NÁTRIUM-SZULFÁT (NA2SO4): SZERKEZETE, TULAJDONSÁGAI, FELHASZNÁLÁS, ELŐÁLLÍTÁSA - KÉMIA - 2026

A nátrium-szulfát egy szervetlen só, amelynek a kémiai képlete Na ₂ SO ₄. Fehér szilárd anyagból áll, három formában jelen: vízmentes, a heptahidrát (alig kapható) és a dekahidrát (amelyet Glaubert sója néven ismert); ez utóbbi a nátrium-szulfát legelterjedtebb formája.

Nátrium-szulfát-dekahidrát, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, fedezte fel 1625-ben a Glaubert forrásvíz, aki elnevezte mirabilis só (csodás só) miatt a gyógyszer tulajdonságait.

Nézze meg az üveget nátrium-szulfát-mintával. Forrás: Walkerma a Wikipedia segítségével.

A nátrium-szulfát számos alkalmazásban van a textil- és papíriparban, valamint az üveggyártásban. Használatát kiterjesztik a termikus alkalmazásokra is, ideértve a környezeti hőellátást és a laptopok hűtését.

A nátrium-szulfát alacsony toxicitású vegyület, és káros hatása főként mechanikai és nem kémiai. A krisztallográfiai okokból, ez a só, hasonlóan a kálium-párja, K ₂ SO ₄, van rácsos és polimorf struktúrák.

Szerkezet

Vízmentes só

Vízmentes nátrium-szulfát-ionok. Forrás: Claudio Pistilli

A képlet Na ₂ SO ₄ jelzi, egyszerre, hogy a Na ⁺ és a SO ₄ ^2- ionok vannak 1: 2 arányban a só kristályok; vagyis minden két Na ⁺ kationhoz van egy anion SO ₄ ^{2, amely} kölcsönhatásba lép velük elektrosztatikus vonzerőn keresztül (felső kép).

Természetesen, ez vonatkozik a vízmentes Na ₂ SO ₄, nincs vízmolekulák összehangolják a nátrium-belül a kristályok.

Nátrium-szulfát

Annak ellenére, hogy egy látszólag egyszerű só, annak leírása szerkezetileg bonyolult. Na ₂ SO ₄ bemutatja polimorfizmus, amely legfeljebb öt kristályos fázisok: I, II, III, IV és V, amelynek átmeneti hőmérséklet 180, 200, 228, 235 és 883 ° C-on, ill.

Bár nincsenek hivatkozások tanúsítására, Na ₂ SO ₄ Azt kell lennie a az egyik egy hexagonális kristályos szerkezetű, sűrűbb, mint a rombos Na ₂ SO ₄ III, amelynek kristályok Na ⁺ formában tetraéderek (NaO ₄) és koordinációs oktaéderek (NaO ₆); vagyis körül lehet négy vagy hat SO ₄ ^2- anionnal.

Dehidrált só

Eközben a monoklin kristályszerkezete legfontosabb hidrátja, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, egyszerűbb. Ebben, gyakorlatilag a vízmolekulák, amelyek kölcsönhatásba lépnek, vagy koordinálja a Na ⁺ a Na (H ₂ O) ₆ ⁺ octahedra, a SO ₄ ^2- csak gondoskodunk elegendő stabilitást, hogy a kristály úgy, hogy létezik a szilárd fázisban.

Azonban, az olvadáspontja (32.38ºC) sokkal alacsonyabb, mint a vízmentes só (884ºC) azt mutatja, hogy hogyan vízmolekulát és azok a hidrogénkötések meggyengülnek az erősebb ionos kölcsönhatásokkal Na ₂ SO ₄.

Tulajdonságok

nevek

-Nátrium-szulfát (IUPAC)

-Glauber-só (dekahidrát)

-Keres só (dekahidrát)

-Nátrium-szulfát.

Moláris tömeg

142,04 g / mol (vízmentes)

322,20 g / mol (dekahidrát)

Fizikai megjelenés

Fehér, higroszkópos, kristályos szilárd anyag

Szag

WC

Íz

Keserű és sós

Sűrűség

2,664 g / cm ³ (vízmentes)

1,464 g / cm ³ (dekahidrát)

Vegye figyelembe, hogy a kristályok belsejében levő vízmolekulák miként tágítják meg őket, és ezért csökkentik sűrűségüket.

Olvadáspont

884 ºC (vízmentes)

32,38 ºC (dehidrát)

Forráspont

1,429 ºC (vízmentes)

Vízben való oldhatóság

4,76 g / 100 ml (0 ° C)

13,9 g / 100 ml (20 ° C)

42,7 g / 100 ml (100 ° C)

Az összes oldhatósági érték a vízmentes sónak felel meg, amely vízben minden hőmérsékleten meglehetősen oldódik.

Az oldhatóság hirtelen 0 ° C és 38,34 ° C között növekszik, figyelembe véve, hogy ebben a hőmérsékleti tartományban az oldhatóság több mint tízszeresére növekszik. 32,38ºC-tól azonban az oldhatóság független a hőmérséklettől.

Előfordul, hogy 32,8 ºC hőmérsékleten a nátrium-szulfát-dekahidrát feloldódik saját kristályvízében. Így egyensúly alakul ki a dekahidrát só, a vízmentes só és a telített nátrium-szulfát oldat között.

Mindaddig, amíg a háromfázisú állapot fennmarad, a hőmérséklet állandó marad, ami lehetővé teszi a hőmérők hőmérsékletének kalibrálását.

Másrészt a heptahidrált sók oldhatósága a következő:

19,5 g / 100 ml (0 ° C)

44,0 g / 100 ml (20 ° C)

Vegye figyelembe, hogy 20 ° C-on a heptahidrát sója háromszor oldhatóbb, mint a vízmentes só.

Törésmutató

1,468 (vízmentes)

1,394 (dekahidrát)

Stabilitás

Az ajánlott tárolási feltételek mellett stabil. Nem összeférhető erős savakkal és bázisokkal, alumíniummal és magnéziummal.

bomlás

Bomlásig hevítve mérgező kén-oxid és nátrium-oxid füstöt bocsát ki.

pH

Az 5% -os vizes oldat pH-ja 7.

Reakcióképesség

A nátrium-szulfát vizes oldatban 2 Na ⁺ és SO ₄ ^2- re disszociálódik, ami lehetővé teszi, hogy a szulfát-ion Ba2 ⁺ -val kombinálódjon és bárium-szulfát képződjön. Gyakorlatilag elősegíti a bárium-ionok kiszorítását a vízmintákból.

A nátrium-szulfátot emelt hőmérsékleten szén reagáltatásával nátrium-szulfiddá alakítják:

Na ₂ SO ₄ + 2 C => Na ₂ S + 2 CO ₂

Glaubert-só, NaSO ₄.10H ₂ O reagál: kálium-karbonát a nátrium-karbonát.

Alkalmazások

Papíripar

A nátrium-szulfátot a papírpép gyártásában használják. Nagyon ellenálló képességgel bíró nátriumtartalmú, nincsenek kitéve fehérítő folyamatnak, amelyet olyan nátriumpapír előállításában használnak. Ezenkívül kartongyártásban is használják.

mosószerek

A szintetikus háztartási tisztítószerek töltőanyagaként használják, és a tisztítószerhez adják a felületi feszültség csökkentése érdekében.

Szemüveg

Üveggyártásban használják, hogy csökkentsék vagy kiküszöböljék a kis légbuborékokat az olvadt üvegben. Ezenkívül kiküszöböli a salak képződését az olvadt üveg finomítása során.

Textilipar

Nátrium-szulfátot használunk lágyítószerként, mivel ez megkönnyíti a színezékek kölcsönhatását a szövetszálakkal. A festéktesztben nátrium-szulfát-dekahidrátot használnak.

Ezenkívül nátrium-szulfátot használnak festékhígítóként és festéknyomtató segédanyagként; például közvetlen festékek, kénfestékek és más anyagok, amelyek elősegítik a pamutfestést. A direkt selyemfestékek késleltetésére használják.

Gyógyszer

Nátrium-szulfát-dekahidrátot használnak hashajtóként, mivel a bélben rosszul felszívódik, és ezért a bél lumenében marad, ami a térfogat növekedését okozza. Ez serkenti a perisztaltikus összehúzódások növekedését, amelyek indukálják a béltartalom kiürülését.

A nátrium-szulfát ellenszer a bárium- és ólom-só mérgezésének szabályozására. A Glaubert-só hatékonyan kiküszöböli bizonyos túlzottan elfogyasztott gyógyszereket; például paracetamol (acetoaminofen).

Ezenkívül hiányos elektrolitok szállítására is izoszotikus oldatokban.

Szárítószer

A nátrium-szulfátot, mint közömbös reagenst, a víz eltávolítására használják a szerves vegyületek oldataiból.

Nyersanyag

A nátrium-szulfátot számos anyag előállításához használják nyersanyagként, beleértve: nátrium-szulfidot, nátrium-karbonátot és ammónium-szulfátot.

beszerzése

Nátrium-szulfátot extrahálással és kémiai reakciókkal nyerik.

Bányászati ​​kitermelés

Három ércek vagy ásványok, amelyek kihasználják a kereskedelmi hozam: thenardite (Na ₂ SO ₄), mirabilit (Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O) és glaubarite (Na ₂ SO ₄ · CaSO ₄).

Spanyolországban az akkoriardit és mirabilit lerakódásokat galériák és oszlopok föld alatti bányászatával nyerik ki. Időközben a glauberitet szabadban nyerik nagy tutajok segítségével, amelyeket az ásványi lelőhelyre helyeznek.

A talajt alacsony intenzitású robbantással készítik el, hogy olyan porozitást kapjon, amely lehetővé teszi a nátrium-szulfát kioldódását. A termelési szakasz a glauberit édesvízi sprinkler öntözésével történik, amelynek kimosódása lefelé terjed.

A nátrium-szulfát-nátrium-klorid-oldatot összegyűjtjük, a kalcium-szulfát-maradékot megtöltve.

Vegyi termékek előállítása

A nátrium-szulfátot a sósav előállítása során két eljárással kapják: a Mannheim-eljárás és a Hardgreaves-eljárás.

Mannheimi folyamat

Nagyméretű acélkemencékben és 6 m-es acélreagáló platformon hajtják végre. A reakció nátrium-klorid és kénsav között zajlik:

2 NaCl + H ₂ SO ₄ => 2 HCI + Na ₂ SO ₄

Hardgreaves folyamat

Ez magában foglalja a nátrium-klorid, a kén-oxid, az oxigén és a víz reakcióját:

4 NaCl + 2 SO ₂ + O ₂ + 2H ₂ O => 4 HCI + Na ₂ SO ₄

Egyéb

Nátrium-szulfát keletkezik a nátrium-hidroxid és a kénsav közötti semlegesítési reakcióban:

2 NaOH + H ₂ SO ₄ => Na ₂ SO ₄ + H ₂ O

A nátrium-szulfát számos vegyület előállításának mellékterméke. Az extrahálják a viszkóz és celofán előállítása során kibocsátott folyékony hulladékokból. A nátrium-dikromát, fenolok, bórsav és lítium-karbamát előállításában is.

kockázatok

A nátrium-szulfát alacsony toxicitású vegyületnek tekinthető. Ennek ellenére ártalmas lehet az a személy, aki helytelenül használja.

Például az érintkezés szemirritációt, bőrpírot és fájdalmat okozhat. A bőrön irritációt és allergiát okozhat néhány embernél. Lenyelése az emésztőrendszer irritációját okozhatja, émelygéssel, hányással és hasmenéssel. És végül: belégzése irritációt okoz a légutakban.

Irodalom

1. Shiver és Atkins. (2008). Szervetlen kémia. (Negyedik kiadás). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Nátrium-szulfát. Helyreállítva: en.wikipedia.org
3. Országos Biotechnológiai Információs Központ. (2019). Nátrium-szulfát. PubChem adatbázis. CID = 24436. Helyreállítva: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. BN Mehrotra. (1978). A kristály szerkezete Na ₂ SO ₄ III. Helyreállítva: rruff-2.geo.arizona.edu
5. Glauberit-Toardit (nátrium-szulfát).. Helyreállítva: igme.es