Hidróxido de sodio

Qué es y qué hace

El hidróxido de sodio (NaOH), que se vende como sosa cáustica o soda cáustica, es un sólido blanco y uno de los álcalis comunes más fuertes. En la elaboración de jabón aporta el hidróxido que divide cada molécula de grasa en tres moléculas de jabón y una de glicerina. El sodio se queda con el jabón, y los jabones de sodio son los que permiten que una pastilla endurezca.

La reacción se produce en proporciones fijas, y por eso la sosa se pesa al gramo. El índice de saponificación de un aceite indica cuánto álcali consume. Esos valores se publican en miligramos de hidróxido de potasio por gramo de grasa, así que la calculadora los convierte para el hidróxido de sodio con la razón entre las dos masas molares, 39,997 a 56,106.

Quienes hacen jabón pesan un poco menos de sosa de la que podrían aprovechar los aceites. Ese margen es el sobreengrasado, o descuento de álcali, y hace que la sosa sea el ingrediente que se acaba primero. Con el 5 % que la calculadora usa por defecto, 1000 g de aceite de oliva llevan 128,7 g de hidróxido de sodio: suficiente para el 95 % del aceite, y el resto queda en la pastilla como aceite. Cuando la reacción termina no queda sosa sin nada con qué reaccionar, y lo que queda es jabón, glicerina, el sobreengrasado y algo de agua.

La reacción es rápida al principio y lenta al final. En los estudios de Kevin Dunn, con el jabón mantenido caliente durante sus cuatro primeras horas, la mayor parte había terminado en un día, y la mayoría de sus pastillas curadas no tenían nada de álcali libre al valorarlas. Por eso el jabón recién hecho se manipula con guantes en sus primeros días, y una pastilla curada y bien calculada no.

Formas, grados y pureza

El sólido se vende en escamas, en pequeñas bolitas redondas (que se venden como perlas o microperlas) y en gránulos. NIOSH lo describe como escamas, perlas o gránulos, y la especificación de la UE para aditivos alimentarios añade lentejas, barras y masas fundidas. La forma cambia cómo se vierte y nada de lo que hace. Sea cual sea la forma, pésela: la sosa de una receta es un peso, nunca un volumen.

El hidróxido de sodio de grado alimentario, el aditivo E 524, debe contener al menos un 98,0 % de álcali expresado como NaOH y no más de un 0,5 % de carbonato de sodio, según la especificación de la UE del Reglamento (UE) n.º 231/2012. La nota de la calculadora da del 98 al 100 % para los grados alimentario y técnico, y un certificado de fabricante que Dunn enseñó a quienes hacen jabón indicaba un 99,9 %.

Por eso la calculadora supone el 100 %, y por eso la suposición es segura. Si la sosa es en realidad del 98 % y el ajuste se deja en el 100 %, nuestra pastilla de diario acaba con un sobreengrasado del 6,9 % en lugar del 5 %: algo más blanda y suave, nunca cáustica. El error que hay que evitar es el contrario, una pureza introducida más baja que la que tiene de verdad la sosa, porque entonces la calculadora pide pesar más. Cambie el ajuste solo cuando una etiqueta, un certificado de análisis o su propia valoración le den una cifra.

Un limpiador de desagües solo sirve si su etiqueta dice 100 % hidróxido de sodio, o 100 % sosa cáustica, y nada más, como dice Anne Watson. Muchos limpiadores de desagües son mezclas. Anne-Marie Faiola advierte que algunos granulados contienen trocitos de aluminio, que la sosa ataca desprendiendo hidrógeno, un gas inflamable; otros llevan ingredientes que, en palabras de Alicia Grosso, no son nada adecuados para hacer jabón. Una mezcla lleva sus otras sustancias químicas al jabón y puede reaccionar en la jarra de maneras en que la sosa sola no lo hace, así que no use nunca una. El hidróxido de sodio puro es blanco o casi blanco; si hay motas, un tinte o algo metálico en el envase, hay que devolverlo.

Cómo disolverlo

Añada siempre la sosa al agua, despacio, nunca el agua a la sosa; la Ficha Internacional de Seguridad Química dice lo mismo. Al disolverse, el hidróxido de sodio desprende 44,51 kJ por mol, alrededor de 1,1 kJ por gramo, y todo ese calor se queda en la solución. La solución de sosa recién hecha pasa de 90 °C en unos instantes: David Fisher, Catherine Failor y Anne-Marie Faiola dan cada uno alrededor de 93 °C (200 °F). El agua vertida sobre un montón de sosa se encuentra con mucha más sosa de la que puede absorber su calor, así que hierve donde cae y salpica.

Empiece con agua fría. Grosso advierte que la sosa añadida a un líquido caliente lo lleva "dangerously close to or over the boiling point in no time", y NIOSH señala que el calor puede bastar para prender material combustible cercano. Durante el primer minuto la jarra desprende vapor que arrastra una fina niebla de sosa. A Susan Miller Cavitch los vapores le resultaron insoportables al cabo de unos diez segundos, y salió de la habitación dos o tres minutos; apartar la cara y trabajar junto a una ventana abierta o bajo una campana extractora cumple la misma función. Basta muy poco de esa niebla para que importe: el límite laboral de EE. UU. es de 2 mg de hidróxido de sodio por metro cúbico de aire.

El hielo y los líquidos congelados contienen el calor. Una de las formas que tiene Faiola de enfriar la sosa es pesar cubitos de hielo como líquido de la receta y disolver la sosa sobre ellos. La leche, el té y otros líquidos con azúcares o proteínas se queman en la sosa caliente, así que Grosso y Faiola los congelan hasta dejarlos semicongelados y echan la sosa de cucharada en cucharada. Todo lo que se congela cuenta como agua de la receta. El hielo que se echa en una solución ya hecha es agua de más que la receta no pedía; para enfriar una jarra, póngala en un recipiente con agua fría o con hielo, como hace Watson.

La sosa ataca el aluminio, el estaño, el plomo y el zinc, y desprende hidrógeno al hacerlo, y el manual de OxyChem añade el cobre y sus aleaciones, el latón y el bronce. Así que nada de ollas ni papel de aluminio, ni recipientes galvanizados, ni cucharas de latón. El acero inoxidable es el metal que hay que usar: OxyChem considera aptos los aceros inoxidables 304L y 316L para la sosa cáustica hasta 200 °F (93 °C).

Entre los plásticos, el polipropileno (PP, código de reciclaje 5) es el de la jarra para mezclar: un fabricante de material de laboratorio lo califica de excelente frente al hidróxido de sodio al 50 % y utilizable hasta 135 °C. El polietileno de alta densidad (HDPE, código 2) resiste la sosa igual de bien, pero tiene una temperatura de deflexión térmica de 65 °C, así que va mejor para la sosa sólida y la solución ya fría que para una recién hecha y caliente. El policarbonato y el PETG, los plásticos transparentes "irrompibles", se dañan enseguida con la sosa concentrada, y una botella de bebida nunca es un recipiente para sosa.

El vidrio resistente al calor es donde los libros no se ponen de acuerdo. Cavitch mezclaba la sosa en vidrio termorresistente, Watson admite el vidrio apto para horno y Fisher una jarra de vidrio robusta, mientras que Grosso dejó de recomendarlo porque hubo jarras medidoras de vidrio resistente al calor que estallaron, y nuestra guía de seguridad con el álcali aconseja evitar el vidrio. Los dos lados tienen su parte de razón. El vidrio de borosilicato soporta sin dificultad soluciones cáusticas de hasta el 30 % a temperatura ambiente, según su fabricante, pero la corrosión aumenta con la temperatura, y la solución de sosa recién hecha es a la vez más concentrada y mucho más caliente. El álcali caliente ataca poco a poco el vidrio, y una jarra de vidrio caliente puesta en agua fría para enfriarla puede agrietarse. El polipropileno no tiene ninguno de los dos problemas.

La concentración y el agua que necesita

El agua no participa en la reacción. Disuelve la sosa y la lleva hasta los aceites, y la mayor parte sale de la pastilla durante el curado. Cuánta usar es una elección. La calculadora permite indicarla como concentración del álcali (la parte de álcali en la solución alcalina), como proporción agua : álcali o como agua en porcentaje de los aceites, y muestra las tres a la vez. Empieza con una solución al 33 % y marca como fuerte todo lo que pase del 40 % y como diluido lo que baje del 25 %. La guía del agua explica lo que cada paso hace a la traza, la firmeza, el curado y la ceniza de sosa.

El mínimo de agua lo marca la cantidad de sosa que el agua puede contener.El hidróxido de sodio se satura alrededor del 52 % en peso a 20 °C, unos 108 g en 100 g de agua (OCDE). Con menos agua, parte de la sosa no se puede disolver y acaba como granos cáusticos en las pastillas, y la calculadora avisa siempre que el agua pesada con la sosa es menor que el peso de la sosa dividido entre 1,08. En la práctica, una solución al 50 %, a partes iguales en peso de sosa y agua, es lo más concentrado a lo que conviene llegar, y empieza a cristalizar por debajo de unos 12 °C (OxyChem). Una solución premezclada guardada en un cuarto frío puede soltar cristales, y el líquido que queda encima es entonces más débil de lo que dice su etiqueta.

Una solución más fuerte se calienta más al disolverse y, como señala Grosso, quema la piel más rápido. La leche y otros líquidos cuentan solo por el agua que llevan, y un líquido que se reserva hasta la traza deja la sosa disuelta en menos agua de la que sugiere la cifra de la receta. La calculadora muestra la concentración tal como se mezcla y avisa cuando pasa del límite.

Cómo guardarlo y cómo saber si se ha estropeado

Guarde el hidróxido de sodio en su envase original, etiquetado, con la tapa enroscada entre una cucharada y otra. La ficha de seguridad química pide mantenerlo seco y bien cerrado, separado de alimentos, ácidos fuertes y metales. Guárdelo fuera del alcance de niños y mascotas y lejos del hidróxido de potasio, y no lo pase nunca a un envase de comida ni a una botella de bebida.

La sosa absorbe agua del aire, y también dióxido de carbono, que convierte parte de ella en carbonato de sodio; la especificación de la UE para aditivos alimentarios detalla esa reacción. Las dos cosas dejan menos hidróxido en cada gramo que se pesa. El agua sola deja el jabón corto de sosa y más blando, como comprobó Dunn al simular sosa cáustica que había bajado al 95, 90, 85 y 80 % de pureza. El carbonato ya no se puede quitar, y entra en el lote con la sosa. Las fábricas de jabón añadían antes carbonato a propósito para dar firmeza al jabón barato, y Simmons y Appleton advirtieron que en exceso volvía el jabón quebradizo y le hacía salir eflorescencias blancas en la superficie. La película blanca de un bloque recién hecho, la ceniza de sosa, suele formarse de otra manera, cuando la sosa sin reaccionar de la superficie entra en contacto con el aire, y de ella se ocupa la guía de la ceniza de sosa.

La sosa nueva se vierte en perlas o escamas sueltas y secas. La sosa que ha absorbido agua se apelmaza y forma costra; Cavitch, que hacía jabón en la húmeda Memphis, la compraba en envases pequeños para no tener que sacar nunca una medida de un terrón duro. El carbonato se ve peor. La comprobación de Dunn consiste en disolver una muestra en una solución al 50 %, con gafas y guantes puestos: el carbonato de sodio no se disuelve en sosa concentrada, así que la sosa contaminada muestra motas blancas que flotan en la superficie. Unas pocas son inevitables; muchas significan que la sosa no sirve para jabón. Si un envase se ha quedado abierto o se ha apelmazado, mida su pureza con la valoración con ácido cítrico de la guía de NaOH y KOH, o sustitúyalo.

Cómo comprarlo, y la ley

Cómprelo etiquetado como hidróxido de sodio, en escamas o perlas, a un proveedor de jabonería o de productos químicos, o como grado alimentario o técnico. En el transporte es una mercancía peligrosa, UN 1823, clase 8 (corrosivo), grupo de embalaje II, y esa clasificación determina cómo puede embalarse y enviarse.

En la UE, un envase vendido al público lleva la etiqueta CLP: el pictograma de corrosión, la palabra Peligro, H314 y consejos de prudencia. Como es corrosivo cutáneo de categoría 1, el envase debe llevar además un cierre de seguridad para niños y una advertencia táctil de peligro para personas con visión reducida (CLP, anexo II, secciones 3.1 y 3.2).

En Inglaterra, Gales y Escocia, el hidróxido de sodio a más del 12 % en peso es un "corrosive product" según la Offensive Weapons Act 2019 desde el 6 de abril de 2022. Venderlo a menores de 18 años es delito, y quien lo vende a distancia, por internet o por teléfono, comete delito si lo entrega, o gestiona su entrega, en una vivienda o en un casillero de paquetería. Allí, un vendedor no puede enviarlo legalmente a un domicilio.

En Estados Unidos, los productos domésticos con un 10 % o más de hidróxido de sodio libre deben llevar la palabra de advertencia "POISON", una norma que se remonta a la Federal Caustic Poison Act, y los productos domésticos secos de esa concentración necesitan envases a prueba de niños (16 CFR 1500.129 y 1700.14). Otros países fijan sus propias normas. Compre a un proveedor que pueda enviárselo legalmente, y conserve la etiqueta y la ficha de datos de seguridad.

Derrames y eliminación

Recoja las perlas secas con recogedor y cepillo, con los guantes puestos, en un recipiente de plástico seco con tapa, como aconseja la ficha de seguridad química, y luego limpie la zona con abundante agua. Las perlas rebotan y se pegan por la electricidad estática, así que revise el suelo, la balanza y sus mangas antes de quitarse los guantes.

Absorba la solución derramada con papel absorbente, tírelo a la basura y limpie la superficie con abundante agua. La neutralización es como la industria termina una limpieza, no como la empieza: OxyChem recoge primero el material derramado, neutraliza solo el residuo con ácido diluido y luego lava la zona con agua, y su manual advierte que las soluciones cáusticas desprenden mucho calor al neutralizarse. En casa eso significa pasar un paño con vinagre diluido por una superficie dura una vez retirada la sosa, nunca echar vinagre sobre un charco de solución caliente.

La sosa más fácil de desechar es la que nunca se llegó a mezclar, así que prepare solo lo que pide la receta. La solución sobrante se conserva para la siguiente tanda en una botella de polipropileno o HDPE bien cerrada, etiquetada como sosa con su concentración y la fecha; el ajuste de solución madre de la calculadora la pesa. La solución que no vaya a usar, y la sosa sólida que ya no quiera, van a un punto de recogida de residuos domésticos peligrosos, ni por el desagüe ni a la basura: las compañías de agua piden que los productos químicos vayan allí, y algunos puntos limpios solo los aceptan en su envase original etiquetado, así que pregunte antes de llevar un tarro de solución casera. La masa de jabón cruda sigue siendo cáustica y puede endurecerse en la tubería (Grosso), así que ráspela a un molde de sobra o a la basura.

Hidróxido de sodio o hidróxido de potasio

Los dos álcalis hacen el mismo trabajo, molécula a molécula. La diferencia está en el jabón que dejan. Los jabones de sodio de los ácidos grasos saturados cristalizan a temperatura ambiente y forman pastillas; sus versiones de potasio siguen disueltas, y por eso el hidróxido de potasio da jabón líquido y blando (McBain y Sierichs, 1948). Una receta de doble álcali hace parte de la saponificación con cada uno: una pequeña parte de potasio para una pastilla que haga espuma con más facilidad, una mayor para el jabón de afeitar, y casi todo potasio para el jabón crema.

Parecen casi iguales y no son intercambiables en peso: 56,1 g de hidróxido de potasio hacen lo mismo que 40,0 g de hidróxido de sodio. Si se pesa hidróxido de sodio según una cifra de hidróxido de potasio, la pastilla recibe alrededor de la mitad más de álcali del que pueden aprovechar sus aceites. Para 1000 g de aceite de oliva son 200,6 g en lugar de 128,7 g, un sobreengrasado de alrededor del −48 %, y una pastilla cáustica. Etiquete los dos envases, guárdelos por separado y lea el nombre del álcali encima de la cifra en la calculadora antes de pesar.

Errores y mitos frecuentes

"El jabón artesanal todavía lleva sosa." A una pastilla bien calculada y bien hecha no le queda nada: la sosa se pesa por debajo de lo que podrían tomar los aceites y se consume en la reacción, como muestran las valoraciones de Dunn con pastillas curadas. Todo jabón verdadero se hace con álcali, incluida la base de glicerina; la cuestión es si queda algo. Las normas sobre el jabón miden justamente eso. La norma de jabón de tocador de África Oriental, por ejemplo, admite como máximo un 0,1 % de álcali cáustico libre y no fija ningún límite de pH, porque todo jabón verdadero da una lectura alcalina, de pH 9 a 10 aproximadamente.

"Tóquela con la lengua." La prueba de la lengua mete en la boca una pastilla quizá cáustica, solo detecta un exceso grosero y puede engañarse con aromas como la canela y el clavo, que activan el mismo receptor de la sensación de ardor. La fenolftaleína, un medidor de pH calibrado o una valoración de laboratorio responden a la pregunta sin ese riesgo; la guía del pH del jabón explica cómo interpretar cada uno.

Los errores que causan daños reales son pocos y conocidos: agua vertida sobre la sosa; una jarra de solución sin vigilar o sin etiquetar; aluminio en cualquier parte cerca; sosa vieja y apelmazada pesada como si fuera nueva; el álcali equivocado elegido en la calculadora; una pureza introducida más baja que la que tiene de verdad la sosa; y vinagre sobre una quemadura en lugar de agua corriente.