Peróxido de sodio (Na2O2): estructura, propiedades, usos
El peróxido de sodio es un compuesto químico de formula Na2O2 que presenta dos enlaces iónicos entre los dos átomos de sodio y la molécula de O2. Existe en varios hidratos y peroxihidratos incluyendo Na2O2 · 2H2O2 · 4H2O, Na2O2 · 2H2O, Na2O2 · 2H2O2 y Na2O2 · 8H2O.
Tiene una estructura cristalina hexagonal, sin embargo, al calentarse esta forma experimenta una transición a una fase de simetría desconocida a 512° C. Su estructura cristalina se presenta en la figura 2 (Sodium: sodium peroxide, 1993-2016).
El peróxido de sodio puede prepararse a gran escala mediante la reacción de sodio metálico con oxígeno a 130-200° C (Ashford, 1994), proceso que genera óxido de sodio, que en una etapa separada absorbe oxígeno:
4 Na + O2 → Na2O
2 Na2O + O2 → 2 Na2O2
El presente procedimiento discontinuo implica la oxidación de sodio en monóxido sódico con aire seco y posterior oxidación del monóxido en peróxido con un 90% de oxígeno.
En 1951, USI comenzó a operar el primer proceso continuo para la producción de peróxido de sodio. El proceso es único en un aspecto: utiliza aire en lugar de oxígeno puro.
Durante casi 70 años, se han utilizado variaciones de un proceso por lotes (SCHOW, 1957), por ejemplo, el producto comercial contiene entre 90 y 95% de peróxido de hidrógeno.
Índice del artículo
El peróxido de sodio es un sólido granulado de color amarillento que se torna amarillo en contacto con la atmósfera (National Center for Biotechnology Information, S.F.). Su apariencia se ilustra en la figura 3.
El peróxido de sodio tiene un peso molecular de 77,98 g/mol y una densidad de 2,805 g/ml. El compuesto tiene un punto de fusión de 460,00° C donde comienza a descomponerse a óxido de sodio y oxigeno molecular según la reacción:
2 Na2O2 → 2 Na2O + O2
Su punto de ebullición es de 657° C (Royal Society of Chemistry, 2015).
El peróxido de sodio reacciona violentamente con agentes reductores, materiales combustibles y metales ligeros. Reacciona exotérmica y rápidamente o incluso explosivamente con agua para formar una base fuerte (NaOH) y oxígeno (O2).
Una mezcla con persulfato de amonio puede explotar si se somete a fricción (trituración en un mortero), si se calienta, o si una corriente de dióxido de carbono gaseoso se pasa sobre él.
Reacciona muy vigorosamente con sulfuro de hidrógeno gaseoso. Incluso en ausencia de aire, la reacción puede ir acompañada de llama. Se produce una explosión cuando se pasa dióxido de carbono gaseoso sobre una mezcla de peróxido de sodio con magnesio en polvo.
Las mezclas con ácido acético o anhídrido acético pueden explotar si no se mantienen frías. Son espontáneamente inflamable en contacto con anilina, benceno, éter dietílico o materiales orgánicos tales como papel y madera.
Mezclas con carbón vegetal, glicerina, ciertos aceites y fósforo queman o explotan. Una mezcla con carburo de calcio (en polvo) puede estallar en llamas cuando se expone al aire húmedo y explota cuando se calienta.
Se descompone, a menudo violentamente en presencia de cantidades catalíticas de dióxido de manganeso. La mezcla con monocloruro de azufre conduce a una reacción violenta. Puede reaccionar y provocar la ignición de los combustibles (SODIUM PEROXIDE, 2016).
El peróxido de sodio es un compuesto clasificado como base fuerte, explosivo y fuerte agente oxidante según su alerta de reactividad. Las mezclas con material combustible se inflaman fácilmente por fricción, calor o contacto con la humedad.
Puede descomponerse vigorosamente bajo exposición prolongada al calor, causando el rompimiento de los recipientes que lo contienen.
Muy peligroso en caso de contacto con la piel y con los ojos (irritante) y en los casos de ingestión y de inhalación. La exposición prolongada puede causar quemaduras en la piel y ulceraciones. La sobreexposición por inhalación puede causar irritación respiratoria.
La inflamación del ojo se caracteriza por enrojecimiento, riego y picazón. La inflamación de la piel se caracteriza por picazón, descamación, enrojecimiento o, ocasionalmente, formación de ampollas.
En caso de contacto visual, se debe verificar si se está usando lentes de contacto y removerlas. Se debe enjuagar inmediatamente los ojos con agua corriente durante al menos 15 minutos, manteniendo los párpados abiertos.
En caso de contacto con la piel, se lava suavemente y cuidadosamente la piel contaminada con agua corriente y jabón no abrasivo. Se puede usar agua fría. Se debe cubrir la piel irritada con un emoliente.
Si el contacto con la piel es grave, se debe lavar con un jabón desinfectante y cubrir la piel contaminada con una crema anti-bacteriana.
En caso de inhalación, se debe dejar reposar a la víctima en un área bien ventilada.
Evacue a la víctima a una zona segura tan pronto como sea posible. Afloje la ropa apretada tal como cuello de camisa, cinturón o corbata. Si la respiración es difícil, administre oxígeno. Si la víctima no está respirando, realice una resucitación boca a boca.
En caso de ingestión, no se debe inducir vómito. Si la víctima no está respirando, realice una resucitación boca a boca.
En todos los casos se debe buscar atención médica inmediata (Material Safety Data Sheet Sodium peroxide, 2013).
El peróxido de sodio se utiliza en blanqueadores de ropa, ya que reacciona con el agua para producir peróxido de hidrógeno, un agente blanqueador según la reacción:
Na2O2 + 2 H2O → 2 NaOH + H2O2
Además del peróxido de hidrógeno, la reacción produce hidróxido de sodio (lejía), que mantiene la solución alcalina. Agua caliente y una solución alcalina son ambos necesarios para que el peróxido de hidrógeno funcione mejor como un blanqueador (Field, S.F.).
El peróxido de sodio es usado para blanquear pasta de madera para la producción de papel y textiles. Actualmente se utiliza principalmente para operaciones de laboratorio especializadas, por ejemplo, la extracción de minerales. Además, en las reacciones químicas se utiliza peróxido de sodio como agente oxidante.
También se utiliza como fuente de oxígeno haciéndola reaccionar con dióxido de carbono para producir oxígeno y carbonato sódico, por lo tanto, es particularmente útil en equipo de buceo, submarinos, etc (Using sodium peroxide to scrub carbon dioxide emissions, 2014).
- Ashford, R. (1994). Ashford’s Dictionary of Industrial Chemicals. Londres: Publications Ltd.
- Field, S. (S.F.). Ingredients –Sodium peroxide. Retrieved from sci-toys.com.
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- Using sodium peroxide to scrub carbon dioxide emissions. (2014, Noviembre 10). Retrieved from stackexchange.