Натриев сулфат
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]
| Натриев сулфат | |
 | |
| 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 във вода | 13,9 g/100 mL |
| Магнитна възприемчивост | −52·10−6 cm3/mol |
| Показател на пречупване | 1,468 (безводен) 1,394 (декахидрат) |
| Термохимия | |
| Стандартна енталпия на образуване | −1387,9 kJ/mol |
| Опасности | |
| NFPA 704 |  0
1
0
|
| Идентификатори | |
| CAS номер | 7757-82-6 |
| PubChem | 24436 |
| ChemSpider | 22844 |
| DrugBank | DB09472 |
| KEGG | C13199 |
| ChEBI | 32149 |
| ChEMBL | 233406 |
| RTECS | WE1650000 |
| ATC | A12CA02 |
| SMILES | [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O |
| InChI | 1S/2Na.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2 |
| InChI ключ | PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L |
| UNII | 36KCS0R750 |
| Данните са при стандартно състояние на материалите (25 °C, 100 kPa), освен ако не е указано друго. | |
| Натриев сулфат в Общомедия | |
Форми
редактиране- Безводен натриев сулфат, срещащ се като редкия минерал тенардит и използван като изсушаващ агент в органичния синтез;
- Хептахидрат, много рядка форма;
- Декахидрат, срещащ се като минерала мирабилит и използван в химическата промишленост.
История
редактиранеДекахидратът 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
редактиранеНатриевият 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
редактиранеНатриевият 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
редактиранеНатриевият 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
редактиранеМакар 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- ↑ Helmold Plessen. Sodium Sulfates // Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim, Wiley-VCH, 2000. ISBN 978-3527306732. DOI:10.1002/14356007.a24_355.
- ↑ Szydlo, Zbigniew. Water which does not wet hands: The Alchemy of Michael Sendivogius. London–Warsaw, Polish Academy of Sciences, 1994.
- ↑ Westfall, Richard S. Glauber, Johann Rudolf // The Galileo Project, 1995. Архивиран от оригинала на 18 ноември 2011.
- ↑ Aftalion, Fred. A History of the International Chemical Industry. Philadelphia, University of Pennsylvania Press, 1991. ISBN 978-0-8122-1297-6. с. 11 – 16.
- ↑ Handbook of Chemistry and Physics. 71st. Ann Arbor, Michigan, CRC Press, 1990.
- ↑ The Merck Index. 7th. Rahway, New Jersey, US, Merck & Co., 1960.
- ↑ Nechamkin, Howard. The Chemistry of the Elements. New York, McGraw-Hill, 1968.
- ↑ 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.
- ↑ Linke, W.F. Solubilities of Inorganic and Metal Organic Compounds. 4th. Van Nostrand, 1965. ISBN 978-0-8412-0097-5.
- ↑ Suresh, Bala. Sodium sulfate. Zurich, Chemical Economic Handbook SRI Consulting, май 2006. с. 771.1000A–771.1002J.
- ↑ 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.
- ↑ Vogel, Arthur I. Vogel's Elementary Practical Organic Chemistry 1 Preparations. 3rd. London, Longman Scientific & Technical, 1980.
- ↑ Telkes, Maria. Improvements in or relating to a device and a composition of matter for the storage of heat. 1953. Архив на оригинала от 2008-10-06 в Wayback Machine.