Struktura siarczanu sodu (Na2SO4), właściwości, stosowanie, uzyskiwanie

On siarczan sodu Jest to sól nieorganiczna, której wzorem chemicznym jest na₂południowy zachód₄. Składa się z białej substancji stałej, obecnej w trzech postaciach: bezwodnego, heptohydratu (niewielkiego egzystencji) i rozkładu (znanego jako sól Glabert); Ta ostatnia jest najliczniejszą postacią siarczanu sodu.

Rozkład siarczanu sodu, na₂południowy zachód₄· 10H₂Lub został odkryty w 1625 r. Przez Glauberta w wodzie wiosny, który wyznaczył go Saltabilis (cudowną sól) ze względu na jego właściwości lecznicze.

Szkło zegarowe z próbką siarczanu sodu. Źródło: Walkerma przez Wikipedia.

Siarczan sodu ma wiele zastosowań w branży tekstylnej i papierowej, a także w produkcji szklanych. Jego zastosowania są rozszerzone o zastosowania termiczne, które obejmują środowiskowe zasilanie ciepła i chłodzenie laptopów.

Siarczan sodu jest związkiem o niskiej toksyczności i jego szkodliwych działaniach, są one zasadniczo mechaniczne i niechemiczne. Z przyczyn krystalograficznych ta sól, podobnie jak jej odpowiednik poetesasu, k₂południowy zachód₄, przedstawia ramy i struktury polimorficzne.

[TOC]

Struktura

Bezwodna sól

Bezwodne jony siarczanu sodu. Źródło: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/nabrzeże/4.0)]

Formuła Na₂południowy zachód₄ Wskazuje, że jony Na w kryształach soli⁺ A więc₄^2- Są w związku 1: 2; to znaczy na każde dwa katacje na⁺ Jest anion₄^2- interakcja z nimi za pomocą przyciągania elektrostatycznego (obraz doskonały).

Oczywiście dotyczy to NA₂południowy zachód₄ bezwodne, bez cząsteczek wody skoordynowanych z sodem wewnątrz kryształów.

Siarczan sodu

Pomimo prostego wyglądu, jego opis strukturalnie jest złożony. Następnie₂południowy zachód₄ Przedstawia polimorfizm, mając do pięciu faz krystalicznych: I, II, III, IV i V, których temperatury przejściowe wynoszą odpowiednio 180, 200, 228, 235 i 883 ºC,.

Chociaż nie ma odniesień, które to poświadczają, Na₂południowy zachód₄I to musi być ten, który ma sześciokątną strukturę krystaliczną, bardziej gęste w porównaniu z na ortorombowym₂południowy zachód₄Iii, w których kryształach na⁺ Forma tetrahedra (nao₄) i oktahedros (nao₆) koordynacja; Oznacza to, że może być otoczony czterema lub sześcioma anionami₄^2-.

Sól tupnedratada

Tymczasem monokliniczna krystaliczna struktura jego najważniejszego hydratu, na₂południowy zachód₄· 10H₂Lub to prostsze. W nim praktycznie cząsteczki wody, które oddziałują lub koordynują z Na⁺ W Octahedrze na (h₂ALBO)₆⁺, Z SO₄^2- ledwo przyczyniając się do wystarczającej stabilności do szkła, aby istnieć w fazie stałej.

Może ci służyć: pierwsza rewolucja chemii

Jednak jego temperatura topnienia (32,38 ° C) znacznie niższa niż w przypadku bezwodnej soli (884 °₂południowy zachód₄.

Nieruchomości

Nazwy

-Siarczan sodu (IUPAC)

-Sól goberu (odwodnienie)

-Sala cuda (rozkładacz)

-Siarczan disodum.

Masa cząsteczkowa

142,04 g/mol (anh¡dro)

322,20 g/mol (dekodat)

Wygląd fizyczny

Białe higroskopowe krystaliczne ciało stałe

Zapach

Toaleta

Smak

Gorzki i soli fizjologicznej

Gęstość

2664 g/cm³ (bezwodny)

1464 g/cm³ (Dahydrate)

Zwróć uwagę, w jaki sposób cząsteczki wody wewnątrz kryształów powodują ich rozszerzenie, a zatem zmniejszają ich gęstość.

Temperatura topnienia

884 ° C (bezwodny)

32,38 ° C (dekodat)

Punkt wrzenia

1.429 ° C (bezwodny)

Rozpuszczalność wody

4,76 g/100 ml (0 ºC)

13,9 g/100 ml (20 ° C)

42,7 g/100 ml (100 ºC)

Wszystkie wartości rozpuszczalności odpowiadają bezwodnej soli, która jest dość rozpuszczalna w wodzie we wszystkich temperaturach.

Rozpuszczalność gwałtownie wzrasta między 0 ºC a 38,34 °. Jednak z 32,38 ° C rozpuszczalność jest niezależna od temperatury.

Zdarza się, że w temperaturze 32,8 ºC rozkładane siarczan sodu rozpuszcza się we własnej krystalicznej wodzie. Dlatego równowaga między solą rozkładającą, sól anhydry i nasyconym roztworem siarczanu sodu.

Tak długo, jak utrzymuje się warunek trójfazowy, temperatura pozostanie stała, co pozwala na kalibrację temperatury termometrów.

Z drugiej strony rozpuszczalność soli heptahydratu to:

19,5 g/100 ml (0 ºC)

44,0 g/100 ml (20 ° C)

Zauważ, że w 20 ° C sól heptahydratu jest trzy razy bardziej rozpuszczalna niż bezwodna.

Współczynnik załamania światła

1468 (bezwodny)

1 394 (dekodrat)

Stabilność

Stabilne w zalecanych warunkach przechowywania. Niezgodne z silnymi kwasami i zasadami, aluminium i magnezem.

Rozkład

Kiedy jest ogrzewany do rozkładu, emituje toksyczny dym tlenku siarki i tlenku sodu.

Ph

5 % roztwór wodny ma pH 7.

Reaktywność

Siarczan sodu dysocjuje w roztworze wodnym w 2 na⁺ A więc₄^2-, co umożliwia połączenie jonu siarczanu z BA²⁺ W celu wytrącania siarczanu baru. Praktycznie pomaga poruszać jony baru próbek wody.

Może ci służyć: transaminacja

Siarczan sodu staje się siarczkiem sodu przez reakcję w wysokich temperaturach z węglem:

Na₂południowy zachód₄   +   2 c => na₂S +2 co₂

Sól Glauberta, Naso₄.10h₂O Reaguje z węglanem potasu w celu wytwarzania węglanu sodu.

Aplikacje

Przemysł papierowy

Siarczan sodu jest stosowany w produkcji pulpy papierowej. Jest używany w opracowaniu papieru Kraft, który nie zawiera ligniny ani nie poddaje się procesie bielenia, powód, który daje mu wielki opór. Ponadto jest używany w produkcji kartonowej.

Detergenty

Jest stosowany jako syntetyczny materiał napełniający detergent do użytku w domu, dodając do detergentu w celu zmniejszenia napięcia powierzchniowego.

Szkło

Jest stosowany w produkcji szkła w celu zmniejszenia lub wyeliminowania obecności małych pęcherzyków powietrza w stopionym szkle. Dodatkowo eliminuje tworzenie żużla podczas stopionego procesu rafinacji szkła.

Przemysł włókienniczy

Siarczan sodu jest stosowany jako mordant, ponieważ ułatwia interakcję barwników z włóknami tkaninowymi. W teście barwnika stosuje się detahydowany siarczan sodu.

Ponadto siarczan sodu jest stosowany jako rozcieńczony barwnik i pomocniczy środek drukowania barwnika; takie jak barwniki bezpośrednich, barwniki siarki i inne środki, które sprzyjają barwieniu bawełnianym. Jest również używany jako agent, który opóźnia barwniki z jedwabiu.

Medycyna

Dekhrid siarczan sodu jest stosowany jako środek przeczyszczający, ponieważ jest mało wchłaniany w jelicie, a zatem pozostaje w świetle tego, powodując wzrost objętości. Stymuluje to wzrost skurczów perystaltycznych, które indukują wydalenie zawartości jelit.

Siarczan sodu jest antidotum do kontrolowania zatrucia barem i sole ołowiu. Sól Glauberta jest skuteczna w eliminacji niektórych leków nadmiernie połkniętej; Na przykład paracetamol (acetoaminofen).

Ponadto służy do dostarczania słabych elektrolitów z obecnością w roztworach izoosmotycznych.

Środek suszący

Siarczan sodu, ponieważ jest odczynnikiem obojętnym, stosuje się do usuwania wody z roztworów złożonych organicznych.

Surowiec

Siarczan sodu jest stosowany jako surowiec do produkcji licznych substancji, w tym: siarczku sodu, węglanu sodu i siarczanu amonu.

Może ci służyć: chromatografia gazowa

Uzyskanie

Siarczan sodu uzyskuje się przez wydobycie ekstrakcji i reakcje chemiczne.

Ekstrakcja wydobycia

Istnieją trzy rudy lub minerały, które są wykorzystywane z wydajnością komercyjną: thenardita (na₂południowy zachód₄), Mirabilita (na₂południowy zachód₄· 10H₂O) i glaubarita (na₂południowy zachód₄·Sprawa₄).

W Hiszpanii depozyty Thenardita i Mirabilita są wykorzystywane przez podziemne wydobycie galerii i filarów. Tymczasem Glauberita jest uzyskiwana na otwartej części, przez duże tratwy, które są umieszczane na zbiorniku mineralnym.

Teren jest przygotowywany z niską intensywnością, aby uzyskać porowatość, która umożliwia wymywanie siarczanu sodu. Faza produkcyjna występuje wraz z tryskarem nawadnianiem słodką wodą z Glauberita, której ługowanie propaguje się w malejący sposób.

Solanka siarczanu sodu jest zbierana, a pozostałość siarczanu wapnia jest wypełniona.

Produkcja chemiczna

Siarczan sodu uzyskuje się podczas produkcji kwasu solnego w dwóch procesach: proces Mannheim i proces Hardgrenave.

Proces Mannheim

Odbywa się to w dużych stalowych piecach i z 6 -m stalową platformą reakcyjną. Reakcja występuje między chlorkiem sodu a kwasem siarkowym:

2 NaCl +H₂południowy zachód₄ => 2 hcl +na₂południowy zachód₄

Proces hardreave

Obejmuje reakcję chlorku sodu, tlenku siarki, tlenu i wody:

4 NaCl + 2 SO₂  +  ALBO₂  + 2 godz₂O => 4 hcl +na₂południowy zachód₄

Inni

Siarczan sodu występuje w reakcji neutralizacji między wodorotlenkiem sodu a kwasem siarkowym:

2 naoh +h₂południowy zachód₄ => Na₂południowy zachód₄  +  H₂ALBO

Siarczan sodu jest produktem ubocznym produkcji licznych związków. Jest ekstrahowany z odpadów ciekłych zwolnionych podczas produkcji wiskozy i celofanu. Również w produkcji dichromianu sodu, fenoli, kwasu borowego i karbaminianu litu.

Ryzyko

Siarczan sodu jest uważany za związek o niskiej toksyczności. Może jednak spowodować pewne szkody osobie, która używa go nieodpowiednich.

Na przykład możesz spowodować podrażnienie oka, zaczerwienienie i ból. W skórze może powodować podrażnienie i alergię u niektórych osób. Jego spożycie może powodować podrażnienie przewodu pokarmowego z nudnościami, wymiotami i biegunką. I wreszcie, jego wdychanie powoduje podrażnienie w dróg oddechowych.

Bibliografia

1. Shiver & Atkins. (2008). Chemia nieorganiczna. (Czwarta edycja). MC Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Siarczan sodu. Źródło: w:.Wikipedia.org
3. National Center for Biotechnology Information. (2019). Siarczan sodu. Baza danych Pubchem. CID = 24436. Odzyskane z: Pubchem.NCBI.NLM.Nih.Gov
4. B. N. Mehrotra. (1978). Struktura krystaliczna Na₂południowy zachód₄Iii. Odzyskane z: rruff-2.Geo.Arizona.Edu
5. Glauberita-Thenardita (siarczan sodu). [PDF]. Odzyskane z: igme.Jest