SULFAT DE SODIU (NA2SO4): STRUCTURĂ, PROPRIETĂȚI, UTILIZĂRI, OBȚINERE - CHIMIE - 2025

Sulfatul de sodiu este o sare anorganică având formula chimică Na ₂ SO ₄ . Este format dintr-un solid alb, prezent sub trei forme: anhidru, heptahidratul (abia disponibil) și decahidrat (care este cunoscut sub numele de sare de Glaubert); aceasta din urmă este cea mai abundentă formă de sulfat de sodiu.

Decahidratul de sulfat de sodiu, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, a fost descoperit în 1625 de Glaubert în apa de izvor, care a numit-o sare mirabilisă (sare miraculoasă) datorită proprietăților sale medicinale.

Urmăriți sticla cu o probă de sulfat de sodiu. Sursa: Walkerma prin Wikipedia.

Sulfatul de sodiu are numeroase aplicații în industria textilă și a hârtiei, precum și în producția de sticlă. Utilizările sale sunt extinse la aplicații termice, care includ furnizarea de căldură ambientală și răcirea laptopurilor.

Sulfatul de sodiu este un compus cu o toxicitate scăzută, iar acțiunile sale dăunătoare sunt în principal mecanice și non-chimice. Din motive cristalografice, această sare, la fel ca omologul său de potasiu, K ₂ SO ₄ , are structuri de zăbrele și polimorfe.

Structura

Sare anhidră

Ionii de sulfat de sodiu anhidru. Sursa: Claudio Pistilli

Formula Na ₂ SO ₄ indică imediat că Na ⁺ și SO ₄ ^2- ioni sunt într - un raport 1: 2 în cristalele de sare ; adică pentru fiecare două cationi Na ⁺ există un anion SO ₄ ^2- interacționând cu ei prin atracție electrostatică (imaginea superioară).

Desigur, acest lucru se aplică anhidru Na ₂ SO ₄ , fără molecule de apă coordonate cu sodiu în cristale.

Sulfat de sodiu

În ciuda faptului că este o sare aparent simplă, descrierea sa este complexă structural. Na ₂ SO ₄ prezintă polimorfism, având până la cinci faze cristaline: I, II, III, IV și V, a cărei tranziție temperaturile sunt 180, 200, 228, 235 și 883 ° C, respectiv.

Deși nu există referințe care să o ateste, Na ₂ SO ₄ I trebuie să fie cea cu o structură cristalină hexagonală, mai densă în comparație cu Na ₂ SO ₄ III ortorombică , în a cărei cristale Na ⁺ formează tetraedru (NaO ₄ ) și octaedru de coordonare (NaO ₆ ); adică poate fi înconjurat de patru sau șase SO ₄ ^2- anioni .

Sare deshidratată

Între timp, structura cristalină monoclinică a celui mai important hidrat, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, este mai simplă. In ea, este practic moleculele de apa care interactioneaza sau coordonate cu Na ⁺ în Na (H ₂ O) ₆ ⁺ octoedre , cu SO ₄ ^2- stabilitate suficienta oferind cristalul , astfel încât există în faza solidă.

Cu toate acestea, punctul său de topire (32,38ºC) mult mai mic decât cel al sării anhidre (884ºC) arată modul în care moleculele de apă și legăturile lor de hidrogen slăbesc interacțiunile ionice mai puternice în Na ₂ SO ₄ .

Proprietăți

Nume

-Sulfat de sodiu (IUPAC)

-Sarea de glabrură (decahidrat)

-Sare saraculara (decahidrat)

-Sulfat de sodiu.

Masă molară

142,04 g / mol (anhidru)

322,20 g / mol (decahidrat)

Aspectul fizic

Solid cristalin higroscopic alb

Miros

Toaletă

Gust

Amărât și sărat

Densitate

2,664 g / cm ³ (anhidru)

1,464 g / cm ³ (decahidrat)

Rețineți cum moleculele de apă din interiorul cristalelor le determină să se extindă și, prin urmare, să le scadă densitatea.

Punct de topire

884 ºC (anhidru)

32,38 ºC (decahidrat)

Punct de fierbere

1.429 ºC (anhidru)

Solubilitatea apei

4,76 g / 100 ml (0 ºC)

13,9 g / 100 ml (20 ° C)

42,7 g / 100 ml (100 ° C)

Toate valorile de solubilitate corespund sării anhidre, care este destul de solubilă în apă la toate temperaturile.

Solubilitatea crește brusc între 0ºC și 38,34ºC, observând că în acest interval de temperatură solubilitatea crește de mai mult de 10 ori. Cu toate acestea, de la 32,38ºC solubilitatea este independentă de temperatură.

Se întâmplă ca la o temperatură de 32,8 ºC, sulfatul de sodiu decahidrat să se dizolve în apa cristalină proprie. Astfel, se ajunge la un echilibru între sarea decahidrată, sarea anhidră și soluția saturată de sulfat de sodiu.

Atât timp cât se menține starea trifazată, temperatura va rămâne constantă, ceea ce permite calibrarea temperaturii termometrelor.

Pe de altă parte, solubilitățile pentru sare heptahidratată sunt:

19,5 g / 100 ml (0 ºC)

44,0 g / 100 ml (20 ° C)

Rețineți că la 20 ° C sarea heptahidrat este de trei ori mai solubilă decât cea anhidră.

Indicele de refracție

1.468 (anhidru)

1,394 (decahidrat)

Stabilitate

Stabil în condiții de depozitare recomandate. Incompatibil cu acizi și baze puternice, aluminiu și magneziu.

Descompunere

Când este încălzit până la descompunere, emite fum toxic de oxid de sulf și oxid de sodiu.

pH

O soluție apoasă de 5% are un pH de 7.

reactivitatea

Sulfatul de sodiu se disociază într-o soluție apoasă în 2 Na ⁺ și SO ₄ ^2- , ceea ce permite ionului sulfat să se combine cu Ba ²⁺ pentru a precipita sulfatul de bariu. Practic ajută la îndepărtarea ionilor de bariu din probele de apă.

Sulfatul de sodiu este transformat în sulfură de sodiu reacționând la temperaturi ridicate cu cărbune:

Na ₂ SO ₄ + 2 C => Na ₂ S + 2 CO ₂

Sarea de Glaubert, NaSO ₄ .10H ₂ O reacționează cu carbonatul de potasiu pentru a produce carbonat de sodiu.

Aplicații

Industria hârtiei

Sulfatul de sodiu este utilizat la fabricarea pastelor de hârtie. Este utilizat la producerea hârtiei Kraft, care nu conține lignină și nu este supusă procesului de albire, ceea ce îi conferă o rezistență mare. În plus, este utilizat la fabricarea cartonului.

detergenţi

Este utilizat ca material de umplere pentru detergenții sintetici de uz casnic, fiind adăugat la detergent pentru a reduce tensiunea de suprafață.

Ochelari

Este utilizat în fabricarea sticlei pentru a reduce sau elimina prezența unor mici bule de aer în sticla topită. În plus, elimină formarea zgurii în timpul procesului de rafinare a sticlei topite.

Industria textila

Sulfatul de sodiu este utilizat ca mordant, deoarece facilitează interacțiunea coloranților cu fibrele țesăturilor. La testul de vopsea se folosește sulfat de sodiu decahidrat.

În plus, sulfat de sodiu este utilizat ca diluant pentru colorant și agent auxiliar de imprimare a coloranților; cum ar fi coloranții direcți, coloranții cu sulf și alți agenți care promovează colorarea bumbacului. De asemenea, este utilizat ca agent de întârziere pentru coloranții de mătase directă.

Medicament

Sulfatul de sodiu decahidrat este utilizat ca laxativ, deoarece este slab absorbit în intestin și, prin urmare, rămâne în lumenul intestinului provocând o creștere a volumului. Aceasta stimulează creșterea contracțiilor peristaltice care induc expulzarea conținutului intestinal.

Sulfatul de sodiu este un antidot pentru controlul intoxicațiilor cu bariu și plumb. Sarea de Glaubert este eficientă în eliminarea anumitor medicamente ingerate excesiv; de exemplu, paracetamolul (acetoaminofen).

În plus, este utilizat pentru a furniza electroliți deficienți prezenți în soluții izozotice.

Agent de uscare

Sulfatul de sodiu, fiind un reactiv inert, este utilizat pentru a elimina apa din soluțiile compușilor organici.

Materii prime

Sulfatul de sodiu este utilizat ca materie primă pentru producerea a numeroase substanțe, inclusiv: sulfura de sodiu, carbonatul de sodiu și sulfatul de amoniu.

Obținerea

Sulfatul de sodiu este obținut prin extracția minieră și prin reacții chimice.

Extracția minieră

Există trei minereuri sau minerale , care sunt exploatate cu randament comercial: thenardite (Na ₂ SO ₄ ), mirabilită (Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O) și glaubarite (Na ₂ SO ₄ · CaSO ₄ ).

În Spania, depozitele de tiamardită și mirabilită sunt exploatate prin minerit subteran de galerii și stâlpi. Între timp, glauberitul este obținut în aer liber, prin intermediul unor plute mari care sunt așezate pe zăcământul mineral.

Terenul este pregătit cu sablare cu intensitate mică pentru a produce o porozitate care permite scurgerea sulfatului de sodiu. Faza de producție are loc cu irigarea prin stropire cu apă dulce a glauberitei, a cărei levigare se răspândește în jos.

Saramura de sulfat de sodiu este colectată, lăsând reziduurile de sulfat de calciu ca umplutură.

Producție chimică

Sulfatul de sodiu este obținut în timpul producției de acid clorhidric prin două procese: procedeul Mannheim și procedeul Hardgreaves.

Procesul Mannheim

Se realizează în cuptoare mari de oțel și cu o platformă de reacție din oțel de 6 m. Reacția are loc între clorura de sodiu și acidul sulfuric:

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

Procesul hardgreaves

Ea implică reacția clorurii de sodiu, a oxidului de sulf, a oxigenului și a apei:

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

Alții

Sulfatul de sodiu este produs în reacția de neutralizare între hidroxidul de sodiu și acidul sulfuric:

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

Sulfatul de sodiu este un produs secundar al producției de numeroși compuși. Este extras din deșeurile lichide evacuate în timpul producției de viscoză și celofan. De asemenea, în producția de dicromat de sodiu, fenoli, acid boric și carbamat de litiu.

riscuri

Sulfatul de sodiu este considerat un compus cu toxicitate scăzută. Cu toate acestea, poate provoca un anumit rău persoanei care îl folosește în mod necorespunzător.

De exemplu, contactul poate provoca iritarea ochilor, roșeață și durere. Pe piele poate provoca iritații și alergie la unele persoane. Ingestia sa poate provoca iritații ale tractului digestiv cu greață, vărsături și diaree. Și în sfârșit, inhalarea sa produce iritare în tractul respirator.

Referințe

1. Shiver & Atkins. (2008). Chimie anorganică . (A patra editie). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Sulfat de sodiu. Recuperat de la: en.wikipedia.org
3. Centrul Național de Informații Biotehnologice. (2019). Sulfat de sodiu. Baza de date PubChem. CID = 24436. Recuperat din: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. BN Mehrotra. (1978). Structura cristalină a Na ₂ SO ₄ III. Recuperat din: rruff-2.geo.arizona.edu
5. Glauberita-Atunciardita (sulfat de sodiu). . Recuperat din: igme.es