NATRIUMSULFAATTI (NA2SO4): RAKENNE, OMINAISUUDET, KÄYTTÖ, SAAMINEN - KEMIA - 2025

Natriumsulfaatilla on epäorgaaninen suola, jolla kemiallinen kaava Na ₂ SO ₄. Se koostuu valkoisesta kiinteästä aineesta, jota esiintyy kolmessa muodossa: vedetön, heptahydraatti (tuskin saatavissa) ja dekahydraatti (joka tunnetaan nimellä Glaubertin suola); jälkimmäinen on yleisin natriumsulfaatin muoto.

Natriumsulfaattidekahydraattia, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, löydettiin vuonna 1625, jonka Glaubert keväällä vesi, joka nimesi sen mirabilis suolaa (ihmeellinen suola), koska sen lääkinnällisiä ominaisuuksia.

Tarkkaile lasia näytteellä natriumsulfaattia. Lähde: Walkerma Wikipedian kautta.

Natriumsulfaatilla on lukuisia sovelluksia tekstiili- ja paperiteollisuudessa sekä lasinvalmistuksessa. Sen käyttö laajenee lämpösovelluksiin, joihin sisältyy ympäristön lämmön toimittaminen ja kannettavien tietokoneiden jäähdytys.

Natriumsulfaatti on vähätoksinen yhdiste, jonka haitalliset vaikutukset ovat pääasiassa mekaanisia ja ei-kemiallisia. Kristallo- syistä, tämä suola, kuten sen kalium- vastine, K ₂ SO ₄, on ristikko ja polymorfiset rakenteita.

Rakenne

Vedetön suola

Vedetön natriumsulfaatti-ioneja. Lähde: Claudio Pistilli

Kaava Na ₂ SO ₄ osoittaa heti, että Na ⁺ ja SO ₄ ² -ioneja ovat 1: 2-suhde suolan kiteet; että on, jokaista kahta Na ⁺ kationit on anioni SO ₄ ^2- niiden kanssa vuorovaikutuksessa kautta sähköstaattinen vetovoima (ylempi kuva).

Tietenkin tämä koskee vedettömän Na ₂ SO ₄, jossa ei ole vettä molekyylien koordinoitu natrium sisällä kiteitä.

Natriumsulfaatti

Siitä huolimatta, että se on ilmeisesti yksinkertainen suola, sen kuvaus on rakenteellisesti monimutkainen. Na ₂ SO ₄ esittää polymorfismi, jossa on jopa viisi kiteistä vaihetta: I, II, III, IV ja V, jonka siirtyminen lämpötilat ovat 180, 200, 228, 235 ja 883 ° C: ssa, vastaavasti.

Vaikka ei ole olemassa viitteitä, että todistaa se, Na ₂ SO ₄ Minun täytyy olla yksi, jolla on kuusikulmainen kiderakenne, tiheämpi verrattuna ortorombiseen Na ₂ SO ₄ III, jonka kiteet Na ⁺ muodot tetrahedra (NaO ₄) ja koordinointi oktaedriä (NaO ₆); toisin sanoen sitä voi ympäröida neljä tai kuusi SO ₄ ^2- anionia.

Kuivattu suola

Samaan aikaan monokliininen kiderakenne sen tärkeimmistä hydraatti, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, on yksinkertaisempi. Siinä käytännössä vesimolekyylit, jotka ovat vuorovaikutuksessa tai koordinoivat Na ⁺: n kanssa Na (H ₂ O) ₆ ⁺ -oktaaedrassa, niin että SO ₄ ² tarjoaa vain riittävän stabiilisuuden kidelle niin, että se esiintyy kiinteässä faasissa.

Kuitenkin, sen sulamispiste (32.38ºC) paljon pienempi kuin vedetön suola (884ºC) osoittaa, miten veden molekyylien ja niiden vetysidokset heikentää vahvempi ioniset vuorovaikutukset Na ₂ SO ₄.

ominaisuudet

nimet

-Natriumsulfaatti (IUPAC)

-Glauberin suola (dekahydraatti)

-Liukkasuola (dekahydraatti)

-Dinatriumsulfaatti.

Moolimassa

142,04 g / mol (vedetön)

322,20 g / mol (dekahydraatti)

Fyysinen ulkonäkö

Valkoinen hygroskooppinen kiteinen kiinteä aine

Haju

WC

Maku

Katkera ja suolainen

Tiheys

2,664 g / cm ³ (vedetön)

1,464 g / cm ³ (dekahydraatti)

Huomaa, kuinka kiteiden sisällä olevat vesimolekyylit saavat ne laajenemiseen ja vähentävät sen vuoksi niiden tiheyttä.

Sulamispiste

884 ºC (vedetön)

32,38 ºC (dekahydraatti)

Kiehumispiste

1,429 ºC (vedetön)

Vesiliukoisuus

4,76 g / 100 ml (0 ºC)

13,9 g / 100 ml (20 ° C)

42,7 g / 100 ml (100 ° C)

Kaikki liukoisuusarvot vastaavat vedetöntä suolaa, joka on melko liukoinen veteen kaikissa lämpötiloissa.

Liukoisuus nousee äkillisesti välillä 0ºC - 38,34ºC, huomioiden, että tällä lämpötila-alueella liukoisuus kasvaa yli 10 kertaa. Kuitenkin lämpötilasta 32,38ºC liukoisuus on riippumaton lämpötilasta.

Tapahtuu, että 32,8 ºC: n lämpötilassa natriumsulfaattidekahydraatti liukenee omaan kiteiseen veteen. Näin saavutetaan tasapaino dekahydraattisuolan, vedettömän suolan ja natriumsulfaatin kylläisen liuoksen välillä.

Niin kauan kuin kolmivaiheinen tila ylläpidetään, lämpötila pysyy vakiona, mikä mahdollistaa lämpömittarien lämpötilan kalibroinnin.

Toisaalta heptahydratoidun suolan liukoisuudet ovat:

19,5 g / 100 ml (0 ° C)

44,0 g / 100 ml (20 ° C)

Huomaa, että 20 ° C: ssa heptahydraattisuola on kolme kertaa liukoisempi kuin vedetön.

Taitekerroin

1,468 (vedetön)

1,394 (dekahydraatti)

pysyvyys

Vakaa suositelluissa varastointiolosuhteissa. Yhteensopimaton vahvojen happojen ja emästen, alumiinin ja magnesiumin kanssa.

hajoaminen

Kuumennettuna hajoamiseksi se vapauttaa myrkyllistä rikkioksidin ja natriumoksidin savua.

pH

5-prosenttisen vesiliuoksen pH on 7.

reaktiivisuus

Natriumsulfaatti dissosioituu vesiliuoksessa 2 Na ^{+: ksi} ja SO ₄ ^{2: ksi}, mikä sallii sulfaatti-ionin yhdistyä Ba2 ^{+: n} kanssa bariumsulfaatin saostamiseksi. Se käytännössä auttaa syrjäyttämään barium-ioneja vesinäytteistä.

Natriumsulfaatti muunnetaan natriumsulfidiksi reagoimalla korotetuissa lämpötiloissa hiilen kanssa:

Na ₂ SO ₄ + 2 C => Na ₂ S + 2 CO ₂

Glaubert suola, NaSO ₄.10H ₂ O reagoi kaliumkarbonaatin kanssa tuottaa natriumkarbonaatti.

Sovellukset

Paperiteollisuus

Natriumsulfaattia käytetään paperimassan valmistukseen. Sitä käytetään käsityöpaperin valmistuksessa, joka ei sisällä ligniiniä ja jota ei alisteta valkaisuprosessille, mikä antaa sille suuren vastustuskyvyn. Lisäksi sitä käytetään pahvin valmistuksessa.

pesuaineet

Sitä käytetään synteettisten kotitalouspesuaineiden täyteaineena, jota lisätään pesuaineeseen pintajännityksen vähentämiseksi.

Lasit

Sitä käytetään lasinvalmistuksessa pienten ilmakuplien vähentämiseksi tai poistamiseksi sulassa lasissa. Lisäksi se eliminoi kuonan muodostumisen sulan lasin puhdistusprosessin aikana.

Tekstiiliteollisuus

Natriumsulfaattia käytetään peittävänä aineena, koska se helpottaa väriaineiden vuorovaikutusta kangaskuitujen kanssa. Natriumsulfaattidekahydraattia käytetään väriainekokeessa.

Lisäksi natriumsulfaattia käytetään väriaineen laimentimena ja väriaineen painatusapuaineena; kuten suorat väriaineet, rikkivärit ja muut aineet, jotka edistävät puuvillan värjäytymistä. Sitä käytetään myös hidastavana aineena suorille silkkiväriaineille.

Lääke

Natriumsulfaattidekahydraattia käytetään laksatiivina, koska se imeytyy huonosti suolistossa ja pysyy sen vuoksi suolimen luumenissa aiheuttaen tilavuuden lisääntymistä. Tämä stimuloi peristalttisten supistumisten lisääntymistä, jotka indusoivat suoliston sisällön karkottamisen.

Natriumsulfaatti on vastalääke barium- ja lyijysuolamyrkytyksen hallitsemiseksi. Glaubertin suola eliminoi tehokkaasti tiettyjä liiallisesti nautittuja lääkkeitä; esimerkiksi parasetamoli (asetoaminofeeni).

Lisäksi sitä käytetään puuttuvien elektrolyyttien toimittamiseen isoosmoottisissa liuoksissa.

Kuivausaine

Natriumsulfaattia, joka on inertti reagenssi, käytetään veden poistamiseen orgaanisten yhdisteiden liuoksista.

Raaka materiaali

Natriumsulfaattia käytetään raaka-aineena lukuisten aineiden, muun muassa natriumsulfidin, natriumkarbonaatin ja ammoniumsulfaatin, valmistukseen.

Saada

Natriumsulfaatti saadaan louhimalla uuttamalla ja kemiallisilla reaktioilla.

Kaivostoiminta

On olemassa kolme malmien tai kivennäisaineita, joita hyödynnetään kaupallisten saanto: thenardite (Na ₂ SO ₄), glaubersuolaa (Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O) ja glaubarite (Na ₂ SO ₄ · CaSO ₄).

Espanjassa tadaardiitti- ja mirabiliitti-esiintymät hyödynnetään gallerioiden ja pylväiden maanalaisen louhinnan avulla. Samaan aikaan glauberiitti saadaan ulkona suurten lautojen avulla, jotka asetetaan mineraaliesiintymään.

Maa valmistellaan matalaintensiivisellä puhalluksella huokoisuuden tuottamiseksi, joka sallii natriumsulfaatin uuttamisen. Tuotantovaihe tapahtuu glauberiitin kastelemalla makean veden sprinklerihuuhtelua, jonka huuhtoutuminen leviää alaspäin.

Natriumsulfaatin suolavesi otetaan talteen, jättäen kalsiumsulfaattijäännöksen täytetyksi.

Kemian tuotanto

Natriumsulfaatti saadaan suolahapon valmistuksen aikana kahdella menetelmällä: Mannheim-prosessilla ja Hardgreaves-prosessilla.

Mannheim-prosessi

Se suoritetaan suurissa teräsuuneissa ja 6 m teräsreaktioalustalla. Reaktio tapahtuu natriumkloridin ja rikkihapon välillä:

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

Hardgreaves-prosessi

Siihen sisältyy natriumkloridin, rikkioksidin, hapen ja veden reaktio:

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

toiset

Natriumsulfaattia tuotetaan neutralointireaktiossa natriumhydroksidin ja rikkihapon välillä:

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

Natriumsulfaatti on sivutuote monien yhdisteiden valmistuksessa. Se uutetaan nestemäisestä jätteestä, joka puretaan viskoosin ja sellofaanin valmistuksen aikana. Myös natriumdikromaatin, fenolien, boorihapon ja litiumkarbamaatin valmistuksessa.

riskit

Natriumsulfaattia pidetään vähätoksisena yhdisteenä. Se voi kuitenkin aiheuttaa jonkin verran haittaa henkilölle, joka käyttää sitä väärin.

Kosketus voi esimerkiksi aiheuttaa silmien ärsytystä, punoitusta ja kipua. Iholla se voi aiheuttaa ärsytystä ja allergiaa joillekin ihmisille. Sen nauttiminen voi aiheuttaa ruoansulatuskanavan ärsytystä, pahoinvointia, oksentelua ja ripulia. Ja lopuksi, sen hengittäminen aiheuttaa ärsytystä hengitysteissä.

Viitteet

1. Shiver ja Atkins. (2008). Epäorgaaninen kemia. (Neljäs painos). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Natriumsulfaatti. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
3. Kansallinen bioteknologiatietokeskus. (2019). Natriumsulfaatti. PubChem-tietokanta. CID = 24436. Palautettu: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. BN Mehrotra. (1978). Kiderakenne Na ₂ SO ₄ III. Palautettu osoitteesta: rruff-2.geo.arizona.edu
5. Glauberiitti-tadardiitti (natriumsulfaatti).. Palautettu: igme.es