A cal sodada é uma mistura de produtos químicos utilizados na forma de grânulos em ambientes fechados, como anestesia geral , submarinos e câmaras hiperbáricas , de modo a retirar o dióxido de carbono dos gases inalados para evitar o envenenamento por CO 2.
A cal sodada é produzida pela introdução de hidróxido de cálcio em pó (também chamado de "cal apagada") em uma solução concentrada de hidróxido de sódio .
Os principais componentes da cal sodada são:
Durante a anestesia geral , os gases emitidos pelo paciente, que contêm níveis bastante elevados de dióxido de carbono , passam pelo circuito respiratório de uma máquina de anestesia . Este circuito respiratório contém grânulos de cal sodada. A cal sodada de grau medicinal inclui um indicador colorido que muda de cor assim que a cal sodada atinge sua capacidade de absorver dióxido de carbono.
Para garantir a operação adequada do dispositivo, ele não deve ser usado se o indicador colorido estiver ativado. As máquinas de anestesia convencionais contêm até 2 kg de cal sodada.
O hidróxido de lítio (LiOH) é o hidróxido alcalino de menor massa molar (LiOH: 24 g / mol ; Li: 7 g / mol ), por isso é utilizado para a absorção de CO 2em voos espaciais do programa Apollo , de forma a reduzir o peso a bordo. Durante a missão Apollo 13 , a tripulação alojada no módulo lunar começou a sofrer com altos níveis de CO 2e teve que adaptar cartuchos sobressalentes da cápsula Apollo para o módulo lunar .
Novos absorvedores de CO 2estão sendo desenvolvidos para reduzir o risco de formação de subprodutos tóxicos, em particular monóxido de carbono , resultante da interação entre o absorvedor e os anestésicos (moléculas halogenadas e fluoradas). Medidas simples para evitar a desidratação da cal evitam a produção de CO.
A equação geral da reação é:
CO 2+ Ca (OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O+ calor (na presença de água)Cada mol de CO 2(44 g ) reagindo com hidróxido de cálcio produz um mol de água (18 g ).
Esta reação pode ser dividida em três etapas básicas:
Essa sequência de etapas explica o papel catalítico desempenhado pelo hidróxido de sódio na reação e por que a cal sodada reage mais rápido do que a cal sozinha, eliminando assim o CO 2.mais eficiente. A formação de água pela reação e a umidade devida à respiração atuam como um solvente para a reação, sendo as reações na fase aquosa mais rápidas do que entre um gás seco e um sólido.
O mesmo efeito catalítico também contribui para a lenta carbonatação da cal ( portlandita ) pelo CO 2 atmosférico no concreto, embora a velocidade de propagação da frente de reação seja limitada principalmente pelo transporte difusivo de CO 2 dentro da matriz do concreto de baixa porosidade .
Um paralelo interessante pode ser traçado entre o papel catalítico do hidróxido de sódio no processo de carbonatação da cal sodada e o papel do hidróxido de sódio na reação álcali-agregado . Este é um processo lento de degradação de concretos que contêm agregados ricos em sílica amorfa. Este processo provoca inchaço e aparecimento de fissuras no concreto. De forma muito semelhante, o NaOH facilita muito a dissolução da sílica amorfa. O silicato de sódio obtido reage com o hidróxido de cálcio ( portlandita ) presente na pasta de cimento endurecido para formar silicato de cálcio hidratado (abreviado como CSH na notação do cimento ). Essa reação de silicificação do Ca (OH) 2, por sua vez, libera continuamente hidróxido de sódio em solução, o que mantém o pH alto, e o ciclo continua até o completo desaparecimento da portlandita ou sílica reativa do concreto atingido. Sem a catálise desta reação por hidróxidos solúveis de sódio ou potássio, a reação álcali-agregado não ocorreria ou seria limitada a uma reação pozolânica muito lenta . A reação álcali-agregado pode ser escrita, como a reação com cal sodada, simplesmente substituindo o CO 2por SiO 2 nas reações anteriores, como segue:
reação 1: SiO 2 + NaOH → NaHSiO 3 (dissolução de sílica por NaOH: pH alto) reação 2: NaHSiO 3 + Ca (OH) 2 → CaSiO 3 + H 2 O + NaOH (precipitação CSH e regeneração de NaOH) soma (1 + 2): SiO 2 + Ca (OH) 2 → CaSiO 3 + H 2 O(reação global = reação pozolânica catalisada por NaOH)