SÍRAN SODNÝ (NA2SO4): ŠTRUKTÚRA, VLASTNOSTI, POUŽITIE, ZÍSKAVANIE - CHÉMIA - 2026

Síran sodný je anorganická soľ, ktorá má na chemický vzorec Na ₂ SO ₄ . Skladá sa z bielej pevnej látky, ktorá je prítomná v troch formách: bezvodá, heptahydrát (sotva dostupný) a dekahydrát (známy ako Glaubertova soľ); posledne menovaná je najhojnejšou formou síranu sodného.

Dekahydrátu síranu sodného, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, bol objavený v roku 1625 Glaubert v pramenitej vody, ktorý ju mirabilis soľ (zázrak, soľ) s názvom vďaka svojej liečivé vlastnosti.

Poháre so vzorkou síranu sodného. Zdroj: Walkerma prostredníctvom Wikipédie.

Síran sodný má početné uplatnenie v textilnom a papierenskom priemysle, ako aj pri výrobe skla. Jeho použitie je rozšírené na tepelné aplikácie, medzi ktoré patrí dodávka okolitého tepla a chladenie notebookov.

Síran sodný je zlúčenina s nízkou toxicitou a jej škodlivé účinky sú hlavne mechanické a nechemické. Z kryštalografickej dôvodov tejto soli, ako jeho náprotivok draselného, K ₂ SO ₄ , má mriežku a polymorfné štruktúry.

štruktúra

Bezvodá soľ

Bezvodé ióny síranu sodného. Zdroj: Claudio Pistilli

Vzorec Na ₂ SO ₄ ukazuje, zrazu, že Na ⁺ a SO ₄ ^2- ióny sú v pomere 1: 2 v kryštály soli ; to znamená, že pre každé dva Na ⁺ katiónov je anión SO ₄ ^2- interakcie s nimi prostredníctvom elektrostatické príťažlivosti (horný obrázok).

Samozrejme, že sa to týka bezvodým Na ₂ SO ₄ , bez molekúl vody koordinovane s sodíka v kryštáloch.

Síran sodný

Napriek tomu, že ide o zdanlivo jednoduchú soľ, jej opis je štrukturálne zložitý. Na ₂ SO ₄ predstavuje polymorfizmus, s až piatimi kryštalických fáz: I, II, III, IV a V, ktorých prechod teploty sú 180, 200, 228, 235 a 883 o C, v tomto poradí.

Aj keď neexistujú žiadne odkazy, ktoré sa potvrdí, Na ₂ SO ₄ I, musí byť jeden s hexagonálne kryštalickej štruktúry, v porovnaní s hustejšou kosoštvorcové Na ₂ SO ₄ III, v ktorého kryštálov Na ⁺ formy štvorsten (NAO ₄ ) a koordinačná oktaedra (NaO ₆ ); to znamená, že môže byť obklopený štyrmi alebo šiestimi SO ₄ ^2- aniónov .

Dehydratovaná soľ

Medzitým jednoklonové kryštalickej štruktúry z najdôležitejších hydrátu, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, je jednoduchšie. V tom, že je prakticky vo vode molekuly, ktoré interagujú alebo koordinuje s Na ⁺ v Na (H ₂ O) ₆ ⁺ octahedra s SO ₄ ^2- len poskytnúť dostatočný stabilitu, kryštálu tak, že existuje v pevnej fáze.

Avšak, jeho teplota topenia (32.38ºC) oveľa nižšia, než je na bezvodú soľ (884ºC) ukazuje, ako molekuly vody a ich vodíkové väzby oslabiť silnejšie iónové interakcie v Na ₂ SO ₄ .

vlastnosti

mená

- síran sodný (IUPAC)

-Gluberova soľ (dekahydrát)

-Hlavná soľ (dekahydrát)

- síran sodný.

Molárna hmota

142,04 g / mol (bezvodý)

322,20 g / mol (dekahydrát)

Fyzický vzhľad

Biela hygroskopická kryštalická tuhá látka

vône

Toaleta, WC

príchuť

Horký a slaný

Hustota

2 664 g / cm ³ (bezvodý)

1 464 g / cm ³ (dekahydrát)

Všimnite si, ako molekuly vody vo vnútri kryštálov spôsobujú ich expanziu a preto znižujú ich hustotu.

Bod topenia

884 ° C (bezvodý)

32,38 ° C (dekahydrát)

Bod varu

1 429 ° C (bezvodý)

Rozpustnosť vo vode

4,76 g / 100 ml (0 ° C)

13,9 g / 100 ml (20 ° C)

42,7 g / 100 ml (100 ° C)

Všetky hodnoty rozpustnosti zodpovedajú bezvodej soli, ktorá je pri všetkých teplotách celkom rozpustná vo vode.

Rozpustnosť sa prudko zvyšuje medzi 0 ° C a 38,34 ° C, pričom sa pozoruje, že v tomto teplotnom rozmedzí sa rozpustnosť zvyšuje viac ako 10-krát. Pri 32,38 ° C je však rozpustnosť nezávislá od teploty.

Stáva sa, že pri teplote 32,8 ° C sa dekahydrát síranu sodného rozpustí vo vlastnej kryštalickej vode. Takto sa dosiahne rovnováha medzi dekahydrátovou soľou, bezvodou soľou a nasýteným roztokom síranu sodného.

Pokiaľ sa udržia trojfázové podmienky, teplota zostane konštantná, čo umožňuje kalibrovať teplotu teplomerov.

Na druhej strane sú rozpustnosťou heptahydratovanej soli:

19,5 g / 100 ml (0 ° C)

44,0 g / 100 ml (20 ° C)

Je potrebné si uvedomiť, že pri 20 ° C je heptahydrátová soľ trikrát rozpustnejšia ako bezvodá soľ.

Index lomu

1 468 (bezvodý)

1,394 (dekahydrát)

stabilita

Stabilný za odporúčaných skladovacích podmienok. Nekompatibilné so silnými kyselinami a zásadami, hliníkom a horčíkom.

rozklad

Pri zahrievaní do rozkladu uvoľňuje toxický dym z oxidu siričitého a oxidu sodného.

pH

5% vodný roztok má pH 7.

reaktivita

Síran sodný disociuje vo vodnom roztoku do 2 Na ⁺ a SO ₄ ^2- , čo umožňuje ióny síranu kombinovať s Ba ²⁺ , aby zrazenina síranu bárnatého. Prakticky pomáha vytlačiť ióny bária zo vzoriek vody.

Síran sodný sa prevádza na sulfid sodný reakciou pri zvýšených teplotách s uhlím:

Na ₂ SO ₄ + 2 C => Na ₂ S + 2 CO ₂

Glaubert je soľ, naso ₄ .10H ₂ O reaguje s uhličitanom draselným na uhličitan sodný vyrábať.

aplikácia

Papierenský priemysel

Síran sodný sa používa na výrobu papieroviny. Používa sa pri výrobe sulfátového papiera, ktorý neobsahuje lignín a nepodlieha bieliacemu procesu, čo mu dáva veľkú odolnosť. Okrem toho sa používa pri výrobe kartónu.

detergenty

Používa sa ako výplňový materiál pre syntetické domáce detergenty, ktorý sa pridáva do pracieho prostriedku na zníženie povrchového napätia.

Okuliare

Používa sa pri výrobe skla na zníženie alebo odstránenie prítomnosti malých vzduchových bublín v roztavenom skle. Okrem toho eliminuje tvorbu trosky počas procesu rafinácie roztaveného skla.

Textilný priemysel

Sulfát sodný sa používa ako moridlo, pretože uľahčuje interakciu farbív s vláknami tkanín. Pri teste na farbenie sa používa dekahydrát síranu sodného.

Okrem toho sa ako riedidlo na farbenie a pomocné činidlo na tlač farbív používa síran sodný; ako sú priame farbivá, sírové farbivá a ďalšie činidlá, ktoré podporujú farbenie bavlny. Používa sa tiež ako retardér pre priame hodvábne farbivá.

Liek

Dekahydrát síranu sodného sa používa ako preháňadlo, pretože sa slabo vstrebáva v čreve, a preto zostáva v lúmene čreva, čo spôsobuje zväčšenie jeho objemu. Toto stimuluje nárast peristaltických kontrakcií, ktoré vyvolávajú vylúčenie črevného obsahu.

Síran sodný je antidotum na kontrolu otravy báriom a olovenou soľou. Glaubertova soľ je účinná pri eliminácii niektorých nadmerne požitých liekov; napríklad paracetamol (acetoaminofén).

Okrem toho sa používa na dodávanie deficitných elektrolytov prítomných v izoosmotických roztokoch.

Sušiaci prostriedok

Síran sodný, ako inertné činidlo, sa používa na odstránenie vody z roztokov organických zlúčenín.

Surový materiál

Síran sodný sa používa ako surovina na výrobu mnohých látok vrátane sulfidu sodného, ​​uhličitanu sodného a síranu amónneho.

získanie

Síran sodný sa získava ťažbou a chemickými reakciami.

Ťažba a dobývanie

Existujú tri rúd alebo minerálnych látok, ktoré sú využívané s komerčným Výťažok thenardite (Na ₂ SO ₄ ), mirabilit (Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O) a glaubarite (Na ₂ SO ₄ · CaSO ₄ ).

V Španielsku sa ložiská thenarditu a mirabilitu ťažia podzemnou ťažbou galérií a stĺpov. Medzitým sa glauberit získava na otvorenom priestranstve pomocou veľkých raftov, ktoré sú umiestnené na ložisku nerastov.

Pôda je pripravená otryskaním s nízkou intenzitou, aby sa získala pórovitosť, ktorá umožňuje vylúhovanie síranu sodného. K výrobnej fáze dochádza pri zavlažovaní glauberitu so sladkou vodou, ktorého vylúhovanie sa šíri smerom nadol.

Zozbiera sa soľanka síranu sodného a zvyšok síranu vápenatého zostane ako náplň.

Chemická výroba

Síran sodný sa získava počas výroby kyseliny chlorovodíkovej dvoma spôsobmi: procesom Mannheim a procesom Hardgreaves.

Mannheimov proces

Vykonáva sa vo veľkých oceľových peciach a so 6 m oceľovou reakčnou platformou. K reakcii dochádza medzi chloridom sodným a kyselinou sírovou:

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

Hardgreaves proces

Zahŕňa reakciu chloridu sodného, ​​oxidu siričitého, kyslíka a vody:

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

iní

Síran sodný sa vyrába pri neutralizačnej reakcii medzi hydroxidom sodným a kyselinou sírovou:

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

Síran sodný je vedľajším produktom pri výrobe mnohých zlúčenín. Získava sa z tekutého odpadu vypusteného počas výroby viskózy a celofánu. Tiež pri výrobe dichrómanu sodného, ​​fenolov, kyseliny boritej a karbamátu lítneho.

riziká

Síran sodný sa považuje za nízko toxickú zlúčeninu. Môže to však spôsobiť škodu osobe, ktorá ju nesprávne používa.

Napríklad kontakt môže spôsobiť podráždenie očí, začervenanie a bolesť. Na pokožke môže u niektorých ľudí spôsobiť podráždenie a alergiu. Jeho požitie môže spôsobiť podráždenie zažívacieho traktu nevoľnosťou, zvracaním a hnačkou. A nakoniec jej inhalácia spôsobuje podráždenie dýchacích ciest.

Referencie

1. Shiver a Atkins. (2008). Anorganická chémia. (Štvrté vydanie). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Síran sodný. Obnovené z: en.wikipedia.org
3. Národné centrum pre biotechnologické informácie. (2019). Síran sodný. PubChem Database. CID = 24436. Získané z: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. BN Mehrotra. (1978). Kryštálová štruktúra Na ₂ SO ₄ III. Získané z: rruff-2.geo.arizona.edu
5. Glauberit-potomardit (síran sodný). , Získané z: igme.es