Натриев сулфат: Формула, свойства, структура, приложения

Натриев сулфат (динатриева сол на сярна киселина, динатриев тетраоксидосулфат, натриев сулфат, глауберова сол, тонардит, мирабилит) е неорганичното съединение с формулата Na2SO4 и свързаните с него хидрати. Всички форми са бели твърди вещества, които са силно разтворими във вода.

Той се счита за един от основните химически продукти, предлагани на пазара. Световното му производство (почти изключително под формата на декахидрат) възлиза на около 6 милиона тона годишно.

Тонардит е безводен минерал натриев сулфат, който се произвежда в аридните изпарителни среди, в сухи пещери, в стари минни дейности като разцвет и като депозит около фумаролите.

За първи път е описан през 1825 г. в Salinas Espartinas (Ciempozuelos, Мадрид, Испания) и е наречен тотардита в чест на френския химик Луи Жак Тенард (1777-1826).

Холандско-германският химик и аптекар Йохан Рудолф Глаубер (1604-1670) открил през 1625 г. във водата на австрийски извор натриев сулфат декахидрат (по-късно известен като сол на Глаубер). Той го нарича мирабилис сол (чудотворна сол), поради своите лечебни свойства.

Между 1650 и 1660 г. Глаубер започва да произвежда натриев сулфат от обикновена сол (NaCl) и концентрирана сярна киселина. Този процес се счита за началото на химическата промишленост.

Нейните кристали бяха използвани като слабително средство до 20-ти век.

В осемнадесети век започва да се използва реакцията на глауберовата сол с поташ (калиев карбонат) в промишленото производство на калцинирана сода (натриев карбонат).

Понастоящем се използва главно за производство на детергенти и в крафт процеса за производство на хартиена маса (доминиращ метод при производството на хартия).

Натриевите сулфатни находища се намират в САЩ, Канада, Испания, Италия, Турция, Румъния, Мексико, Ботсвана, Китай, Египет, Монголия и Южна Африка.

Основните производители са Китай (провинции Jiangsu и Sichuan), следван от Испания, където се намира най-голямото глабуеритово находище в света (в Cerezo de Río Tirón, Burgos).

Общото световно производство на естествен натриев сулфат се оценява на около 8 милиона тона, а това се получава като вторичен продукт от други промишлени процеси между 2 и 4 милиона тона.

В Испания, според информация, публикувана в Националния опис на натриевите сулфатни ресурси и други актуализирани данни, оценените запаси от минерали натриев сулфат от порядъка на 730 млн. Тона са каталогизирани като "резерви", а 300 млн. Тона са повече каталогизирани като "други ресурси".,

В Европейския съюз Испания в момента е единствената страна с руди на натриев сулфат (главно от тонардит, глауберит и мирабилит).

Понастоящем има общ спад в търсенето на натриев сулфат в текстилния сектор.

През последните години други сектори, като например перилните препарати, отбелязаха известен ръст в някои региони поради ниската им цена като суровина.

Основните разширяващи се пазари за детергенти на натриев сулфат се намират в Азия, Централна Америка и Южна Америка.

формули

2D структура

3D структура

функции

Физични и химични свойства

Натриевият сулфат принадлежи към реактивната група на натриеви съединения и също принадлежи към групата на сулфатите, хидрогенсулфатите и дисулфатите.

запалимост

Това е негоримо вещество. Няма опасност от експлозия на неговите прахове.

реактивност

Натриевият сулфат е много разтворим във вода и хигроскопичен. Той е много стабилен, нереактивен към повечето окислителни или редуциращи агенти при нормални температури. При високи температури той може да се превърне в натриев сулфид чрез карботермично намаляване.

Химически нереактивните вещества се считат за нереактивни при типични условия на околната среда (въпреки че те могат да реагират в относително екстремни обстоятелства или при катализа). Те са устойчиви на окисление и редукция (освен в екстремни условия).

Опасни химични реакции

Когато алуминият се разтопи заедно с натриев или калиев сулфат, настъпва силна експлозия.

токсичност

Химически нереактивните вещества се считат за нетоксични (въпреки че газообразните вещества в тази група могат да действат като задушливи вещества).

Въпреки че обикновено натриевият сулфат се счита за нетоксичен, трябва да се работи внимателно. Прахът може да предизвика астма или временно дразнене на очите. Този риск може да бъде избегнат чрез използването на защита за очите и маска за хартия.

приложения

Неговите основни приложения са в производството на:

  • прах за пране.
  • хартиена маса
  • текстил.
  • стъкло.
  • синтез на ензими (винопроизводство).
  • човешка и животинска храна.
  • аптечни продукти.
  • основна химия като цяло.
  • стоманени процеси.
  • Прах за перилен препарат

Натриевият сулфат е много евтин материал. Най-голямата му употреба е като пълнител в домакинските прахове за пране, консумирайки прибл. 50% от световното производство. Новите компактни или течни детергенти не включват натриев сулфат, така че тази употреба намалява.

Друга употреба на натриев сулфат, която намалява важността си, особено в САЩ. и Канада, е в крафт процеса за производство на дървесен пулп. Напредъкът в термичната ефективност на процеса драстично намалява необходимостта от натриев сулфат.

Стъклената индустрия осигурява друго важно приложение за натриевия сулфат. Това е второто по големина приложение в Европа. Натриевият сулфат се използва за отстраняване на малки въздушни мехурчета от стопено стъкло.

В Япония най-голямото приложение на натриев сулфат е в производството на текстил. Натриевият сулфат помага на багрилата да проникват равномерно във влакната и не корозира контейнерите от неръждаема стомана, използвани при боядисване (за разлика от натриевия хлорид, който е алтернативен метод).

Натриевият сулфат е особено подходящ за съхраняване на нискокачествена слънчева топлина (за по-късно освобождаване в отоплителни приложения) поради високия си капацитет за съхраняване на топлина по време на фазовия му преход от твърдо към течно, което се дава при 32 ° C,

За охлаждане, смес с натриев хлорид (NaCl) обикновена сол намалява точката на топене до 18 ° С.

В лабораторията безводният натриев сулфат се използва широко като инертен сушилен агент за отстраняване на следи от вода от органични разтвори. Действието му е по-бавно от действието на магнезиев сулфат, но може да се използва с различни материали, тъй като е химически доста инертно.

Натриев сулфат декахидрат (сол на Глаубер) се използва исторически като слабително средство. Той е ефективен за елиминиране на някои лекарства като ацетаминофен (ацетаминофен) от организма след предозиране.

Други приложения за натриев сулфат включват използването му като добавка при производството на освежители за килими, като добавка в фуражите за добитък и при производството на нишесте.

Клинични ефекти

За терапевтичните си приложения натриевият сулфат принадлежи към категорията на физиологичен разтвор и катарсични лаксативи, използвани при лечението на запек.

Физиологичните очистители са соли, които задържат течности в червата чрез осмотично действие на неабсорбираната сол, като произвеждат косвено повишаване на перисталтиката.

Физиологичните киселини се абсорбират слабо от стомашно-чревния тракт, следователно системната токсичност е малко вероятна, ако не бъдат погълнати огромни количества. Въпреки това, големите експозиции могат да причинят дехидратация и електролитни промени, вследствие на осмотичните ефекти на съединението.

Хронична злоупотреба с слабително действие може да възникне при пациенти с хранителни разстройства, синдром на Мюнхаузен или фактивни нарушения. Като цяло пациентите изпитват гадене, повръщане и диария, свързани с коремни спазми. Тежките ефекти могат да включват дехидратация, хипотония, хипернатриемия и електролитни аномалии.

Сигурност и рискове

Предупреждения за опасност на Глобалната хармонизирана система за класификация и етикетиране на химически продукти (РГО).

Глобалната хармонизирана система за класифициране и етикетиране на химикали (МГО) е международно съгласувана система, създадена от Организацията на обединените нации, предназначена да замени различните стандарти за класификация и етикетиране, използвани в различни страни чрез използването на последователни глобални критерии (Организация на обединените нации) United, 2015).

Класовете на опасност (и съответната им глава от GHS), стандартите за класификация и етикетиране и препоръките за натриев сулфат са както следва (Европейска агенция по химикали, 2017, Организация на обединените нации, 2015, PubChem, 2017):

Класове на опасност от GHS

H315: Предизвиква дразнене на кожата [Предупреждение Корозивност / дразнене на кожата - Категория 2].

H317: Може да причини алергична кожна реакция [Предупредителна сенсибилизация, кожа - Категория 1].

H319: Предизвиква сериозно дразнене на очите [Предупреждение Сериозно увреждане на очите / дразнене на очите - Категория 2A].

H412: Вреден за водни организми с дълготрайни неблагоприятни ефекти [Опасно за водната среда, дългосрочна опасност - Категория 3].

(PubChem, 2017)

Кодекси на пруденциалните съвети

P261, P264, P272, P273, P280, P302 + P352, P305 + P351 + P338, P321, P332 + P313, P333 + P313, P337 + P313, P362, P363 и P501.