Натриев сулфат

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към навигацията Направо към търсенето
Натриев сулфат
Sodium sulfate.jpg
Идентификатори
Номер на CAS 7757-82-6
PubChem 24436
ChemSpider 22844
ChEBI 32149
ChEMBL 233406
Номер в RTECS WE1650000
SMILES
[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O
StdInChI
1S/2Na.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2
StdInChI ключ PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L
InChI 1S/2Na.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2
UNII 36KCS0R750
Свойства
Формула Na2SO4
Моларна маса 142,04 g/mol (безводен)
322,20 g/mol (декахидрат)
Външен вид бели кристали
Плътност 2,664 g/cm3 (безводен)
1,464 g/cm3 (декахидрат)
Точка на топене 884 °C (безводен)
32,38 °C (декахидрат)
Точка на кипене 1429 °C (безводен)
Разтворимост вода 13,9 g/100 mL
Магнитна възприемчивост −52·10−6 cm3/mol
Показател на пречупване 1,468 (безводен)
1,394 (декахидрат)
Опасности
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
1
0
Данните са при стандартно състояние
на материалите (25°C, 100 kPa)
,
освен където е указано другояче.

Натриевият сулфат е неорганично съединение с формула Na2SO4, което има няколко хидрата. Във всичките си форми представлява бяло твърдо вещество, разтворимо във вода. С годишно производство от 6 милиона тона, декахидратът му е важна химическа стока с широко потребление. Основното му приложение е при синтетичните миещи вещества и производството на хартия.[1]

Форми[редактиране | редактиране на кода]

История[редактиране | редактиране на кода]

Декахидратът на натриевия сулфат се нарича също Глауберова сол в чест на германско-холандския химик Йохан Глаубер, който го открива през 1625 г. в австрийска изворна вода. Той го нарича чудотворна сол, поради лечебните му свойства: кристалите му се използват като лаксатив с общо предназначение до появата на по-сложни алтернативи през 20 век.[2][3]

През 18 век Глаубертовата сол започва да се използва като суровина за промишленото производство на натриев карбонат чрез реакция с поташ. С нарастване на търсенето на натриевия карбонат се покачва и търсенето на натриевия сулфат. Така през 19 век започва да се използва широкомащабно процеса на Льоблан за създаване на изкуствен натриев сулфат.[4]

Химични свойства[редактиране | редактиране на кода]

Натриевият сулфат е типичен електростатично свързан йонен сулфат. Наличието на свободен сулфат в разтвор е засвидетелствано от лесното образуване на неразтворими сулфати, когато в тези разтвори се добавят соли на Ba2+ или Pb2+:

Na2SO4 + BaCl2 → 2 NaCl + BaSO4

Натриевият сулфат не реагира с повечето окислителни или редуциращи агенти. При висока температура може да се превърне в натриев сулфид:[5]

Na2SO4 + 2 C → Na2S + 2 CO2

Натриевият сулфат реагира със сярна киселина, при което се получава натриев бисулфат:[6][7]

Na2SO4 + H2SO4 ⇌ 2 NaHSO4

Натриевият сулфат проявява умерена склонност към образуване на двойни соли. Известни са двойни соли с други алкални сулфати, включително Na2SO4·3K2SO4, която се среща в природата под формата на минерала афтиталит. Други двойни соли са 3Na2SO4·CaSO4, 3Na2SO4·MgSO4 и NaF·Na2SO4.[8]

Физични свойства[редактиране | редактиране на кода]

Натриевият сулфат има необичайна разтворимост във вода.[9] Разтворимостта му във вода се покачва над десет пъти между 0 °C и 32,384 °C, където достига максимум от 49,7 g/100 mL. След това кривата на разтворимостта променя наклона си и разтворимостта става почти независима от температурата. Температурата 32,384 °C, съответстваща на разтапянето на хидратираната сол, служи като точна отправна точка за настройване на термометри.

Приложение[редактиране | редактиране на кода]

Натриевият сулфат е сравнително евтино вещество. Най-голямото му приложение е в битовите синтетични миещи препарати, за които се отделя около 50% от световното производство на натриев сулфат. Все пак, употребата му в такива препрати намалява, тъй като потребителите постепенно преминават към течни миещи препарати, които не съдържат натриев сулфат. Друго голямо приложение, което все повече се смалява, е използването му в сулфатния процес, служещ за производството на хартия в Северна Америка. Стъкларската промишленост представлява друго голямо приложение на съединението, особено в Европа. Натриевият сулфат спомага за премахването на малки мехурчета въздух от разтопеното стъкло. В Япония натриевият сулфат намира особено голямо приложение в производството на текстили. Той спомага за изглаждането на текстила, така че боите да попият по-равномерно.[10]

В хранителната промишленост натриевият сулфат се използва като разредител.[11] Неговият Е-номер е E514.

В лабораторни условия безводният натриев сулфат се използва като инертен изсушаващ агент за премахване на вода от органични разтвори.[12] Той е по-ефикасен, макар и по-бавно действащ, от подобния агент магнезиев сулфат. Въпреки това, този метод работи само под 30 °C.

Натриевият сулфат се използва и за съхранение на топлинна енергия, благодарение на неговите необичайни свойства на разтваряне и сравнително високата нужна топлина за кристализация (78,2 kJ/mol).[13]

Безопасност[редактиране | редактиране на кода]

Макар като цяло да се счита за нетоксичен,[11] прахът от натриев сулфат може да причини временна астма и раздразнение на очите. Препоръчително е с него да се борави със защита на дихателните пътища и очите.

Източници[редактиране | редактиране на кода]

  1. Helmold Plessen. Sodium Sulfates. // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim, Wiley-VCH, 2000. ISBN 978-3527306732. DOI:10.1002/14356007.a24_355.
  2. Szydlo, Zbigniew. Water which does not wet hands: The Alchemy of Michael Sendivogius. London–Warsaw, Polish Academy of Sciences, 1994.
  3. Westfall, Richard S.. Glauber, Johann Rudolf. // The Galileo Project, 1995. Архивиран от оригинала на 18 ноември 2011.
  4. Aftalion, Fred. A History of the International Chemical Industry. Philadelphia, University of Pennsylvania Press, 1991. ISBN 978-0-8122-1297-6. с. 11 – 16.
  5. Handbook of Chemistry and Physics. 71st. Ann Arbor, Michigan, CRC Press, 1990.
  6. The Merck Index. 7th. Rahway, New Jersey, US, Merck & Co., 1960.
  7. Nechamkin, Howard. The Chemistry of the Elements. New York, McGraw-Hill, 1968.
  8. Mellor, Joseph William. Mellor's Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry. new impression. Т. Volume II. London, Longmans, 1961. ISBN 978-0-582-46277-9. с. 656 – 673.
  9. Linke, W.F.. Solubilities of Inorganic and Metal Organic Compounds. 4th. Van Nostrand, 1965. ISBN 978-0-8412-0097-5.
  10. Suresh, Bala. Sodium sulfate. Zurich, Chemical Economic Handbook SRI Consulting, май 2006. с. 771.1000A–771.1002J.
  11. а б Sodium sulfate (WHO Food Additives Series 44). // World Health Organization, 2000. Архивиран от оригинала на 4 септември 2007. Посетен на 6 юни 2007.
  12. Vogel, Arthur I.. Vogel's Elementary Practical Organic Chemistry 1 Preparations. 3rd. London, Longman Scientific & Technical, 1980.
  13. Telkes, Maria. Improvements in or relating to a device and a composition of matter for the storage of heat. 1953.