- estructura
- sal anhidra
- sal decahidratada
- propietats
- noms
- massa molar
- aparença física
- olor
- sabor
- densitat
- Punt de fusió
- Punt d'ebullició
- Solubilitat en aigua
- Índex de refracció
- estabilitat
- descomposició
- pH
- reactivitat
- usos
- Indústria de el paper
- detergents
- vidres
- indústria tèxtil
- Medicina
- Agent d'assecat
- matèria primera
- obtenció
- extracció minera
- producció química
- Procés de Mannheim
- Procés de Hardgreaves
- altres
- Riscos
- referències
El sulfat de sodi és una sal inorgànica la fórmula química és Na 2 SO 4. Consisteix d'un sòlid de color blanc, present sota tres formes: anhidre, el heptahidrat (d'escassa existència) i el decahidrat (el qual es coneix com a sal de Glaubert); aquest últim és la forma més abundant de l'sulfat de sodi.
El sulfat de sodi decahidrat, Na 2 SO 4 · 10H 2 O, va ser descobert en 1625 per Glaubert en l'aigua d'una deu, qui la va nomenar sal mirabilis (sal miraculosa) per les seves propietats medicinals.
Vidre de rellotge amb una mostra de sulfat de sodi. Font: Walkerma via Wikipedia.
El sulfat de sodi té nombroses aplicacions en la indústria tèxtil i paperera, així com en la fabricació de vidre. Els seus usos s'amplien amb les aplicacions tèrmiques, les quals inclouen el subministrament ambiental de calor i la refrigeració de les computadores portàtils.
El sulfat de sodi és un compost de baixa toxicitat i les seves accions nocives, són fonamentalment de caràcter mecànic i no químic. Per raons cristal·logràfiques aquesta sal, a l'igual que la seva homòloga de potassi, K 2 SO 4, presenta estructures entramades i polimòrfiques.
estructura
sal anhidra
Ions de l'sulfat de sodi anhidre. Font: Claudio Pistilli
La fórmula Na 2 SO 4 indica d'una vegada que en els cristalls de la sal dels ions Na + i SO 4 2- es troben en una relació 1: 2; és a dir, que per cada dos cations Na + hi ha un anió SO 4 2- interaccionant amb ells mitjançant atracció electrostàtica (imatge superior).
Per descomptat, això val per al Na 2 SO 4 anhidre, sense molècules d'aigua coordinades amb el sodi dins dels cristalls.
Sulfat de sodi
Tot i ser una sal en aparença simple, la seva descripció estructuralment és complexa. El Na 2 SO 4 presenta polimorfisme, tenint fins a cinc fases cristal·lines: I, II, III, IV i V, les temperatures de transició són 180, 200, 228, 235 i 883 ºC, respectivament.
Encara que no hi hagi referències que ho certifiquin, el Na 2 SO 4 I ha de ser el que posseeix una estructura cristal·lina hexagonal, més densa en comparació a la ortorrómbica de l'Na 2 SO 4 III, en els vidres el Na + forma tetraedres (NaO 4) i octàedres (NaO 6) de coordinació; és a dir, pot estar envoltat de quatre o sis anions SO 4 2-.
sal decahidratada
Mentrestant, l'estructura cristal·lina monoclínica de la seva hidrat més important, Na 2 SO 4 · 10H 2 O, és més simple. En ella pràcticament són les molècules d'aigua les que interaccionen o es coordinen amb el Na + en els octàedres Na (H 2 O) 6 +, amb els SO 4 2- tot just aportant estabilitat suficient a l'vidre perquè hi hagi en fase sòlida.
No obstant això, el seu punt de fusió (32,38 ºC) molt menor a el de la sal anhidra (884 ºC) demostra com les molècules d'aigües i els seus ponts d'hidrogen debiliten les interaccions iòniques, més forts, al Na 2 SO 4.
propietats
noms
-Sulfato de sodi (IUPAC)
-Sal de Glauber (decahidrat)
-Sal miraculosa (decahidrat)
-Sulfato disòdic.
massa molar
142,04 g / mol (anh¡dro)
322,20 g / mol (decahidrat)
aparença física
Sòlid cristal·lí higroscòpic de color blanc
olor
inodor
sabor
Amargo i salí
densitat
2,664 g / cm 3 (anhidre)
1,464 g / cm 3 (decahidrat)
Cal notar com les molècules d'aigua dins dels cristalls fa que aquests es dilatin i, per tant, disminueixin la seva densitat.
Punt de fusió
884 ºC (anhidre)
32,38 ºC (decahidrat)
Punt d'ebullició
1.429 ºC (anhidre)
Solubilitat en aigua
4,76 g / 100 ml (0 ºC)
13,9 g / 100 ml (20 ºC)
42,7 g / 100 ml (100 ºC)
Tots valors de solubilitat corresponen a la sal anhidra, la qual és bastant soluble en aigua en totes les temperatures.
La solubilitat augmenta en forma abrupta entre 0 ºC i 38,34 ºC, observant-se que en aquesta gamma de temperatures la solubilitat augmenta més de 10 vegades. No obstant això, a partir de 32,38 ºC la solubilitat és independent de la temperatura.
Passa que a la temperatura 32,8 ºC el sulfat de sodi decahidratat es dissol en la seva aigua cristal·lina pròpia. S'arriba doncs un equilibri entre la sal decahidrata, la sal anhidra i la solució saturada de sulfat de sodi.
Mentre es mantingui la condició trifàsica, la temperatura romandrà constant, la qual cosa permet calibrar la temperatura dels termòmetres.
D'altra banda, les solubilitats per a la sal heptahidratada són:
19,5 g / 100 ml (0 ºC)
44,0 g / 100 ml (20 ºC)
Cal notar que a 20 ° C la sal heptahidratada és tres vegades més soluble que la anhidra.
Índex de refracció
1,468 (anhidre)
1,394 (decahidrat)
estabilitat
Estable sota les condicions d'emmagatzematge recomanades. Incompatible amb àcids i bases fortes, alumini i magnesi.
descomposició
Quan és escalfat a descomposició emet un fum tòxic d'òxid sulfurós i òxid de sodi.
pH
Una dissolució aquosa a el 5% té un pH de 7.
reactivitat
El sulfat de sodi es dissocia en solució aquosa en 2 Na + i SO 4 2-, la qual cosa permet que l'ió sulfat es combini amb el Ba 2+ per precipitar el sulfat de bari. Pràcticament ajuda a desplaçar els ions de bari de les mostres d'aigua.
El sulfat de sodi es converteix en sulfur de sodi mitjançant la reacció a temperatures elevades amb el carbó:
Na 2 SO 4 + 2 C => Na 2 S + 2 CO 2
La sal de Glaubert, Naso 4.10H 2 O reacciona amb el carbonat de potassi per produir carbonat de sodi.
usos
Indústria de el paper
El sulfat de sodi s'utilitza en la fabricació de polpa de paper. S'usa en l'elaboració de paper Kraft, el qual no conté lignina ni se li sotmet a el procés de blanquejament, raó que li confereix gran resistència. A més, s'empra en la fabricació de l'cartró.
detergents
Es fa servir com a material de rebliment de detergents sintètics per a ús a la llar, agregant-se a l'detergent per reduir la tensió superficial.
vidres
S'empra en la fabricació de vidre per reduir o eliminar la presència de bombolles petites d'aire en el vidre fos. Addicionalment, elimina la formació d'escòria durant el procés de refinat de l'vidre fos.
indústria tèxtil
El sulfat de sodi s'empra com mordent, ja que facilita l'interacció dels tints amb les fibres de les teles. El sulfat de sodi decahidratat s'empra en la prova de tint.
A més, s'utilitza el sulfat de sodi com diluent de tints i agent auxiliar de la impressió de tints; com ara tints directes, tints de sofre i altres agents que afavoreixen la tinció de el cotó. També s'usa com a agent que retarda els tints directes de la seda.
Medicina
El sulfat de sodi decahidratat s'utilitza com a laxant, ja que és poc absorbit a l'intestí, i per tant roman en la llum d'aquest provocant un augment de volum. Això estimula l'increment en les contraccions peristàltiques les quals indueixen l'expulsió el contingut intestinal.
El sulfat de sodi és un antídot per controlar les intoxicacions amb sals de bari i de plom. La sal de Glaubert és eficaç per a l'eliminació de certs medicaments ingerits en excés; per exemple, el paracetamol (acetoaminofen).
A més, es fa servir per subministrar electròlits deficients amb presència en solucions isoosmóticas.
Agent d'assecat
El sulfat de sodi per ser un reactiu inert, s'empra per a l'eliminació d'aigua de solucions de compostos orgànics.
matèria primera
El sulfat de sodi s'utilitza com a matèria primera per a la producció de nombroses substàncies, entre elles: sulfur de sodi, carbonat de sodi i sulfat d'amoni.
obtenció
El sulfat de sodi s'obté per extracció minera i per reaccions químiques.
extracció minera
Hi ha tres menes o minerals que són explotats amb rendiment comercial: la thenardita (Na 2 SO 4), la mirabilita (Na 2 SO 4 · 10H 2 O) i la glaubarita (Na 2 SO 4 · CaSO 4).
A Espanya, els jaciments de thenardita i mirabilita són explotats per mineria subterrània de galeries i pilars. Mentrestant, la glauberita s'obté a cel obert, mitjançant grans basses que es col·loquen sobre el dipòsit mineral.
El terreny és preparat amb voladures de baixa intensitat per produir una porositat que permeti la lixiviació de l'sulfat de sodi. La fase de producció passa amb el reg per aspersió amb aigua dolça de la glauberita, la lixiviació es propaga en forma descendent.
Es recol·lecta la salmorra de l'sulfat de sodi, quedant com a farcit el residu de sulfat de calci.
producció química
El sulfat de sodi s'obté durant la producció d'àcid clorhídric mitjançant dos processos: el procés de Mannheim i el procés de Hardgreaves.
Procés de Mannheim
Es realitza en forns grans d'acer i amb una plataforma de reacció d'acer de 6 m. La reacció ocorre entre el clorur de sodi i l'àcid sulfúric:
2 NaCl + H 2 SO 4 => 2 HCl + Na 2 SO 4
Procés de Hardgreaves
Involucra la reacció de l'clorur de sodi, òxid de sofre, oxigen i aigua:
4 NaCl + 2 SO 2 + O 2 + 2 H 2 O => 4 HCl + Na 2 SO 4
altres
El sulfat de sodi es produeix en la reacció de neutralització entre l'hidròxid de sodi i l'àcid sulfúric:
2 NaOH + H 2 SO 4 => Na 2 SO 4 + H 2 O
El sulfat de sodi és un subproducte de la producció de nombrosos compostos. S'extreu dels residus líquids descarregats durant la producció de la viscosa i la cel·lofana. També en la producció de dicromat de sodi, fenols, àcid bòric i carbamat de liti.
Riscos
El sulfat de sodi és considerat un compost de baixa toxicitat. No obstant això, pot produir alguns danys a la persona que l'utilitza en forma inadequada.
Per exemple, pot ocasionar per contacte irritació ocular, enrogiment i dolor. A la pell pot provocar irritació i al·lèrgia en algunes persones. La seva ingestió pot ocasionar irritació de l'tracte digestiu amb nàusees, vòmits i diarrea. I finalment, la seva inhalació produeix irritació en el tracte respiratori.
referències
- Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgànica. (Quarta edició). Mc Graw Hill.
- Wikipedia. (2019). Sodium sulfate. Recuperat de: en.wikipedia.org
- National Center for Biotechnology Information. (2019). Sodium sulfate. PubChem Database. CID = 24436. Recuperat de: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
- BN Mehrotra. (1978). The crystal structure of Na 2 SO 4 III. Recuperat de: rruff-2.geo.arizona.edu
- Glauberita-thenardita (sulfat sòdic).. Recuperat de: igme.es