Сульфат водного розчину натрію. Натрію сульфат (сірчанокислий натр)

Застосування сульфату натрію (Na2SO4) пов'язане з виготовленням шампунів, порошків, послаблюючих медичних препаратів, продуктів харчування. Хімічний елементвикористовується хімічною, текстильною, шкіряною промисловістю. Він має як низку переваг, так і недоліків, серед яких ламкість волосся при миття шампунями, де присутні інгредієнти похідного типу лаурил-і лауретсульфати.

Що таке сульфат натрію

Сульфат натрію - це речовина, що має назву-аналог сірчанокислого натрію і визначає цілий клас солей сірчаної кислоти з розряду натрієвих. Глауберова сіль – це декагідрат вищезгаданої субстанції, застосовуваний раніше для очищення кишечника після отруєння як проносне. У сучасній Америці та Росії з цією метою сірчанокислий натрій разом з його гідратами не можна застосовувати як одиночне діюча речовина.

Формула

Формула сульфату натрію в його безводному варіанті позначається як Na2SO4 з молярною масою 142 г/моль, не має кольору, має кристалічну форму. У природних умовбезводний натрієвий сульфат знаходиться як мінерал тенардит. До температури тридцяти чотирьох градусів елемент є стійким. Якщо збільшити температуру і додати воду, речовина перетворюється на глауберову сіль (назва мінералу – мірабіліт).

Властивості

Властивості сульфату натрію такі:

• форма кристалів – ромбоподібна;
• колір відсутній;
• кипіння та плавлення відбувається без розкладання;
• у воді розчинення проходить швидко;
• реакція із воднем запускається при температурному діапазоні від 550 до 600 градусів;
• вступає у взаємодію із сірчаною кислотою.

Застосування сульфату натрію у промисловості

Застосування сульфату натрію в промисловості має багато відгалужень, починаючи від виробництва пральних порошків, закінчуючи використанням як харчової добавки. Сфери використання:

• Харчова промисловість. Розчин сульфату натрію додається до продуктів під кодом E514 для регулювання кислотності, відбілювання, збільшення терміну зберігання їжі, стабілізатора забарвлення. Виробники відправляють його у в'ялену рибну продукцію, законсервовані фрукти, овочі, желе, мармелад, кондитерські вироби, приправи. на молекулярному рівніречовина пов'язує ацетальдегід у вині, запобігаючи окисленню напою. Для здоров'я добавка шкідлива, як і всі речовини з присутністю E, вона надає руйнівна діявітаміни E, B1.
• Хімічна та косметична промисловість. Для виготовлення миючих засобів: шампуню, порошку, гелю для душу, засоби для миття підлоги.
• Медицина. Зустрічається в препаратах, що мають проносний ефект, сповільнює всмоктування отрути в кишечнику.
• Може зустрічатися як засіб зневоднення в наукових лабораторіях для заміщення сульфату магнію, оскільки коштує дешевше, а отримання забирає менше часу.
• Інші сфери застосування – виробництво скла, кольорова металургія, шкіряна та текстильна промисловість.

Сульфат натрію у шампунях.

На етикетці він позначається SLS (sodium laureth sulfate) – це лауретсульфат натрію, винайдений спочатку для миття танків під час Другої світової війни, але через відмінні якості з відмивання та гарної пінки речовина перейшла в косметичну промисловість. Сульфат натрію в шампунях є дуже часто. Ще більш концентрованим та шкідливим вважається лаурилсульфат.

Хоча слух про зв'язок лаурет- та лаурилсульфатів з виникненням раку був спростований американським токсикологічним коледжем, ці компоненти мають певну погану дію на шкіру та волосся. Якщо занадто часто застосовувати шампуні з цими добавками, можна отримати сухе, тьмяне волосся, запалення шкіри голови. Натуральні замінники: лаурил глюкозид, лаурет сульфосукцинат, кокоглюкозид можуть менше пінитися, але більш корисні для вмивання.

Натрій сірчанокислий

Елемент сприяє виведенню жовчі, перешкоджає всмоктуванню отруйних речовин. Натрій сірчанокислий затримує рідину в кишечнику, а її накопичення стимулює перистальтику та спорожнення шлунково-кишковий тракт. Такий ефект речовини використовується для сольових проносних препаратів. Має вигляд порошку, який потрібно пити як водний розчин. Починає діяти через 5 годин після вживання.

Інструкція по застосуванню

Показання:

• підготовчий етапперед хірургічним втручанняму кишечник;
• затяжні запори;
• отруєння їжею;
• разом із іншими препаратами для очищення від гельмінтів.

Інструкція із застосування сульфату натрію:

Перед вживанням порошок заливається кип'яченою теплою водою(чвертю склянки) з розрахунку 1 грам на рік життя для дитини та від 15 до 30 грам для дорослого. П'ється натще. Не можна вживати вагітним, людям з Запальними захворюваннямиШКТ, під час годування груддю, місячних, при геморої. Варто утриматися від його застосування людям похилого віку та людям з сильним виснаженняморганізму. Перед вживанням варто отримати схвалення лікаря та уважно прочитати інструкцію.

Відео

ВИЗНАЧЕННЯ

Сульфат натріює речовиною білого кольору(Рис. 1), кристали якого плавляться без розкладання. Добре розчиняється у воді (не гідролізується).

Кристалізується з водних розчинів із десятьма молекулами води (Na 2 SO 4 ×10H 2 O) і в такому вигляді називається глауберовою сіллю на ім'я німецького лікаря та хіміка І.Р. Глаубер, який першим отримав її дією сірчаної кислоти на хлорид натрію.

Мал. 1. Сульфат натрію. Зовнішній вигляд.

Таблиця 1. Фізичні властивостісульфату натрію.

Одержання сульфату натрію

Основний промисловий спосіботримання сульфату натрію мало чим відрізняється від того, що використовував І.Р. Глаубер, коли вперше одержав цю сіль. Реакція обміну між сірчаною кислотою та хлоридом натрію, що проводиться при нагріванні до 500 o С у спеціальній печі:

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

Крім цього сульфат натрію зустрічається у природі у вигляді мінералу тенардиту (безводний) та мірабіліту (гідрат).

Хімічні властивості сульфату натрію

У водному розчині сульфат натрію дисоціює на іони:

Na 2 SO 4 ↔ 2Na + + SO 4 2- .

Твердий сульфат натрію взаємодіє з концентрованою сірчаною кислотою

Na 2 SO 4 + H 2 SO 4 (conc) = 2NaHSO 4 (solution).

Вступає в реакції обміну з кислотними оксидами (1), гідроксидами (2) та солями (3):

Na 2 SO 4 + SO 3 = Na 2 S 2 O 7 (1);

Na 2 SO 4 + Ba(OH) 2 = BaSO 4 ↓ + 2NaOH (2);

Na 2 SO 4 + BaCl 2 = BaSO 4 ↓ + 2NaCl (3).

Сульфат натрію відновлюється воднем (4) та вуглецем (5):

Na 2 SO 4 + 4H 2 = Na 2 S + 4H 2 O (t = 550 - 600 o C6 kat = Fe 2 O 3) (4);

Na 2 SO 4 + 2C + CaCO 3 = Na 2 CO 3 + CaS + CO 2 (t = 1000 o C) (5).

Застосування сульфату натрію

Безводний сульфат натрію застосовується виготовлення скла. Раніше цю сіль використовували як один із складових пральних порошків та інших миючих засобів. Крім цього сульфат натрію знайшов застосування у текстильній промисловості, шкіряній справі, виробництві кольорових металів, а також у хімічному аналізі.

Приклади розв'язання задач

ПРИКЛАД 1

ПРИКЛАД 2

Завдання	Обчисліть кількість теплоти, що виділяється під час утворення сульфату натрію з пероксиду натрію масою 7,5 г і оксиду сірки (IV). Термохімічне рівняння реакції має такий вигляд:
Рішення	Запишемо ще раз термохімічне рівняння реакції: Na 2 O 2 + SO 2 = Na 2 SO 4 + 654,4 кДж. Відповідно до рівняння реакції, до неї вступили 1 моль пероксиду натрію та 1 моль оксиду сірки (IV). Розрахуємо масу пероксиду натрію за рівнянням, тобто. теоретичну масу (молярна маса- 78 г/моль): m theor (Na 2 O 2) = n (Na 2 O 2) × M (Na 2 O 2); m theor (Na 2 O 2 ) = 1 × 78 = 78 р. Складемо пропорцію: m prac (Na 2 O 2)/m theor (Na 2 O 2) = Q prac /Q theor. Тоді кількість теплоти, що виділяється в ході реакції взаємодії між пероксидом натрію і оксидом сірки (IV) дорівнює: Q prac = Q theor × m prac (Na 2 O 2)/m theor (Na 2 O 2); Q prac = 654,4 × 7,5/78 = 62,92 кДж.
Відповідь	Кількість теплоти дорівнює 62,92 кДж.

Натрію сульфат (Сірчанокислий натрій) – натрієва сільсірчаної кислоти.

Фізико-хімічні властивості.

Хімічна формула Na 2 SO 4 - сульфат натрію (натрію сульфат безводний, натрій сірчанокислий безводний, тенардит). Безбарвні ромбічні кристали. Щільність 2,7 г/см3. Температура плавлення 884 °С. Безводний сульфат натрію стійкий вище температури 32,384 °C, нижче цієї температури у присутності води утворюється кристалогідрат Na 2 SO 4 ·10H 2 O (десятиводний сірчанокислий натрій).

Формула Na 2 SO 4 ×10H 2 O - десятиводний натрій сірчанокислий (натрію сульфат декагідрат, глауберова сіль, мірабіліт). Великі безбарвні призматичні кристали моноклинної системи, гірко-солоного смаку. Щільність 1,46 г/см3. Температура плавлення 32384 °C. Температура розкладання 32384 °C. На повітрі розкладається на безводний сульфат натрію і воду. Нормально розчинний в етанолі. Добре розчинний у воді.

Застосування.

Застосовується сульфат натрію як один із основних компонентів шихти у виробництві скла; при переробці деревини (сульфітне варіння целюлози), при фарбуванні бавовняних тканин, для отримання віскозного шовку, різних хімічних сполук- силікату та сульфіду натрію, сульфату амонію, соди, сірчаної кислоти. Натрій сірчанокислий застосовується у будівництві як протиморозна добавка та прискорювач схоплювання бетонної суміші. Також сульфат натрію застосовується у виробництві синтетичних миючих засобів; розчини сульфату натрію використовуються як акумулятор тепла в пристроях, що зберігають сонячну енергію.

Застосування сульфату натрію у виробництві скла.

Сульфат натрію застосовують переважно як освітлювальну добавку у кількості від 3 до 10%, залежно від кількості соди. Він вводиться до складу сировини не тільки як джерело Na 2 O , але і SO 3 , який необхідний підвищення швидкості освітлення скломаси. Раніше співвідношення сульфату натрію та соди становило 1:6, нині – 1:20. Це диктується необхідністю зменшення кількості SO 2 димових газах. Сульфат натрію в шихті листового та безбарвного тарного скла характеризується специфічними реакціями.

Наприклад, у содовій шихті натрій-кальцій силікатного скла відбуваються такі процеси:

…………………………………………………………………………………………………Температура, °С

Освіта CaNa 2 (CO 3) 2 ……………………………………..……….нижче 600

CaNa 2 (CO 3) 2 + 2SiO 2 > CaSiO 3 + Na 2 SiO 3 + 2CO 2 ………………….. 600-830

Na 2 CO 3 + SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CO 2 ………………………………………...720-830

Освіта плавнів та евтектики

CaNa 2 (CO 3) 2 - Na 2 CO 3 …………………………………………………..740-800

Плавлення подвійного карбонату CaNa 2 (CO 3) 2 …………………………813

Плавлення Na 2 CO 3 ……………………………………………………….855

Таким чином, поява розплаву (евтектика) у шихті при температурі нижче за температуру плавлення соди.

Загальна схема термічного розкладання сульфату натрію відбувається за реакцією:

Na 2 SO 4 (розплав) > Na 2 O (розплав) + SO 2 (газ) + 1/2 (O 2).

Остаточне розкладання при температурі вище 1400 °С.

Однак, незважаючи на відносно низьку температуруплавлення сульфату натрію (884 °С), реакція з компонентами шихти при цій температурі утруднена. Тому введено попередню стадію «розкислення» сульфату натрію шляхом взаємодії його з відновником. І тоді перші процеси, що відбуваються в шихті із сірчанокислим натрієм, представлені наступним чином:

…………………………………………………………………………………………Температура, °С

Na 2 SO 4 + 2C = Na 4 S + 2CO 3 ……………………………………..………..740-800

Na 2 S + CaCO 3 = CaS + Na 2 CO 3 …………………………………………...740-800

Освіта евтектики:

Na 2 S – Na 2 SO 4 …………………….……………………………………....740

Na 2 S – NaCO 3 ………………………………………………….………….756

NaCO 3 – CaNa 2 (CO 3) 2 ……………………………………………………780

Na 2 SO 4 – CaCO 3 …………………………………………………………..795

Na 2 SO 4 – Na 2 SiO 3 ………………………………………………..………..865

Na 2 SO 4 + CaS + 2SiO 2 = Na 2 SiO 3 + CaSiO 3 + SO 2 + S……………….865

Na 2 SO 4 + Na 2 S + 2SiO 2 = 2Na 2 SiO 3 + SO 2 + S…………………………865

Евтектика в сульфатної шихті утворюється за тієї ж температурі, що у содовій. Однак, коли з'являється N 2 S , то в суміші Na 2 SO 4 + Na 2 S + SiO 2 він грає роль плавня, реакція починається при 500 ° С і знижується початок реакції Na 2 SO 4 + SiO 2 до 650-700 ° С .

При використанні сульфатів як освітлювачі в скломасі проходять складні окислювально-відновні процеси, пов'язані з присутністю в ній декількох елементів змінної валентності, таких як C, S, Fe. Якість освітлення залежить від правильної обраної кількості освітлення, що вводиться в шихту і окислювально-відновного стану (ОВС) скломаси і шихти.

Застосування сульфату натрію у виробництві бетону.

Сульфат натрію використовується як добавка до бетону для прискорення твердіння у початкові терміни.

Оптимальний вміст добавки натрію сірчанокислого в бетонній суміші знаходиться в межах 1-2% від маси цементу.
Сульфат натрію вводиться в бетонну суміш, як правило, у вигляді водного розчину 10% концентрації, густиною 1,092 г/см 3 . Отже, для введення в бетон 3,1 кг солі у вигляді 10% розчину на 1 м 3 суміші його знадобиться: 3,1/0,1092=28,4 л. У даній кількості водяного розчину солі води міститься: 1,092х28,4-3,1=27,9 л. Таким чином, кількість води замішування з урахуванням водного розчину добавки для приготування 1 м 3 бетонної суміші складе: 155-27,9 = 127,1 л. Аналогічні розрахунки проводяться і за введенні добавки у кількостях 1,5 і 2,0% від маси цементу.

Застосування натрію сульфату для акумулювання теплової енергії.

Безводний сульфат натрію для цього не використовується. Для цього використовується десятиводний сульфат натрію (Na 2 SO 4 ·10H 2 O), який називається глауберова сіль або мірабіліт. Джерелом мірабіліту можуть бути мінерали природного походженняабо реакція безводного натрію сульфату з водою.

Цей спосіб теплового акумулювання заснований на фазових переходах різних матеріалів. За аналогією з системою "лід-вода", в якій перехід з одного стану в інший здійснюється при 0 ° С з відповідним виділенням (поглинанням) тепла, плавлення мірабіліту у власній кристалізаційній воді відбувається при 32,4 ° С з поглинанням тепла за відповідної температури в денний часі наступним виділенням при кристалізації в нічний годинник. Це створює можливість підтримки у теплицях температурного режиму, оптимального для вирощування рослин, оберігаючи їх від перегріву в денні години та від заморозків уночі.

Для зниження (підвищення) температури повітря на 10° у теплиці 3х6х3 м з урахуванням акумулювання тепла в ґрунті та матеріалом теплиці, необхідно близько 25 кг мірабіліту.

Розміщення солі в теплиці у кількох спеціальних відносно нескладних контейнерах може забезпечити зниження температурних перевантажень у нічний час та в період максимальної сонячної
активності. Застосування системи з водяним теплообмінником може значно підвищити ефективність цього методу акумулювання тепла (холоду) не тільки в приватній, що не обігрівається, але і в промисловій теплиці, що обігрівається.

Однак, даний спосібакумулювання теплової енергії має свої особливості та недоліки. Вивчення яких повністю ще закінчено.

Одним із суттєвих недоліків мірабіліту, крім схильності до переохолодження, є інконгруентний характер плавлення, в результаті якого відбувається розшаровування твердої та рідкої фаз з випаданням в осад гептагідрату сульфату натрію. Внаслідок цього зменшується ентальпія фазового переходу зі зростанням числа циклів "плавлення-кристалізація" і знижується ефективність теплообміну, пов'язана з осадженням твердої фази на поверхню, що теплопередає. Стабілізувати оборотність фазового переходу можна введенням гетерогенних добавок у сірчанокислий натрій, що виконують роль центрів кристалізації.

Ціна на сульфат натрію сприяють використанню його в теплоакумулюючих складах.

Застосування сульфату натрію для сушіння насіння.

Натрію сульфат застосовують для хімічного сушіння насіння бобового перед закладкою насіння на зберігання. Перед обробкою насіння визначають їх вологість. Для зниження вологості за кожен відсоток вологості беруть 1,3-1,5% (за масою) натрію сульфату. Висушене насіння можна зберігати до весни без відділення сульфату натрію. Схожість насіння від цього не знижується.

Отримання.

Промисловий спосіб одержання сульфату натрію - взаємодія NaCl з H 2 SO 4 у спеціальних "сульфатних" печах при 500-550 °C.

Сульфат натрію- Це бесцв. кристали; відомий у чотирьох поліморфних модифікаціях;

Фізичні властивості
показники заломлення: менший Np = 1,469; середній Nm = 1,476; більший Ng = 1,481;
кристалізується з водних розчинів вище 32,384 °С. В інтервалі від -1,2 до 32,4 ° С кристалізується декагідрат, від -3,5 до 24,25 ° С - також метастабільний гептагідрат. Р-римість безводного Н.с. у воді 21,9% масою (25 °С). Т. кіп. насич. водного розчину(29,7% масою Н.с.) 102,88°С.
Погано розтв. у водно-спиртових середовищах; р-римість при 20 ° С в етанолі 0,439% по масі, метанолі-2,40%.
З K2SO4, Li2SO4 та ін. утворює безперервний рядтвердих розчинів, з сульфатами Sc і Y-подвійні солі, з SrSO4 - евтектику.

Застосування
В світі велика кількість сульфату натріювикористовувалися раніше при виробництві синтетичних миючих засобів СМС, проте в багатьох країнах Останніми рокамистався перехід на концентровані (компактні) пральні порошки, В яких сульфат або не використовується, або використовується в невеликих кількостях. Друге за кількістю застосування сульфату натрію – скляне виробництво. Також цю речовину використовують для отримання сульфатної целюлози, текстильної, шкіряної промисловості та кольорової металургії. У медицині та ветеринарії раніше широко використовувався як сольовий проносний засіб, застосовується також як компонент у засобах для промивання носа.

Сульфат натрію (натрієва сіль сірчаної кислоти або сірчанокислий натрій) з хімічною формулою Na2O4. Це білий або слабо жовтуватий порошок, який широко використовується у різних галузях промисловості.

Основні характеристики:

• у воді має властивість до розчинення;
• вибухо- та пожежобезпечна хімічна речовина;
• пилоповітряна суміш не вибухонебезпечна;
• не горючий;
• не злежується;
• малогігроскопічний;
• безбарвні кристали;
• температурна стійкість (32 градуси);
• безводний.

Сьогодні сульфат натрію використовують у багатьох видах промисловості:

• у виготовленні скла та переробки деревини;
• фотографічний вигляд сульфат натрію використовують у кіно- та фотоділі;
• у текстильній, паперовій, шкіряній, металургійній, легкої промисловостіта кольорової металургії;
• для отримання сульфатної целюлози та віскозного шовку;
• в побутової хімії(наприклад, як добавка до порошків, миючих засобів, шампунів, зубних пастів);
• у ветеринарній, фармацевтичній, медичній (наприклад, як засіб для промивання носа, як сольовий проносний засіб при отруєннях, для очищення крові та шлунка);
• у будівництві як морозостійка речовина;
• як хімічна речовина використовується в лабораторіях як компонент, що зневоднює.

Належить до третього класу небезпеки на організм людини. При сильному нагріванні тара з хімічною речовиноюможе вибухнути. При роботі з цією хімічною речовиною рекомендується спеціальний одяг та протипильні респіратори для працівників на виробництві. Не можна допускати попадання в очі, дихальні шляхита шкіру людини. Якщо уникнути попадання не вдалося, терміново потрібно промити проточною водою ділянки тіла, а очі закапати 3% розчином альбуциду.

Інструкція

Оскільки сульфат натрію- це сіль, утворена сильною основою NaOH та сильною кислотою H2SO4, її розчин має показник рН, близький до нейтрального. Тобто індикатори типу лакмусу та фенолфталеїну у цій солі не змінюють колір.

У лабораторних умов, можна отримати сульфат натрію, впливаючи сірчаною кислотою на кальциновану соду (натрій вуглекислий). Реакція йде до кінця, оскільки в результаті утворюється вугільна , яка відразу ж розкладається на воду та вуглекислий газ:
H2SO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + H2CO3
H2CO3 = H2O + CO2

Корисна порада

Сульфат натрію використовують у багатьох галузях промисловості. Головним чином, при виробництві миючих засобів (як один із компонентів), а також при виробництві скла. Сірчанокислий натрій також знаходить застосування в целюлозно-паперовій промисловості, при виробництві текстилю, обробці шкіри і т.д. У лабораторній справі сульфат натрію широко використовується для осушення органічних розчинників. Може застосовуватися також у харчової промисловості, як добавка, код міжнародної номенклатури – Е514. Досі знаходить обмежене застосуванняу медицині та ветеринарії.

Сульфат натрію(він же – сірчанокислий натрій, застаріла назва - «глауберова сіль») має хімічну формулу Na2SO4. Зовнішній вигляд – безбарвна кристалічна речовина. Сульфат натріюшироко поширений у природі як уже згадуваний « глауберової солі», що є сполукою цієї солі з десятьма молекулами води: Na2SO4х10Н2О. Також зустрічаються мінерали іншого складу. Припустимо, є цілий ряднаважок солей, подібних до зовнішньому вигляду, і поставлене завдання: визначити, яка саме з них – сірчанокислий натрій.

Інструкція

Перш за все, згадайте, що сульфат – це сіль, утворена сильною основою (NaOH) та сильною кислотою (H2SO4). Тому її розчин повинен мати рН до нейтрального показника (7). Розведіть невелику кількість кожної солі у воді та за допомогою індикаторів та фенолфталеїну визначте, яка в кожній пробірці. Запам'ятайте, що лакмус у кислому середовищі набуває червоного відтінку, а фенолфталеїн стає малиновим у лужному.

Ті проби, в яких колір індикаторів змінився, відставте – у них точно немає натріюсірчанокислого. Речовини, рН розчинів яких близький до нейтрального, піддасте якісній реакції на сульфат-іон. Іншими, прилийте до кожної проби трохи розчину хлористого барію. Та проба, де миттєво утворився білий щільний осад, напевно містить цей іон, тому що відбулася така реакція: Ba2+ + SO42- = BaSO4.

Залишається з'ясувати, чи містило , крім сульфат-іону, ще й іон натрію. Можливо це був сірчанокислий калій або сірчанокислий літій, наприклад. Для цього невелику кількість сухої речовини, що відноситься до цієї проби, помістіть у полум'я пальника. Якщо ви побачите яскраво-жовте забарвлення – це напевно іон натрію. Якщо колір буде яскраво-червоним – це літій, а темно-пурпурним – калій.