Síran sodný | |
Identifikace | |
---|---|
N O CAS | |
Ne o ECHA | 100 028 928 |
Ne o EC | 231-820-9 |
N O RTECS | WE1650000 |
ATC kód | A12 |
PubChem | 24436 |
ChEBI | 32149 |
N O E | E514 |
InChI |
InChI: InChI = 1S / 2Na.H2O4S / c ;; 1-5 (2,3) 4 / h ;; (H2,1,2,3,4) / q2 * + 1; / p-2 Std . InChI: InChI = 1S / 2Na.H2O4S / c ;; 1-5 (2,3) 4 / h ;; (H2,1,2,3,4) / q2 * + 1; / p-2 Std . InChIKey: PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L |
Vzhled | plná bílá |
Chemické vlastnosti | |
Hrubý vzorec |
: Na 2 SO 4 7 H 2 O Dekahydrát: Na 2 SO 4 10 H 2 O |
Heptahydrát Na 2 SO 4
Molární hmotnost | 142,042 ± 0,006 g / mol Na 32,37%, O 45,06%, S 22,58%, |
Fyzikální vlastnosti | |
T. fúze |
884 ° C (bezvodý) 32,38 ° C (dekahydrát) |
Rozpustnost |
47,6 g · kg -1 (voda, 0 ° C ) 427 g · kg -1 (voda, 100 ° C ) pro kosočtverečnou síťku |
Objemová hmotnost | 2,68 g · cm -3 (bezvodý) |
Termochemie | |
Δ f H 0 pevná látka | 78,2 kJ / mol |
Krystalografie | |
Krystalový systém | monoklinické , ortorombické nebo šestihranné |
Optické vlastnosti | |
Index lomu | polyaxis α = 1,471, β = 1,477, γ = 1,484 |
Opatření | |
WHMIS | |
Nekontrolovaný produktTento produkt není kontrolován podle klasifikačních kritérií WHMIS. |
|
Kůže | Dráždivý |
Jednotky SI a STP, pokud není uvedeno jinak. | |
Síran sodný je chemická sloučenina proud tvořen iontů síranu a dva ionty sodíku . Když se v bezvodém stavu, to znamená vzhled pevné krystalické bílé z chemického vzorce Na 2 SO 4 , což je přírodní formě thenardite mineralogové.
Tato sůl byl dříve nazýván suchou sůl nebo sušené sůl Glauber, protože pochází z pomalu suší v sušárně síranu sodného dekahydrátu, Na 2 SO 4 10H 2 O, známý pod názvem sal mirabilis glauberi , zjednodušeného Glauberovy soli podle staré chemiky nebo přizpůsobené mineralogy v mirabilitu k označení odpovídajících minerálních druhů.
Mezi velkým počtem různých použití, hlavní použití síranu z sodného se týkají pro výrobu detergentů a kraftový proces ošetřování buničiny . Polovina světové produkce pochází z těžby přírodního mirabilitu nebo thenarditu a druhá polovina ze sekundární produkce, zejména prostřednictvím jejího využití, v procesech chemického průmyslu .
Přírodní dekahydrát síranu sodného se nazývá Glauberova sůl nebo sal mirabilis . On byl pokřtěn Johann Rudolf Glauber , kdo objevil v XVII th století v laboratoři. Tento minerální materiál je ve formě bílých nebo průhledných krystalů , které se původně používaly jako projímadla .
Z teoretického hlediska může být síran sodný produktem asociace nebo exotermické chemické reakce oxidu sodného Na 2 O, základní těleso a oxid sírový SO 3, kyselé tělo. Všechno se děje, jako by v konečném těle byla nalezena možnost polymorfismu oxidu sírového.
Síran sodný je velmi chemicky stabilní, i když existuje v různých polymorfních formách, které jsou obecně bezbarvé: kosočtverečné pletivo v přírodním stavu, monoklinické pomalu od 100 ° C a zejména po 160 až 185 ° C , nakonec hexagonální struktura při vyšších teplotách od 241 ° C , a to zejména po 500 ° C . Nerozkládá se ani za tepla a za normálních teplot nereaguje s oxidačními nebo redukčními činidly . Taje při 884 ° C .
Při vysokých teplotách mimo 730 ° C , může však být snadno snížena o sulfidu sodného .
Je odvozen z silné kyseliny ( kyseliny sírové H 2 SO 4 ) a silné báze ( hydroxidu sodného, hydroxidu sodného nebo uhličitanu sodného ), jedná se o neutrální soli s vodným roztokem o pH 7.
Síran sodný může reagovat ve vodném roztoku. Reaguje zejména s ekvivalentním množstvím kyseliny sírové za vzniku kyselé soli podle chemické rovnováhy, jako v následující reakci:
Na 2 SO 4 (aq) + H 2 SO 4 (aq) ⇔ 2 NaHSO 4 (aq)Ve skutečnosti je rovnováha mnohem složitější a závisí na koncentraci a teplotě, přičemž zahrnuje i jiné kyselé soli.
Na 2 SO 4 obvykle tvoří iontový sulfát. Nasycený roztok se vysráží a vytvoří dekahydrát síranu sodného, který se nazývá mirabilit nebo Glauberova sůl. Tvorba heptahydrátu síranu sodného je složitější.
Může vytvářet sraženiny ve vodném roztoku v kombinaci s barnatými nebo olovnatými solemi, které tvoří nerozpustné sírany:
Na 2 SO 4 (aq) + BaCl 2 (aq)? 2 NaCl (aq) + BaSO 4 (S)Vývoj rozpustnosti síranu sodného ve vodě jako funkce teploty je zcela neobvyklý, jak ukazuje níže uvedená křivka, která neukazuje zvýšení tlaku pro udržení kapalného stavu vody v rozpouštědle. Rozpustnosti zvýší o více než o faktor 10 mezi 0 ° C a 32,4 ° C , při této teplotě se dosáhne maxima z 49,7 g na 100 g vody. Při této teplotě se průběh náhle změní a rozpustnost bude téměř nezávislá na teplotě. Rozpustnost je významně nižší, pokud se k roztoku přidá chlorid sodný .
Tato neobvyklá změna rozpustnosti s teplotou je základem pro použití síranu sodného v pasivních solárních systémech.
Tuto charakteristiku rozpustnosti síranu sodného lze vysvětlit skutečností, že 32,4 ° C odpovídá teplotě, při které se dekahydrátová sloučenina síranu sodného (Glauberova sůl nebo přírodní mirabilit ) rozkládá za vzniku kapalné fáze a bezvodé pevné fáze .
Při 10 ° C je rozpustnost síranu sodného čtyřikrát nižší než rozpustnost chloridu sodného. V případě přimíchání do sulfátované solanky se rozdíl zvětší.
Síran sodný je rozpustný v glycerolu. Je rozpustný ve zředěné kyselině sírové. Je nerozpustný v alkoholu.
Monoklinická forma, metastabilní při teplotě místnosti, se rozkládá na jodovodík HI.
Přibližně polovina světové produkce pochází z těžby přírodních ložisek zemního evaporite hornin , thenardite , glauberite , atd , ale také dekahydrátová sůl, mirabilit, dříve Glauberova sůl , která se v zimním období vysráží v solných jezerech nebo slaných lagunách bohatých na síran. Tyto minerální usazeniny vaporitů jsou často lokalizovány a většinou se tvoří v suchých prostředích.
V roce 1990 byly hlavními producenty přírodního síranu sodného Mexiko a Španělsko (každý s přibližně 500 000 t ), následovaný SSSR , USA a Kanadou (každý s přibližně 350 000 t ).
Druhá polovina světové produkce pochází hlavně z různých výtěžků nebo syntézy pomocí chloridu sodného NaCl. Jedná se o výroby nebo sekundární výstupy procesů chemického průmyslu.
Nejdůležitější dochází, když je výroba kyseliny chlorovodíkové z chloridu sodného a kyseliny sírové, v závislosti na způsobu Mannheim mezi 800 a 900 ° C . Síran sodný získaný přímou syntézou se pak nazývá „solný koláč“.
2 NaCl + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + 2 HClVyrábí se také z oxidu siřičitého pomalejší reakcí, ale s lepší účinností při 650 ° C , podle Hargreavesova procesu :
4 pevný NaCl + 2 SO 2 plynu + O 2 plyn + H 2 O vodní pára → 2 pevný Na 2 SO 4 + 4 HCl plynExistují však zejména výtěžky různých výrobců:
Jedním z hlavních zdrojů syntetického síranu sodného v USA a Velké Británii je výroba dichromanu sodného . Je to především vedlejší produkt při získávání dichromanu draselného .
2 Na 2 CrO 4 aq + 2 H 2 SO 4 aq + H 2 O → Na 2 Cr 2 O 7 aq . 2 H 2 O vysráží + Na 2 SO 4 aqExistuje také velké množství průmyslových procesů, při kterých je přebytek kyseliny sírové neutralizován sodou , což vede k produkci síranu sodného. Tato metoda je také nejjednodušší výrobní technikou v laboratoři:
2 NaOH (aq) + H 2 SO 4 (aq) → Na 2 SO 4 (aq) + 2 H 2 O (l)Síran sodný se obvykle čistí prostřednictvím dekahydrátové formy, bezvodá forma má tendenci reagovat se sloučeninami na bázi železa a s organickými sloučeninami . Bezvodá forma se poté vyrábí mírným zahříváním hydratované formy.
V roce 1995 se síran sodný prodával ve Spojených státech za přibližně 70 dolarů za tunu, což z něj činilo relativně levnou chemikálii. První použití síranu sodného dnes je pravděpodobně v oblasti detergentů . Je to jak plnivo, fluidizátor, tak prostředek proti spékání. Jedná se o skutečný ko - produkt aniontové povrchově aktivní látky, plniva a vody, která umožňuje, aby se rozpustila aktivní čisticí prostředek. Je tedy přítomen na úrovni 25 až 40% v různých „prášcích do praček“.
Celková spotřeba v Evropě činila v roce 2001 přibližně 1,6 milionu tun, z toho 80% v oblasti čisticích prostředků. Toto použití má však tendenci klesat s rostoucím používáním detergentů v kapalné formě, které neobsahují síran sodný.
Jednou z dalších hlavních aplikací síranu sodného, zejména ve Spojených státech, je průmysl buničiny , zejména proces zpracování buničiny Kraft a různé procesy výroby sulfátové buničiny, která si navzdory 20 až 30 kg · t -1 buničiny různé recyklační operace. V praxi, že umožňuje získat síranu sodného Na 2 S, účinné redukční činidlo a depilační. Redukční reakce oxidu probíhá na 750 ° C . Na 2 SO 4 + 2 C → Na 2 S + 2 CO 2
Jeden litr průmyslové bílé lázně, alkalické, je mezi 150 a 160 g aktivního alkálií (například 2/3 hydroxidu sodného , méně než 1/3 sulfidu sodného), 30 až 40 g z uhličitanu sodného , 5 až 10 g síranu sodného 3 až 5 g sodíku 2 S 2 o 3 , 0,5 g sodíku 2 SO 3 .
Organické sloučeniny přítomné v „černém louhu“ vznikajícím během tohoto procesu se spalují za vzniku tepla, přičemž dochází současně k redukci síranu sodného na sulfid sodný. Tento proces však byl do určité míry nahrazen novým postupem a použití síranu sodného v americkém papírenském průmyslu pokleslo z 980 000 t v roce 1970 na 210 000 t v roce 1990 .
Sklářský průmysl , zejména oxidová skla , je také významným uživatelem síranu sodného, se spotřebou kolem 30 000 t v roce 1990 ve Spojených státech (4% z celkové spotřeby). Používá se ke snížení množství malých vzduchových bublin v roztaveném skle. Pomáhá také ředit sklo a zabránit tvorbě pěny v roztaveném skle během zpracování.
Síran sodný se používá v textilním průmyslu , zejména v Japonsku . Snižuje množství negativních nábojů na vláknech, což usnadňuje penetraci barviv . Na rozdíl od chloridu sodného má tu výhodu, že nekoroduje nástroje z nerezové oceli používané k barvení.
Jako bílé nebo matné plnivo nebo dokonce jako praktický fluidizační prostředek a prostředek pro úpravu viskozity je stále přítomen v inkoustech a barvivech v chladících směsích. Mezi další použití síranu sodného patří odmrazování oken, čištění koberců a výroba škrobu . Používá se jako přísada do potravin ze zvířat (číslo E514 ).
V laboratoři se jako sušící prostředek pro organické roztoky používá bezvodý síran sodný.
Glauberova sůl, tj. Mirabilit nebo dekahydrát síranu sodného, se v minulosti používala jako projímadlo . Rovněž bylo navrženo skladování tepla v pasivních solárních systémech. Toto použití využívá své neobvyklé vlastnosti rozpustnosti a vysoké krystalizační teplo ( 78,2 kJ · mol -1 ).
Používá se ve složení hasicích pěnových koncentrátů AFFF (Floating Film Forming Agent), zejména pro vodní hasicí přístroje s přísadou. V kombinaci s ethanolem způsobuje, že voda v hasicích přístrojích dráždí oči.
Ačkoli je síran sodný obecně považován za netoxický, mělo by se s ním zacházet opatrně. Jelikož je žíravý a dráždivý, je vhodné nosit rukavice a ochranné brýle, pokud se s ním pracuje v krystalické formě.