NATRIO SULFATAS (NA2SO4): STRUKTŪRA, SAVYBĖS, PANAUDOJIMAS, GAVIMAS - CHEMIJA - 2025

Natrio sulfatas yra neorganinis druska, turinti į cheminę formulę Na ₂ SO ₄ . Jį sudaro trijų formų balta kieta medžiaga: bevandenis, heptahidratas (mažai prieinamas) ir dekahidratas (žinomas kaip Glauberto druska); pastaroji yra pati gausiausia natrio sulfato forma.

Natrio sulfato dehidratatą, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, 1625 m. Atrado šaltinio vandenyje Glaubertas, kuris pavadino jį mirabilio druska (stebuklingąja druska) dėl savo vaistinių savybių.

Stebėkite stiklą su natrio sulfato mėginiu. Šaltinis: „Walkerma“ per Vikipediją.

Natrio sulfatas yra daug pritaikomas tekstilės ir popieriaus pramonėje, taip pat stiklo gamyboje. Jo paskirtis apima ir šiluminį pritaikymą, įskaitant aplinkos šilumos tiekimą ir nešiojamųjų kompiuterių aušinimą.

Natrio sulfatas yra mažai toksiškas junginys, kurio žalingi veiksmai daugiausia yra mechaniniai ir ne cheminiai. Už kristalografinėmis priežasčių, šio druskos, kalio, kaip ir jo atitikmens, K ₂ SO ₄ , turi gardelę ir polimorfiniai struktūras.

Struktūra

Bevandenė druska

Bevandeniai natrio sulfato jonai. Šaltinis: Claudio Pistilli

Formulė Na ₂ SO ₄ rodo, vienu metu, kad Na ⁺ ir SO ₄ ^2- jonai yra 1: 2 santykis druskos kristalai ; tai yra, kiekvienuose dviejuose Na ⁺ katijonuose yra anijonas SO ₄ ^2, sąveikaujantis su jais per elektrostatinę trauką (viršutinis vaizdas).

Žinoma, tai taikoma bevandeniam Na ₂ SO ₄ , kai kristaluose nėra vandens molekulių, suderintų su natriu.

Natrio sulfatas

Nepaisant akivaizdžiai paprastos druskos, jos apibūdinimas yra struktūriškai sudėtingas. Na ₂ SO ₄ pristato polimorfizmas, turintis iki penkių kristalinių etapus: I, II, III, IV ir V, kurio temperatūra yra pereinamasis 180, 200, 228, 235 ir 883 ° C, atitinkamai.

Nors nėra nuorodų, liudijančių apie tai, Na ₂ SO ₄ I turi būti šešiakampė kristalinė struktūra, tankesnė, palyginti su ortorombiniu Na ₂ SO ₄ III, kurio kristalai Na ⁺ sudaro tetraedrą (NaO ₄ ). ir koordinavimo oktaedrai (NaO ₆ ); tai yra, jis gali būti apsuptas keturių ar šešių SO ₄ ^2- anijonų .

Dehidratuota druska

Tuo tarpu, Monociklinis kristalinė struktūra iš svarbiausių hidrato, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, yra paprastesnė. Jame praktiškai vandens molekulės, sąveikaujančios su Na ⁺ , esančios Na (H ₂ O) ₆ ⁺ oktaedre , koordinuojamos taip , kad SO ₄ ² tiesiog suteikia kristalui pakankamai stabilumo, kad jis egzistuotų kietoje fazėje.

Tačiau, jo lydymosi temperatūra (32.38 ° C) daug mažesnis, nei iš bevandenės druskos (884 ° C), rodo, kaip vandens molekulės ir jų vandenilio obligacijos susilpninti stipresnius joninių sąveikas Na ₂ SO ₄ .

Savybės

Vardai

-Natrio sulfatas (IUPAC)

-Glauberio druska (dehidratas)

-Makiška druska (dehidratas)

-Dinatrio sulfatas.

Molinė masė

142,04 g / mol (bevandenis)

322,20 g / mol (dekahidratas)

Fizinė išvaizda

Balta higroskopinė kristalinė kieta medžiaga

Kvapas

Tualetas

Skonis

Kartaus ir sūrus

Tankis

2,664 g / cm ³ (bevandenis)

1,464 g / cm ³ (dehidratas)

Atkreipkite dėmesį, kaip kristalų viduje esančios vandens molekulės priverčia jas plėstis ir dėl to mažėja jų tankis.

Lydymosi temperatūra

884 ºC (bevandenis)

32,38 ºC (dehidratas)

Virimo taškas

1,429 ºC (bevandenis)

Tirpumas vandenyje

4,76 g / 100 ml (0 ºC)

13,9 g / 100 ml (20 ° C)

42,7 g / 100 ml (100 ° C)

Visos tirpumo vertės atitinka bevandenę druską, kuri labai gerai tirpsta vandenyje bet kurioje temperatūroje.

Tirpumas staiga padidėja nuo 0ºC iki 38,34ºC, stebint, kad šiame temperatūrų intervale tirpumas padidėja daugiau nei 10 kartų. Tačiau nuo 32,38ºC tirpumas nepriklauso nuo temperatūros.

Taip atsitinka, kad 32,8 ºC temperatūroje natrio sulfato dehidratas ištirpsta savame kristaliniame vandenyje. Tokiu būdu pasiekiama pusiausvyra tarp dekahidrato druskos, bevandenės druskos ir prisotinto natrio sulfato tirpalo.

Kol bus palaikoma trifazė būsena, temperatūra išliks pastovi, o tai leis kalibruoti termometrų temperatūrą.

Kita vertus, heptahidruotos druskos tirpumas yra:

19,5 g / 100 ml (0 ºC)

44,0 g / 100 ml (20 ° C)

Atminkite, kad 20 ° C temperatūroje heptahidrato druska yra tris kartus tirpesnė nei bevandenė.

Lūžio rodiklis

1,468 (bevandenis)

1,394 (dekahidratas)

Stabilumas

Stabilus rekomenduojamomis laikymo sąlygomis. Nesuderinamas su stipriomis rūgštimis ir bazėmis, aliuminiu ir magniu.

Skilimas

Šildant iki skilimo, jis išskiria toksiškus sieros oksido ir natrio oksido dūmus.

pH

5% vandeninio tirpalo pH yra 7.

Reaktyvumas

Natrio sulfatas vandeniniame tirpale disocijuojasi į 2 Na ⁺ ir SO ₄ ^2- , o tai leidžia sulfato jonui susijungti su Ba ²⁺ ir nusodinti bario sulfatą. Tai praktiškai padeda pašalinti bario jonus iš vandens mėginių.

Natrio sulfatas paverčiamas natrio sulfidu aukštoje temperatūroje reaguojant su anglimi:

Na ₂ SO ₄ + 2, C => na ₂ S + 2 CO ₂

Glaubert druska, NASO ₄ .10H ₂ O reaguoja su kalio karbonatu natrio karbonato.

Programos

Popieriaus pramonė

Natrio sulfatas yra naudojamas gaminant popieriaus masę. Jis naudojamas gaminant „Kraft“ popierių, kuriame nėra lignino ir jis nėra veikiamas balinimo proceso, o tai suteikia jam didelį atsparumą. Be to, jis naudojamas gaminant kartoną.

Plovikliai

Jis naudojamas kaip sintetinių buitinių ploviklių užpildas, pridedamas prie ploviklio siekiant sumažinti paviršiaus įtempimą.

Akiniai

Jis naudojamas gaminant stiklą, siekiant sumažinti arba pašalinti mažus oro burbuliukus išlydytame stikle. Be to, jis pašalina šlako susidarymą išlydyto stiklo valymo proceso metu.

Tekstilės industrija

Natrio sulfatas naudojamas kaip šarminimo priemonė, nes tai palengvina dažų sąveiką su audinių pluoštais. Natrio sulfato dehidratas naudojamas dažų bandyme.

Be to, natrio sulfatas naudojamas kaip dažų skiediklis ir dažų spausdinimo pagalbinė medžiaga; tokie kaip tiesioginiai dažai, sieros dažai ir kiti agentai, skatinantys medvilnės dažymą. Jis taip pat naudojamas kaip lėtinanti priemonė tiesioginiams šilko dažams.

Vaistas

Natrio sulfato dehidratas yra naudojamas kaip vidurius laisvinantis vaistas, nes jis blogai absorbuojamas žarnyne, todėl lieka žarnyno liumenuose, todėl padidėja jo tūris. Tai skatina peristaltinių susitraukimų, kurie skatina žarnyno turinio išsiskyrimą, padidėjimą.

Natrio sulfatas yra priešnuodis apsinuodijimui bario ir švino druska. Glauberto druska yra veiksminga pašalinant tam tikrus pernelyg didelius vaistus; pavyzdžiui, paracetamolis (acetoaminofenas).

Be to, jis naudojamas tiekti elektrolitus, kurių trūkumas yra izosmotiniuose tirpaluose.

Džiovinimo priemonė

Natrio sulfatas, kaip inertinis reagentas, naudojamas vandeniui pašalinti iš organinių junginių tirpalų.

Žaliava

Natrio sulfatas yra naudojamas kaip žaliava daugeliui medžiagų gaminti, įskaitant: natrio sulfidą, natrio karbonatą ir amonio sulfatą.

Gavimas

Natrio sulfatas gaunamas ekstrahuojant kasyklą ir vykstant cheminėms reakcijoms.

Kasybos gavyba

Yra trys rūdos ar mineralai, kurie yra naudojami naudojant komercinį derlių: tadaarditas (Na ₂ SO ₄ ), mirabilitas (Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O) ir glaubaritas (Na ₂ SO ₄ · CaSO ₄ ).

Ispanijoje tadaardito ir mirabilito telkiniai iškasami požeminėje galerijų ir kolonų kasyboje. Tuo tarpu glauberitas gaunamas lauke, dideliais plaustais, kurie dedami ant naudingųjų iškasenų.

Žemė paruošiama pūtimo būdu, gaunant poringumą, kuris leidžia išplauti natrio sulfatu. Gamybos fazė įvyksta gliuteniu purškiant glauberitą, kurio išplovimas plinta žemyn.

Natrio sulfato sūrymas surenkamas, paliekant užpildytą kalcio sulfato liekaną.

Chemijos gamyba

Natrio sulfatas gaunamas gaminant druskos rūgštį dviem būdais: Manheimo ir Hardgreaves procesais.

Manheimo procesas

Jis atliekamas didelėse plieninėse krosnyse ir su 6 m plieno reakcijos platforma. Reakcija vyksta tarp natrio chlorido ir sieros rūgšties:

2 NaCl + H ₂ SO ₄ => 2 HCl + Na ₂ SO ₄

Kietmedžio procesas

Tai apima natrio chlorido, sieros oksido, deguonies ir vandens reakciją:

4 NaCl + 2 SO ₂ + O ₂ + 2 H ₂ O => 4 HCl + Na ₂ SO ₄

Kiti

Natrio sulfatas gaunamas neutralizuojant natrio hidroksidą ir sieros rūgštį:

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

Natrio sulfatas yra šalutinis daugelio junginių gamybos produktas. Jis išgaunamas iš skystų atliekų, išleidžiamų gaminant viskozę ir celofaną. Taip pat gaminant natrio dichromatą, fenolius, boro rūgštį ir ličio karbamatą.

Pavojai

Natrio sulfatas laikomas mažo toksiškumo junginiu. Tačiau tai gali padaryti tam tikrą žalą asmeniui, kuris jį netinkamai naudoja.

Pavyzdžiui, kontaktas gali sukelti akių dirginimą, paraudimą ir skausmą. Kai kuriems žmonėms oda gali sudirginti ir sukelti alergiją. Jo nurijimas gali sudirginti virškinamąjį traktą su pykinimu, vėmimu ir viduriavimu. Galiausiai jo įkvėpimas sukelia dirginimą kvėpavimo takuose.

Nuorodos

1. Šiveris ir Atkinsas. (2008). Neorganinė chemija. (Ketvirtasis leidimas). Mc Graw Hill.
2. Vikipedija. (2019 m.). Natrio sulfatas. Atkurta iš: en.wikipedia.org
3. Nacionalinis biotechnologijų informacijos centras. (2019 m.). Natrio sulfatas. „PubChem“ duomenų bazė. CID = 24436. Atkurta iš: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. BN Mehrotra. (1978). Na ₂ SO ₄ kristalų struktūra . Atkurta iš: rruff-2.geo.arizona.edu
5. Glauberitas-tadaarditas (natrio sulfatas). . Atgauta iš: igme.es