Struktura natrijevega sulfata (NA2SO4), lastnosti, uporabe, pridobivanje

On natrijev sulfat Je anorganska sol, katere kemična formula je na₂SW₄. Sestavljen je iz bele trdne snovi, ki je prisotna v treh oblikah: brezvodni, heptohidrat (malo obstoja) in razpadanja (ki je znana kot Glaubert Salt); Slednje je najpogostejša oblika natrijevega sulfata.

Natrijev sulfat razcveta, Na₂SW₄· 10H₂Ali pa ga je leta 1625 odkril Glaubert v vodi pomladi, ki jo je imenovala Saltabilis (čudežna sol) zaradi svojih zdravilnih lastnosti.

Urano steklo z vzorcem natrijevega sulfata. Vir: Walkerma prek Wikipedije.

Natrijev sulfat ima številne aplikacije v tekstilni in papirni industriji, pa tudi v proizvodnji stekla. Njegove uporabe so razširjene s toplotnimi aplikacijami, ki vključujejo oskrbo s toploto v okolju in hlajenje prenosnikov.

Natrijev sulfat je spojina nizke strupenosti in njegovih škodljivih dejanj, v bistvu so mehanski in nekemični. Za₂SW₄, predstavlja okvir in polimorfne strukture.

[TOC]

Struktura

Brezvodna sol

Brezvodni ioni natrijevega sulfata. Vir: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)]

Formula NA₂SW₄ Označuje enkrat ioni v kristalih soli⁺ In tako₄^2- So v razmerju 1: 2; to je za vsaka dva kationa na⁺ Obstaja anion₄^2- interakcijo z njimi z elektrostatično privlačnostjo (vrhunska slika).

Seveda to velja za NA₂SW₄ brezvodna, brez molekul vode, usklajenih z natrijem v kristalih.

Natrijev sulfat

Kljub preprostemu videzu je njegov opis strukturno zapleten. Na₂SW₄ Predstavlja polimorfizem, ki ima do pet kristalnih faz: I, II, III, IV in V, katerih prehodne temperature so 180, 200, 228, 235 in 883 ° C.

Čeprav ni nobenih referenc, ki bi to potrdila, NA₂SW₄I mora biti tista, ki ima šesterokotno kristalno strukturo, bolj gosto v primerjavi z NA OrTorrombic₂SW₄Iii, v čigar kristali Na⁺ Oblika tetraedre (Nao₄) in oktahedros (Nao₆) usklajevanje; to pomeni, da ga lahko obdajajo štiri ali šest anionov₄^2-.

Sol Decayedratada

Medtem je monoklinska kristalna struktura njegovega najpomembnejšega hidrata, NA₂SW₄· 10H₂Ali pa je preprosteje. V njem so praktično molekule vode, ki delujejo ali se usklajujejo z NA⁺ V oktaedri na (h₂Da)₆⁺, S SO₄^2- komaj prispeva zadostno stabilnost v kozarec, da obstaja v trdni fazi.

Lahko vam služi: prva revolucija kemije

Vendar pa njegova tališče (32,38 ° C) precej nižja kot pri brezvodni soli (884 ° C) kaže, kako molekule vode in njihovi vodikovi mostovi oslabijo ionske interakcije, močneje v NA₂SW₄.

Lastnosti

Imena

-Natrijev sulfat (IUPAC)

-Glauber Sol (dehidrat)

-Sala čudežna (razcvet)

-Disodijev sulfat.

Molarna masa

142,04 g/mol (anh¡dro)

322,20 g/mol (decidrat)

Fizični videz

Bela higroskopska kristalna trdna trdna

Vonj

Stranišče

Okus

Grenka in slana

Gostota

2.664 g/cm³ (brezvodna)

1.464 g/cm³ (Dahidrat)

Upoštevajte, kako molekule vode znotraj kristalov povzročajo razširitev in zato zmanjšujejo njihovo gostoto.

Tališče

884 ° C (brezvodna)

32,38 ° C (decidrat)

Vrelišče

1.429 ° C (brezvodna)

Topnost vode

4,76 g/100 ml (0 ° C)

13,9 g/100 ml (20 ° C)

42,7 g/100 ml (100 ° C)

Vse vrednosti topnosti ustrezajo brezvodni soli, ki je v vodi precej topna pri vseh temperaturah.

Topnost se naglo poveča med 0 ° C in 38,34 ° C, pri čemer opaža, da se v tem območju temperatur topnost poveča več kot 10 -krat. Vendar je od 32,38 ° C topnosti neodvisna od temperature.

Zgodi se, da se pri temperaturi 32,8 ° C natrijev sulfat raztopi v svoji kristalni vodi. Zato je ravnovesje med razpadalno soljo, anhidrasto sol in nasičeno raztopino natrijevega sulfata.

Dokler se ohrani trifazni pogoj, bo temperatura ostala konstantna, kar omogoča, da se temperatura termometrov kalibrira.

Po drugi strani pa so topnosti za heptahidratno sol:

19,5 g/100 ml (0 ° C)

44,0 g/100 ml (20 ° C)

Upoštevajte, da je pri 20 ° C heptahidratna sol trikrat bolj topna kot brezvodna.

Lomni količnik

1.468 (brezvodni)

1.394 (decidrat)

Stabilnost

Stabilen pod priporočenimi pogoji za shranjevanje. Nezdružljivo z močnimi kislinami in bazami, aluminijem in magnezijem.

Razgradnja

Ko se segreje na razgradnjo, oddaja strupeni dim žveplovega oksida in natrijevega oksida.

ph

5 % vodna raztopina ima pH 7.

Reaktivnost

Natrijev sulfat se v vodni raztopini loti v 2 na⁺ In tako₄^2-, kar omogoča, da se sulfatni ion združi z BA²⁺ Za oborino barijev sulfat. Praktično pomaga premikati barijeve ione vzorcev vode.

Vam lahko služi: transaminacija

Natrijev sulfat postane natrijev sulfid z reakcijo pri visokih temperaturah s premog:

Na₂SW₄   +   2 C => na₂S +2 co₂

Glaubertova sol, Naso₄.10H₂O reagira s kalijevim karbonatom, da nastane natrijev karbonat.

Prijave

Papirna industrija

Natrijev sulfat se uporablja v proizvodnji papirja. Uporablja se pri izdelavi papirja Kraft, ki ne vsebuje lignina ali podreja postopku beljenja, razlog, ki mu daje velik odpor. Poleg tega se uporablja pri proizvodnji kartona.

Detergenti

Uporablja se kot sintetični material za polnjenje detergenta za uporabo doma in doda detergentu za zmanjšanje površinske napetosti.

Kozarec

Uporablja se v proizvodnji stekla za zmanjšanje ali odpravo prisotnosti majhnih zračnih mehurčkov v staljenem steklu. Poleg tega odpravlja tvorbo žlindre med postopkom rafiniranja staljenega stekla.

Tekstilna industrija

Natrijev sulfat se uporablja kot mordant, saj olajša interakcijo barvil s tkaninami. Detahidrirani natrijev sulfat se uporablja pri preskusu barvila.

Poleg tega se natrijev sulfat uporablja kot barvilo razredči in pomožno tiskarsko sredstvo; kot so neposredna barvila, žveplovi barvi in ​​drugi povzročitelji, ki dajejo prednost obarvanju bombaža. Uporablja se tudi kot agent, ki zamuja neposredna barvila svile.

Zdravilo

Decahrid natrijev sulfat se uporablja kot odvajalo, saj se v črevesju malo absorbira, zato ostane v luči tega, kar povzroči povečanje volumna. To spodbuja povečanje peristaltičnih kontrakcij, kar povzroča izgon črevesne vsebnosti.

Natrijev sulfat je protistrup za nadzor zastrupitve z barijem in svinčenimi soli. Glaubert sol je učinkovita za odpravo nekaterih zdravil, ki jih pretirano zaužijejo; Na primer paracetamol (acetoaminofen).

Poleg tega se uporablja za oskrbo slabih elektrolitov s prisotnostjo v izoosmotskih raztopinah.

Sušilno sredstvo

Natrijev sulfat, ker je inertni reagent, se uporablja za odstranjevanje vode iz organskih spojinskih raztopin.

Surovina

Natrijev sulfat se uporablja kot surovina za proizvodnjo številnih snovi, vključno z: natrijevim sulfidom, natrijevim karbonatom in amonijevim sulfatom.

Vam lahko služi: plinska kromatografija

Pridobivanje

Natrijev sulfat dobimo z rudarsko ekstrakcijo in kemičnimi reakcijami.

Rudarsko ekstrakcija

Obstajajo tri rude ali minerale, ki se izkoriščajo s komercialno uspešnostjo: TANDARDITA (NA₂SW₄), Mirabilita (NA₂SW₄· 10H₂O) in glaubarita (NA₂SW₄·Ovitek₄).

V Španiji se nahajališča Thanardita in Mirabilita izkoriščajo z podzemnim rudarjenjem galerij in stebrov. Medtem je Glauberita na prostem pridobljena z velikimi splavi, ki so nameščeni na mineralnem rezervoarju.

Teren je pripravljen z nizko intenzivnostjo, da nastane poroznost, ki omogoča izpiranje natrijevega sulfata. Faza proizvodnje se pojavlja s škropljenim namakanjem s sladko vodo iz Glauberita, katere izpiranje se širi na padajoči način.

Zbira se natrijeva sulfatna slanica, ostanki kalcijevega sulfata.

Kemična proizvodnja

Natrijev sulfat dobimo med proizvodnjo klorovodikove kisline skozi dva procesa: proces Mannheima in proces hardgrenave.

Mannheim postopek

Naredi se v velikih jeklenih pečicah in s 6 m jekleno reakcijsko ploščadjo. Reakcija se pojavi med natrijevim kloridom in žveplovo kislino:

2 NaCl +H₂SW₄ => 2 HCl +na₂SW₄

Trdost postopek

Vključuje reakcijo natrijevega klorida, žveplovega oksida, kisika in vode:

4 NaCl + 2 Torej₂  +  Tudi₂  + 2 h₂O => 4 hcl +na₂SW₄

Drugi

Natrijev sulfat se pojavi v reakciji nevtralizacije med natrijevim hidroksidom in žveplovo kislino:

2 NaOH +H₂SW₄ => Na₂SW₄  +  H₂Tudi

Natrijev sulfat je stranski produkt proizvodnje številnih spojin. Izvleče se iz tekočih odpadkov, izpuščenih med proizvodnjo viskoze in celofana. Tudi pri proizvodnji natrijevega dikromata, fenolov, borove kisline in litijevega karbamata.

Tveganja

Natrijev sulfat velja za spojino z nizko toksičnostjo. Vendar lahko povzroči nekaj škode osebi, ki jo uporablja neprimerno.

Na primer, lahko povzročite draženje oči, rdečico in bolečino. V koži lahko pri nekaterih ljudeh povzroči draženje in alergijo. Njegovo zaužitje lahko povzroči draženje prebavnega trakta s slabostjo, bruhanjem in drisko. In končno njegovo vdihavanje povzroči draženje v dihalnem traktu.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganska kemija. (Četrta izdaja). MC Graw Hill.
2. Wikipedija. (2019). Natrijev sulfat. Pridobljeno iz: v.Wikipedija.org
3. Nacionalni center za informacije o biotehnologiji. (2019). Natrijev sulfat. Baza podatkov Pubchem. Cid = 24436. Okrevano od: pubchem.NCBI.NLM.ameriški nacionalni inštitut za zdravje.Gov
4. B. N. Mehrotra. (1978). Kristalna struktura Na₂SW₄Iii. Okreval od: rruff-2.geo.Arizona.Edu
5. Glauberita-thenardita (natrijev sulfat). [PDF]. Okreval od: Igme.je