Structure de sulfate de sodium (NA2SO4), propriétés, utilisations, obtention

Il sulfate de sodium C'est un sel inorganique dont la formule chimique est na₂Swin₄. Il se compose d'un solide blanc, présent sous trois formes: anhydre, heptohydraté (de peu d'existence) et de décroissance (qui est connu sous le nom de sel de Glaubert); Ce dernier est la forme la plus abondante de sulfate de sodium.

Dispayroyed de sulfate de sodium, Na₂Swin₄· 10h₂Ou, il a été découvert en 1625 par Glaubert dans l'eau d'une source, qui l'a nommée saltabilis (sel miraculeux) en raison de ses propriétés médicinales.

Verre d'horloge avec un échantillon de sulfate de sodium. Source: Walkerma via Wikipedia.

Le sulfate de sodium possède de nombreuses applications dans l'industrie du textile et du papier, ainsi que dans la fabrication de verre. Ses utilisations sont étendues avec des applications thermiques, qui incluent l'alimentation environnementale de chaleur et le refroidissement des ordinateurs portables.

Le sulfate de sodium est un composé de faible toxicité et de ses actions nuisibles, elles sont fondamentalement mécaniques et non chimiques. Pour des raisons cristallographiques, ce sel, comme son homologue Poetassium, k₂Swin₄, présente le cadre et les structures polymorphes.

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Structure

Sel anhydre

Ions de sulfate de sodium anhydre. Source: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 4.0)]

La formule NA₂Swin₄ Indique une fois les ions na dans les cristaux de sel⁺ Et ainsi₄^2- Ils sont dans une relation 1: 2; c'est-à-dire pour tous les deux cations na⁺ il y a un anion alors₄^2- interagir avec eux par attraction électrostatique (image supérieure).

Bien sûr, cela s'applique au NA₂Swin₄ anhydre, sans molécules d'eau coordonnées avec du sodium à l'intérieur des cristaux.

Sulfate de sodium

En dépit d'être une apparence simple, sa description structurellement est complexe. Puis un₂Swin₄ Il présente le polymorphisme, ayant jusqu'à cinq phases cristallines: I, II, III, IV et V, dont les températures de transition sont respectivement de 180, 200, 228, 235 et 883 ºC,.

Bien qu'il n'y ait pas de références qui le certifient, le NA₂Swin₄I ce doit être celui qui a une structure cristalline hexagonale, plus dense par rapport à la na ortorrombique₂Swin₄Iii, dans les cristaux duquel le na⁺ Forme de tétraède (Nao₄) et les octaèdros (Nao₆) coordination; c'est-à-dire qu'il peut être entouré de quatre ou six anions alors₄^2-.

Sel de décomposition

Pendant ce temps, la structure cristalline monoclinique de son hydrate le plus important, na₂Swin₄· 10h₂Ou, c'est plus simple. Il y a pratiquement les molécules d'eau qui interagissent ou se coordonnent avec le NA⁺ Dans les octaèdres na (h₂SOIT)₆⁺, Avec le so₄^2- contribuant à peine une stabilité suffisante au verre pour exister en phase solide.

Il peut vous servir: Première révolution de la chimie

Cependant, son point de fusion (32,38 ºC) est bien inférieur à celui du sel anhydre (884 ºC) montre comment les molécules d'eau et leurs ponts d'hydrogène affaiblissent les interactions ioniques, plus fortes, en NA₂Swin₄.

Propriétés

Des noms

-Sulfate de sodium (IUPAC)

-Sel de glauber (déshydrate)

-Sala Miraculous (DecayRoper)

-Disodique sulfate.

Masse molaire

142.04 g / mol (anh¡dro)

322,20 g / mol (décydrate)

Apparence physique

Blanc Hygroscopic cristallin solide

Odeur

Toilettes

Saveur

Amer et salin

Densité

2 664 g / cm³ (anhydre)

1 464 g / cm³ (Dahydrate)

Notez comment les molécules d'eau à l'intérieur des cristaux les font se dilater et, par conséquent, diminuent leur densité.

Point de fusion

884 ºC (anhydre)

32,38 ºC (décydrate)

Point d'ébullition

1.429 ºC (anhydre)

Solubilité dans l'eau

4,76 g / 100 ml (0 ºC)

13,9 g / 100 ml (20 ºC)

42,7 g / 100 ml (100 ºC)

Toutes les valeurs de solubilité correspondent à un sel anhydre, qui est assez soluble dans l'eau à toutes les températures.

La solubilité augmente brusquement entre 0 ºC et 38,34 ºC, observant que dans cette gamme de températures, la solubilité augmente plus de 10 fois. Cependant, à partir de 32,38 ºC, la solubilité est indépendante de la température.

Il arrive qu'à température 32,8 ºC, le sulfate de sodium pour la décomposition se dissout dans sa propre eau cristalline. Par conséquent, un équilibre entre le sel de décroissance, le sel d'anhydrate et la solution saturée de sulfate de sodium.

Tant que la condition de trois phases est maintenue, la température restera constante, ce qui permet à la température des thermomètres à calibrer.

D'un autre côté, les solubilités de sel d'heptahydrate sont:

19,5 g / 100 ml (0 ºC)

44,0 g / 100 ml (20 ºC)

Notez qu'à 20 ° C, le sel d'heptahydrate est trois fois plus soluble qu'anhydre.

Indice de réfraction

1 468 (anhydre)

1 394 (décydrate)

La stabilité

Stable dans des conditions de stockage recommandées. Incompatible avec de forts acides et bases, en aluminium et en magnésium.

Décomposition

Lorsqu'il est chauffé en décomposition, il émet une fumée toxique d'oxyde de soufre et d'oxyde de sodium.

pH

Une solution aqueuse de 5% a un pH de 7.

Réactivité

Le sulfate de sodium se dissocie en solution aqueuse en 2⁺ Et ainsi₄^2-, qui permet à l'ion sulfate d'être combiné avec le BA²⁺ Pour précipiter le sulfate de baryum. Il aide pratiquement à déplacer les ions baryum d'échantillons d'eau.

Peut vous servir: transamination

Le sulfate de sodium devient du sulfure de sodium par réaction à des températures élevées avec du charbon:

N / A₂Swin₄   +   2 c => na₂S +2 CO₂

Le sel de Glaubert, Naso₄.10h₂O réagit avec du carbonate de potassium pour produire du carbonate de sodium.

Applications

Industrie du papier

Le sulfate de sodium est utilisé dans la fabrication de pâte en papier. Il est utilisé dans l'élaboration du papier kraft, qui ne contient pas de lignine ou se soumet au processus de blanchiment, raison qui lui donne une grande résistance. De plus, il est utilisé dans la fabrication en carton.

Détergents

Il est utilisé comme matériau de remplissage de détergent synthétique à utiliser à la maison, ajoutant au détergent pour réduire la tension de surface.

Verre

Il est utilisé dans la fabrication de verre pour réduire ou éliminer la présence de petites bulles d'air dans le verre fondu. De plus, élimine la formation de scories pendant le processus de raffinage en verre fondu.

Industrie du textile

Le sulfate de sodium est utilisé comme mordant, car il facilite l'interaction des colorants avec les fibres de tissu. Le sulfate de sodium détahydraté est utilisé dans le test de colorant.

De plus, le sulfate de sodium est utilisé comme agent d'impression de diluant et de colorant auxiliaire; comme les colorants directs, les colorants de soufre et d'autres agents qui favorisent la coloration au coton. Il est également utilisé comme agent qui retarde les colorants directs de la soie.

Médecine

Le sulfate de sodium decahrid est utilisé comme un laxatif, car il est peu absorbé par l'intestin, et reste donc à la lumière de cette augmentation du volume. Cela stimule l'augmentation des contractions péristaltiques qui induisent l'expulsion du contenu intestinal.

Le sulfate de sodium est un antidote pour contrôler l'empoisonnement avec le baryum et les sels de plomb. Le sel de Glaubert est efficace pour l'élimination de certains médicaments excessivement ingérés; Par exemple, le paracétamol (acétoaminophène).

De plus, il est utilisé pour fournir des électrolytes pauvres en présence dans des solutions isoosmotiques.

Agent desséchant

Le sulfate de sodium car il s'agit d'un réactif inerte, est utilisé pour l'élimination de l'eau des solutions de composés organiques.

Matière première

Le sulfate de sodium est utilisé comme matière première pour la production de nombreuses substances, notamment: sulfure de sodium, carbonate de sodium et sulfate d'ammonium.

Peut vous servir: chromatographie en phase gazeuse

Obtention

Le sulfate de sodium est obtenu par extraction minière et réactions chimiques.

Extraction minière

Il y a trois minerai ou minéraux qui sont exploités avec des performances commerciales: Thenardita (NA₂Swin₄), Mirabilita (na₂Swin₄· 10h₂O) et le glaubarita (na₂Swin₄·Cas₄).

En Espagne, les dépôts de Thenardita et Mirabilita sont exploités par l'exploitation souterraine des galeries et des piliers. Pendant ce temps, la glauberita est obtenue à l'air libre, par de grands radeaux placés sur le réservoir minéral.

Le terrain est préparé avec un dynamitage à faible intensité pour produire une porosité qui permet la lixiviation de sulfate de sodium. La phase de production se produit avec une irrigation de gicleurs avec de l'eau douce de la glauberita, dont la lixiviation se propage de manière descente.

La saumure de sulfate de sodium est collectée, le résidu de sulfate de calcium étant rempli.

Production chimique

Le sulfate de sodium est obtenu lors de la production d'acide chlorhydrique à travers deux processus: le processus de Mannheim et le processus hardgrenave.

Processus de Mannheim

Il se fait dans de grands fours en acier et avec une plate-forme de réaction en acier de 6 m. La réaction se produit entre le chlorure de sodium et l'acide sulfurique:

2 NaCl + H₂Swin₄ => 2 HCL + NA₂Swin₄

Procédé de HardReave

Il s'agit de la réaction du chlorure de sodium, de l'oxyde de soufre, de l'oxygène et de l'eau:

4 NaCl + 2 SO₂  +  SOIT₂  + 2 h₂O => 4 HCL + NA₂Swin₄

Autres

Le sulfate de sodium se produit dans la réaction de neutralisation entre l'hydroxyde de sodium et l'acide sulfurique:

2 NaOH + H₂Swin₄ => Na₂Swin₄  +  H₂SOIT

Le sulfate de sodium est un sous-produit de la production de nombreux composés. Il est extrait des déchets liquides déchargés pendant la production de la viscose et du cellophane. Également dans la production de dichromate de sodium, de phénols, d'acide borique et de carbamate de lithium.

Des risques

Le sulfate de sodium est considéré comme un composé de faible toxicité. Cependant, cela peut produire des dommages à la personne qui l'utilise inappropriée.

Par exemple, vous pouvez provoquer une irritation des yeux, des rougeurs et une douleur. Dans la peau, cela peut provoquer une irritation et une allergie chez certaines personnes. Son ingestion peut provoquer une irritation du tube digestif avec des nausées, des vomissements et de la diarrhée. Et enfin, son inhalation produit une irritation dans les voies respiratoires.

Les références

1. Fhiver & Atkins. (2008). Chimie inorganique. (Quatrième édition). Mc Graw Hill.
2. Wikipédia. (2019). Sulfate de sodium. Récupéré de: dans.Wikipédia.org
3. Centre national d'information sur la biotechnologie. (2019). Sulfate de sodium. Base de données PubChem. CID = 24436. Récupéré de: pubchem.NCBI.NLM.NIH.Gouvernement
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