禁忌患者的,其禁用于吞食強酸中毒時的洗胃,因其與強酸反應(yīng)產(chǎn)生大量二氧化碳,導(dǎo)致急性胃擴張甚至胃破裂。
3.作為藥物分析試劑。碳酸氫鈉常用于藥物分析中,在一些藥物的鑒別試驗與含量測定會用到碳酸氫鈉。下面舉一個藥物分析中的例子:腎上腺素類藥物的鑒別試驗。腎上腺素類藥物具烴氨基側(cè)鏈,顯弱酸性;分子中具有鄰苯二酚(或苯酚)結(jié)構(gòu)的藥物可與重金屬離子絡(luò)合呈色,露置空氣中或遇光易氧化,色漸變深,在堿性溶液中更易變色;多數(shù)藥物分子中有手性碳原子,具有光學(xué)活性;苯環(huán)上的取代基也各具特性均可供分析用。該類藥物中的重酒石酸去甲腎上腺素的鑒別試驗:該藥物的化學(xué)名稱為(R)-4-(2-氨基-1-羥基乙基)-1,2-苯二酚重酒石酸鹽一水合物。在《中國藥典》中鑒別方法之一是精密稱定藥物,加水溶解后加入三氯化鐵試液,振搖后即顯翠綠色;再緩緩加碳酸氫鈉試液,即顯藍色,最后變成紅色。機理是:藥物的鄰二酚羥基結(jié)構(gòu)與三價鐵離子配位顯色,加入碳酸氫鈉后,在堿性條件下藥物的酚羥基還原性增強,極易被三價鐵離子氧化而顯色。
四、結(jié)語
化學(xué)這門學(xué)科與人們實際生活是密切聯(lián)系的,在衣食住行中都能看到化學(xué)的影子。本文分析了碳酸氫鈉這一種物質(zhì),發(fā)現(xiàn)了它在生活與醫(yī)藥中的各種應(yīng)用,并用基本的化學(xué)機理進行解釋,揭開了生活中一些應(yīng)用的神秘面紗。
參考文獻:
[1]化學(xué)品數(shù)據(jù)庫[Z].
[2]王旭峰.常喝蘇打水,對胃好[J].生活中的醫(yī)學(xué).
[3]上?,F(xiàn)代哈森(商丘)藥業(yè)有限公司碳酸氫鈉注射液說明書[Z].