SÍRAN SODNÝ (NA2SO4): STRUKTURA, VLASTNOSTI, POUŽITÍ, ZÍSKÁNÍ - CHEMIE - 2025

Síran sodný je anorganická sůl, která má na chemický vzorec Na ₂ SO ₄. Skládá se z bílé pevné látky, která je přítomna ve třech formách: bezvodá, heptahydrát (sotva dostupný) a dekahydrát (známý jako Glaubertova sůl); posledně jmenovaná je nejhojnější formou síranu sodného.

Dekahydrátu síranu sodného, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, byl objeven v roce 1625 Glaubert v pramenité vody, který ji mirabilis sůl (zázrak, sůl) s názvem díky své léčivé vlastnosti.

Hodinky se vzorkem síranu sodného. Zdroj: Walkerma prostřednictvím Wikipedie.

Síran sodný má četné uplatnění v textilním a papírenském průmyslu i ve sklářské výrobě. Jeho použití je rozšířeno na tepelné aplikace, které zahrnují dodávku okolního tepla a chlazení notebooků.

Síran sodný je sloučenina s nízkou toxicitou a škodlivé účinky jsou hlavně mechanické a nechemické. Z krystalografické důvodů této soli, jako jeho protějšek draselného, K ₂ SO ₄, má mřížku a polymorfní struktury.

Struktura

Bezvodá sůl

Bezvodé ionty síranu sodného. Zdroj: Claudio Pistilli

Vzorec Na ₂ SO ₄ ukazuje, najednou, že Na ⁺ a SO ₄ ^2- ionty jsou v poměru 1: 2 v krystaly soli; to znamená, že pro každé dva Na ⁺ kationtů je anion SO ₄ ^2- interakce s nimi prostřednictvím elektrostatické přitažlivosti (horní obrázek).

Samozřejmě, že se to týká bezvodým Na ₂ SO ₄, bez molekul vody koordinovaně s sodíku v krystalech.

Síran sodný

Přestože je zjevně jednoduchá sůl, je její popis strukturálně složitý. Na ₂ SO ₄ představuje polymorfismus, s až pěti krystalických fází: I, II, III, IV a V, jejichž přechod teploty jsou 180, 200, 228, 235 a 883 o C, v tomto pořadí.

Přestože neexistují žádné odkazy, které by jej osvědčovaly, musí být Na ₂ SO ₄ I ten, který má hexagonální krystalickou strukturu, hustší ve srovnání s ortorombickým Na ₂ SO ₄ III, v jehož krystalech Na ⁺ tvoří tetraedru (NaO ₄) a koordinační oktaedra (NaO ₆); to znamená, že může být obklopen čtyřmi nebo šesti SO ₄ ^2- aniontů.

Dehydratovaná sůl

Mezitím jednoklonné krystalické struktury z nejdůležitějších hydrátu, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, je jednodušší. V tom, že je prakticky ve vodě molekuly, které interagují nebo koordinuje s Na ⁺ v Na (H ₂ O) ₆ ⁺ octahedra s SO ₄ ^2- jen poskytnout dostatečný stabilitu, krystalu tak, že existuje v pevné fázi.

Nicméně, jeho teplota tání (32.38ºC) mnohem nižší, než je na bezvodou sůl (884ºC) ukazuje, jak molekuly vody a jejich vodíkové vazby oslabit silnější iontové interakce v Na ₂ SO ₄.

Vlastnosti

Jména

-Síran sodný (IUPAC)

-Glauberova sůl (dekahydrát)

-Hlavní sůl (dekahydrát)

-Síran sodný.

Molární hmotnost

142,04 g / mol (bezvodý)

322,20 g / mol (dekahydrát)

Fyzický vzhled

Bílá hygroskopická krystalická pevná látka

Zápach

Toaleta

Chuť

Hořký a slaný

Hustota

2 664 g / cm ³ (bezvodý)

1 464 g / cm ³ (dekahydrát)

Všimněte si, jak molekuly vody uvnitř krystalů způsobují jejich expanzi, a proto snižují jejich hustotu.

Bod tání

884 ° C (bezvodý)

32,38 ºC (dekahydrát)

Bod varu

1 429 ° C (bezvodý)

Rozpustnost ve vodě

4,76 g / 100 ml (0 ° C)

13,9 g / 100 ml (20 ° C)

42,7 g / 100 ml (100 ° C)

Všechny hodnoty rozpustnosti odpovídají bezvodé soli, která je zcela rozpustná ve vodě při všech teplotách.

Rozpustnost se náhle zvyšuje mezi 0 ° C a 38,34 ° C, přičemž se pozoruje, že v tomto teplotním rozmezí se rozpustnost zvyšuje více než 10krát. Avšak při 32,38 ° C je rozpustnost nezávislá na teplotě.

Stává se, že se při teplotě 32,8 ° C dekahydrát síranu sodného rozpustí ve své vlastní krystalické vodě. Tím je dosaženo rovnováhy mezi dekahydrátovou solí, bezvodou solí a nasyceným roztokem síranu sodného.

Dokud je třífázová podmínka zachována, zůstane teplota konstantní, což umožňuje kalibraci teploty teploměrů.

Na druhé straně rozpustnosti pro heptahydratovanou sůl jsou:

19,5 g / 100 ml (0 ° C)

44,0 g / 100 ml (20 ° C)

Povšimněte si, že při 20 ° C je heptahydrátová sůl třikrát rozpustnější než bezvodá.

Index lomu

1 468 (bezvodý)

1,394 (dekahydrát)

Stabilita

Stabilní za doporučených skladovacích podmínek. Nekompatibilní se silnými kyselinami a zásadami, hliníkem a hořčíkem.

Rozklad

Při zahřátí na rozklad se uvolňuje toxický kouř z oxidu siřičitého a oxidu sodného.

pH

5% vodný roztok má pH 7.

Reaktivita

Síran sodný disociuje ve vodném roztoku do 2 Na ⁺ a SO ₄ ^2-, což umožňuje ionty síranu kombinovat s Ba ²⁺, aby sraženina síranu barnatého. Prakticky pomáhá vytlačovat ionty baria ze vzorků vody.

Síran sodný se převádí na sulfid sodný reakcí při zvýšených teplotách s uhlím:

Na ₂ SO ₄ + 2 C => Na ₂ S + 2 CO ₂

Glaubert je sůl, naso ₄.10H ₂ O reaguje s uhličitanem draselným na uhličitan sodný vyrábět.

Aplikace

Papírenský průmysl

Síran sodný se používá při výrobě papírenské buničiny. Používá se při výrobě kraftového papíru, který neobsahuje lignin a není podroben bělícímu procesu, což mu dává velkou odolnost. Kromě toho se používá při výrobě lepenky.

Čistící prostředky

Používá se jako výplňový materiál pro syntetické domácí detergenty a přidává se do detergentu ke snížení povrchového napětí.

Brýle

Používá se při výrobě skla ke snížení nebo odstranění přítomnosti malých vzduchových bublin v roztaveném skle. Kromě toho eliminuje tvorbu strusky během procesu rafinace roztaveného skla.

Textilní průmysl

Síran sodný se používá jako mořidlo, protože usnadňuje interakci barviv s vlákny tkanin. Při testu barvení se používá dekahydrát síranu sodného.

Kromě toho se jako ředidlo pro barvivo a pomocné činidlo pro tisk barviv používá síran sodný; jako jsou přímá barviva, sírová barviva a další činidla, která podporují barvení bavlny. Používá se také jako retardační činidlo pro přímá hedvábná barviva.

Lék

Sulfát sodný dekahydrát se používá jako projímadlo, protože je špatně absorbováno ve střevě, a proto zůstává v lumen střeva, což způsobuje zvýšení objemu. To stimuluje nárůst peristaltických kontrakcí, které vyvolávají vyloučení obsahu střeva.

Síran sodný je antidotum pro kontrolu otravy baryem a olověnou solí. Glaubertova sůl účinně eliminuje určité nadměrně požité léky; například paracetamol (acetoaminofen).

Kromě toho se používá k dodávání nedostatečných elektrolytů přítomných v isoosmotických roztocích.

Sušicí prostředek

Síran sodný, jako inertní činidlo, se používá k odstranění vody z roztoků organických sloučenin.

Surovina

Síran sodný se používá jako surovina pro výrobu mnoha látek, včetně: sulfidu sodného, ​​uhličitanu sodného a síranu amonného.

Získání

Síran sodný se získává těžební extrakcí a chemickými reakcemi.

Těžba

Existují tři rud nebo minerálních látek, které jsou využívány s komerčním Výtěžek thenardite (Na ₂ SO ₄), mirabilit (Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O) a glaubarite (Na ₂ SO ₄ · CaSO ₄).

Ve Španělsku jsou ložiska tehdarditů a mirabilitů využívána podzemní těžbou galerií a sloupů. Mezitím se glauberit získává na volném prostranství pomocí velkých raftů umístěných na ložisku nerostů.

Půda je připravena otryskáním s nízkou intenzitou k vytvoření porozity, která umožňuje vyluhování síranu sodného. Výrobní fáze nastává zavlažováním glauberitu se sladkovodním zavlažováním, jehož vyluhování se šíří dolů.

Solanka síranu sodného se sebere a zbytek síranu vápenatého se ponechá jako náplň.

Chemická výroba

Síran sodný se získává během výroby kyseliny chlorovodíkové dvěma procesy: Mannheimovým procesem a Hardgreavesovým procesem.

Mannheimův proces

Provádí se ve velkých ocelových pecích a s 6 m ocelovou reakční platformou. K reakci dochází mezi chloridem sodným a kyselinou sírovou:

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

Hardgreaves proces

Zahrnuje reakci chloridu sodného, ​​oxidu siřičitého, kyslíku a vody:

4 NaCI + 2 SO ₂ + O ₂ + 2 H ₂ O => 4 HCI + Na ₂ SO ₄

Ostatní

Síran sodný se vyrábí při neutralizační reakci mezi hydroxidem sodným a kyselinou sírovou:

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

Síran sodný je vedlejší produkt při výrobě četných sloučenin. Extrahuje se z tekutého odpadu vypouštěného během výroby viskózy a celofánu. Také při výrobě dichromanu sodného, ​​fenolů, kyseliny borité a karbamátu lithného.

Rizika

Síran sodný je považován za sloučeninu s nízkou toxicitou. Může však způsobit určité poškození osobě, která je používá nesprávně.

Například kontakt může způsobit podráždění očí, zarudnutí a bolest. Na kůži může u některých lidí způsobit podráždění a alergii. Jeho požití může způsobit podráždění zažívacího traktu nevolností, zvracením a průjmem. A konečně, jeho inhalace způsobuje podráždění dýchacích cest.

Reference

1. Shiver & Atkins. (2008). Anorganická chemie. (Čtvrté vydání). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Síran sodný. Obnoveno z: en.wikipedia.org
3. Národní centrum pro biotechnologické informace. (2019). Síran sodný. PubChem Database. CID = 24436. Obnoveno z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. BN Mehrotra. (1978). Krystalová struktura Na ₂ SO ₄ III. Obnoveno z: rruff-2.geo.arizona.edu
5. Glauberit-pakardit (síran sodný).. Obnoveno z: igme.es