SODYUM SÜLFAT (NA2SO4): YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI, ELDE EDILMESI - KIMYA - 2024

Sodyum sülfat sahip olan bir inorganik tuzdur kimyasal formüle Na ₂ SO ₄ . Üç formda bulunan beyaz bir katıdan oluşur: susuz, heptahidrat (nadiren bulunur) ve dekahidrat (Glaubert tuzu olarak bilinir); ikincisi, sodyum sülfatın en bol formudur.

Sodyum sülfat dekahidrat, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, tıbbi özelliklerinden dolayı ona mirabilis tuzu (mucizevi tuz) adını veren Glaubert tarafından 1625 yılında Glaubert tarafından keşfedilmiştir.

Sodyum sülfat örneği ile camı izleyin. Kaynak: Wikipedia aracılığıyla Walkerma.

Sodyum sülfat, tekstil ve kağıt endüstrisinin yanı sıra cam üretiminde de çok sayıda uygulamaya sahiptir. Kullanımları, ortam ısısının sağlanması ve dizüstü bilgisayarların soğutulmasını içeren termal uygulamalara kadar genişletilmiştir.

Sodyum sülfat, düşük toksisiteye sahip bir bileşiktir ve zararlı etkileri genellikle mekaniktir ve kimyasal değildir. Kristalografik nedenlerden ötürü, bu tuz, potasyum muadili K ₂ SO ₄ gibi, kafes ve polimorfik yapılara sahiptir.

yapı

Susuz tuz

Susuz sodyum sülfat iyonları. Kaynak: Claudio Pistilli

Formül Na ₂ SO ₄ kez Na de gösterir ⁺ SO ₄ ^2- iyonları 1 bulunmaktadır: 2 oranında tuz kristalleri ; yani, her iki Na ⁺ katyonu için , bunlarla elektrostatik çekim yoluyla etkileşen bir anyon SO ₄ ^{2- vardır} (üstteki resim).

Tabii ki, bu geçerli susuz Na ₂ SO ₄ kristallerindeki sodyum ile koordine bir su molekülleri ile.

Sodyum sülfat

Görünüşte basit bir tuz olmasına rağmen, açıklaması yapısal olarak karmaşıktır. Na ₂ SO ₄ sunar polimorfizm, beş kristalli fazlar kadar sahip: olan geçiş sıcaklıklarıdır 180, 200, 228, 235 ve 883 ° C, sırasıyla I, II, III, IV ve V,.

Onaylayan herhangi bir referans olmamasına rağmen, Na ₂ SO ₄ I , kristalleri Na ^{+ 'nın} tetrahedra (NaO ₄ ) oluşturduğu ortorombik Na ₂ SO ₄ III'e kıyasla daha yoğun, altıgen kristal yapıya sahip olmalıdır. ve koordinasyon octahedra (NaO ₆ ); yani dört veya altı SO ₄ ^2- anyonu ile çevrelenebilir .

Susuz tuz

Bu arada, en önemli hidratı olan Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O'nun monoklinik kristal yapısı daha basittir. İçinde, pratik olarak Na (H ₂ O) ₆ ⁺ oktahedra'daki Na ⁺ ile etkileşime giren veya koordine olan su molekülleri , SO ₄ ^2- katı fazda var olması için kristale yeterli stabilite sağlar.

Su molekülleri ve hidrojen bağları Na güçlü iyonik etkileşimleri zayıflatmak ne Ancak, çok susuz tuz (884 ° C) daha düşük, erime noktası (32.38 ° C) göstermektedir ₂ SO ₄ .

Özellikleri

İsimler

-Sodyum sülfat (IUPAC)

-Glauber tuzu (dekahidrat)

-Mucizevi tuz (dekahidrat)

-Disodyum sülfat.

Molar kütle

142.04 g / mol (susuz)

322.20 g / mol (dekahidrat)

Fiziksel görünüş

Beyaz higroskopik kristal katı

Koku

Tuvalet

Damak zevki

Acı ve tuzlu

Yoğunluk

2.664 g / cm ³ (susuz)

1,464 g / cm ³ (dekahidrat)

Kristallerin içindeki su moleküllerinin nasıl genişlemelerine ve dolayısıyla yoğunluklarının azalmasına neden olduğuna dikkat edin.

Erime noktası

884ºC (susuz)

32.38ºC (dekahidrat)

Kaynama noktası

1,429ºC (susuz)

Su çözünürlüğü

4,76 g / 100 ml (0 ºC)

13,9 gr / 100 ml (20 ° C)

42,7 gr / 100 ml (100 ° C)

Tüm çözünürlük değerleri, tüm sıcaklıklarda suda oldukça çözünür olan susuz tuza karşılık gelir.

Çözünürlük 0ºC ile 38.34ºC arasında aniden artar ve bu sıcaklık aralığında çözünürlüğün 10 kattan fazla arttığını gözlemler. Bununla birlikte, 32.38ºC'den itibaren çözünürlük sıcaklıktan bağımsızdır.

Sodyum sülfat dekahidrat 32,8 C sıcaklıkta kendi kristal suyunda çözülür. Böylece dekahidrat tuzu, susuz tuz ve doymuş sodyum sülfat çözeltisi arasında bir dengeye ulaşılır.

Üç fazlı durum korunduğu sürece, sıcaklık sabit kalacaktır ve bu da termometrelerin sıcaklığının kalibre edilmesine izin verir.

Öte yandan, heptahidratlanmış tuz için çözünürlükler şunlardır:

19,5 g / 100 ml (0 ºC)

44.0 gr / 100 ml (20 ° C)

20 ° C'de heptahidrat tuzunun susuz olandan üç kat daha fazla çözünür olduğuna dikkat edin.

Kırılma indisi

1,468 (susuz)

1.394 (dekahidrat)

istikrar

Önerilen saklama koşullarında kararlıdır. Güçlü asitler ve bazlar, alüminyum ve magnezyum ile uyumsuz.

ayrışma

Ayrışmaya kadar ısıtıldığında toksik kükürt oksit ve sodyum oksit dumanı yayar.

pH

% 5 sulu çözeltinin pH değeri 7'dir.

Reaktivite

Sodyum sülfat • 2 Na aköz çözelti içinde ayırdığını ⁺ SO ve ₄ ^2- sülfat iyonu Ba ile birleştirmek sağlar, ²⁺ Çökelti baryum sülfat için. Baryum iyonlarının su örneklerinden uzaklaştırılmasına pratik olarak yardımcı olur.

Sodyum sülfat, yüksek sıcaklıklarda kömürle reaksiyona girerek sodyum sülfite dönüştürülür:

Na ₂ SO ₄ + 2 C => Na ₂ S + 2 CO ₂

Glaubert'in tuzu, NaSO ₄ .10H ₂ O, sodyum karbonat üretmek için potasyum karbonat ile reaksiyona girer.

Uygulamalar

Kağıt endüstrisi

Kağıt hamuru imalatında sodyum sülfat kullanılmaktadır. Linyin içermeyen ve ağartma işlemine tabi tutulmayan kraft kağıdı üretiminde büyük direnç kazandırır. Ayrıca karton imalatında kullanılmaktadır.

Deterjanlar

Sentetik ev deterjanları için dolgu malzemesi olarak kullanılır, yüzey gerilimini düşürmek için deterjana ilave edilir.

Gözlük

Erimiş camda küçük hava kabarcıklarının varlığını azaltmak veya ortadan kaldırmak için cam yapımında kullanılır. Ek olarak, erimiş camın arıtılması sırasında cüruf oluşumunu ortadan kaldırır.

Tekstil endüstrisi

Sodyum sülfat, boyaların kumaş lifleri ile etkileşimini kolaylaştırdığı için mordan olarak kullanılır. Boya testinde sodyum sülfat dekahidrat kullanılır.

Ek olarak, sodyum sülfat bir boya seyreltici ve boya baskı yardımcı maddesi olarak kullanılır; doğrudan boyalar, sülfür boyalar ve pamuk lekelemesini destekleyen diğer maddeler gibi. Direkt ipek boyaları için geciktirici olarak da kullanılır.

İlaç

Sodyum sülfat dekahidrat, bağırsakta zayıf bir şekilde emildiği ve bu nedenle bağırsak lümeninde kaldığı için bir müshil olarak kullanılır ve bu nedenle hacimde artışa neden olur. Bu, bağırsak içeriğinin atılmasına neden olan peristaltik kasılmalardaki artışı uyarır.

Sodyum sülfat, baryum ve kurşun tuz zehirlenmesini kontrol etmek için bir panzehirdir. Glaubert'in tuzu, aşırı miktarda alınan bazı ilaçların ortadan kaldırılmasında etkilidir; örneğin parasetamol (asetoaminofen).

Ek olarak, izosmotik solüsyonlarda bulunan eksik elektrolitleri beslemek için kullanılır.

Kurutma malzemesi

İnert bir reaktif olan sodyum sülfat, suyu organik bileşiklerin çözeltilerinden ayırmak için kullanılır.

Hammadde

Sodyum sülfat, sodyum sülfür, sodyum karbonat ve amonyum sülfat dahil olmak üzere çok sayıda maddenin üretiminde hammadde olarak kullanılır.

edinme

Sodyum sülfat, madencilik ekstraksiyonu ve kimyasal reaksiyonlarla elde edilir.

Madencilik çıkarma

Ticari verimle işletilen üç cevher veya mineral vardır: tenardit (Na ₂ SO ₄ ), mirabilit (Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O) ve glaubarit (Na ₂ SO ₄ · CaSO ₄ ).

İspanya'da tenardit ve mirabilit yatakları, galeri ve sütunların yeraltı madenciliği ile işletilmektedir. Bu arada, mineral yatağı üzerine yerleştirilen büyük sallar vasıtasıyla glaüberit açıkta elde edilir.

Arazi, sodyum sülfatın süzülmesine izin veren bir gözeneklilik oluşturmak için düşük yoğunluklu kumlama ile hazırlanmıştır. Üretim aşaması, liçi aşağıya doğru yayılan glauberitin tatlı su sprinkler ile sulanmasıyla gerçekleşir.

Sodyum sülfat tuzlu su toplanarak kalsiyum sülfat tortusu dolgu olarak bırakılır.

Kimyasal üretim

Sodyum sülfat, hidroklorik asit üretimi sırasında iki işlemle elde edilir: Mannheim işlemi ve Hardgreaves işlemi.

Mannheim Süreci

Büyük çelik fırınlarda ve 6 m çelik reaksiyon platformu ile gerçekleştirilir. Reaksiyon, sodyum klorür ve sülfürik asit arasında gerçekleşir:

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

Hardgreaves Süreci

Sodyum klorür, kükürt oksit, oksijen ve suyun reaksiyonunu içerir:

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

Diğerleri

Sodyum sülfat, sodyum hidroksit ile sülfürik asit arasındaki nötrleştirme reaksiyonunda üretilir:

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

Sodyum sülfat, çok sayıda bileşiğin üretiminin bir yan ürünüdür. Viskon ve selofan üretimi sırasında tahliye edilen sıvı atıklardan ekstrakte edilir. Ayrıca sodyum dikromat, fenoller, borik asit ve lityum karbamat üretiminde.

Riskler

Sodyum sülfat, düşük toksisiteli bir bileşik olarak kabul edilir. Ancak yanlış kullanan kişiye bir miktar zarar verebilir.

Örneğin, temas gözde tahrişe, kızarıklığa ve ağrıya neden olabilir. Bazı kişilerde ciltte tahrişe ve alerjiye neden olabilir. Yutulması, mide bulantısı, kusma ve ishal ile sindirim sisteminin tahriş olmasına neden olabilir. Ve son olarak, solunması solunum yolunda tahrişe neden olur.

Referanslar

1. Shiver ve Atkins. (2008). İnorganik kimya . (Dördüncü baskı). Mc Graw Hill.
2. Vikipedi. (2019). Sodyum sülfat. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı
3. Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi. (2019). Sodyum sülfat. PubChem Veritabanı. CID = 24436. Kaynak: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. BN Mehrotra. (1978). Na ₂ SO ₄ III'ün kristal yapısı . Rruff-2.geo.arizona.edu adresinden kurtarıldı
5. Glauberite-Thenardite (sodyum sülfat). . Kurtarıldığı kaynak: igme.es