Sulfat de sodiu: Formula, proprietăți, structură, aplicații

Sulfatul de sodiu (sarea disodică a acidului sulfuric, tetraoxidosulfatul disodic, sulfatul de sodiu, sarea Glauber, apoiarditul, mirabilitul) este compusul anorganic cu formula Na2S04 și hidrații săi legați. Toate formele sunt solide albe care sunt foarte solubile în apă.

Este considerat unul dintre principalele produse chimice comercializate. Producția sa mondială (aproape exclusiv sub formă de decahidrat) se ridică la aproximativ 6 milioane de tone pe an.

Thenardit este mineralul sulfat de sodiu anhidru produs în medii aride de evaporat, în peșteri uscate, în operațiuni miniere vechi ca o eflorescență și ca un depozit în jurul fumaroles.

A fost descris pentru prima dată în 1825 în Salinas Espartinas (Ciempozuelos, Madrid, Spania) și a fost numit thenardita în onoarea chimistului francez Louis Jacques Thénard (1777-1826).

Chimistul și medicul olandez / medic german Johann Rudolf Glauber (1604-1670) au descoperit în 1625, în apa primăverii austriece, sulfatul de sodiu decahidrat (mai târziu cunoscut sub numele de sare Glauber). El a numit-o sare mirabilis (sare miraculoasă), datorită proprietăților sale medicinale.

Între 1650 și 1660, Glauber a început să producă sulfat de sodiu din sarea obișnuită (NaCl) și acidul sulfuric concentrat. Acest proces este considerat începutul industriei chimice.

Cristalele sale au fost utilizate ca un laxativ până în secolul al XX-lea.

În secolul al XVIII-lea, reacția sarii lui Glauber cu potasiu (carbonat de potasiu) a început să fie utilizată în producția industrială de carbonat de sodiu (carbonat de sodiu).

Se utilizează în prezent în principal pentru fabricarea detergenților și în procesul Kraft pentru producerea pulpei de hârtie (metoda dominantă în producția de hârtie).

Deșeurile de sulfat de sodiu se găsesc în Statele Unite, Canada, Spania, Italia, Turcia, România, Mexic, Botswana, China, Egipt, Mongolia și Africa de Sud.

Principalii producători sunt China (provinciile Jiangsu și Sichuan), urmată de Spania, unde se află cel mai mare depozit glauberit din lume (în Cerezo de Río Tirón, Burgos).

Producția mondială totală de sulfat natural de sodiu este estimată la aproximativ 8 milioane de tone și cea obținută ca produs secundar al altor procese industriale între 2 și 4 milioane de tone.

În Spania, în conformitate cu informațiile publicate în inventarul național al resurselor de sulfat de sodiu și alte date actualizate, stocurile estimate de minerale de sulfat de sodiu de ordinul 730 Mt sunt catalogate ca "rezerve" și 300 Mt mai catalogate ca "alte resurse" .

În Uniunea Europeană, Spania este, în prezent, singura țară cu minereuri de sulfat de sodiu (în principal, de Thenardite, Glauberite și Mirabilite).

În prezent, există o scădere generală a cererii de sulfat de sodiu în sectorul textil.

În ultimii ani, alte sectoare, cum ar fi detergenții, au înregistrat o creștere, în anumite regiuni, din cauza prețului scăzut al acestora ca materie primă.

Principalele piețe în expansiune pentru detergenții de sulfat de sodiu se găsesc în Asia, America Centrală și America de Sud.

formulele

2D

Structura 3D

caracteristici

Proprietăți fizice și chimice

Sulfatul de sodiu face parte din grupul reactiv de compuși de sodiu și, de asemenea, face parte din grupul de sulfați, hidrogen sulfați și disulfați.

caracter inflamabil

Este o substanță incombustibilă. Nu există riscul de explozie a pulberilor.

reactivitate

Sulfatul de sodiu este foarte solubil în apă și higroscopic. Este foarte stabil, fiind nereactiv pentru majoritatea agenților oxidanți sau reducători la temperaturi normale. La temperaturi ridicate, poate fi transformată în sulfură de sodiu prin reducerea carbothermică.

Substanțele chimice nereactive sunt considerate nereactive în condiții de mediu tipice (deși pot reacționa în condiții relativ extreme sau în cataliză). Sunt rezistente la oxidare și reducere (cu excepția condițiilor extreme).

Reacții chimice periculoase

Când aluminiul este topit împreună cu sulfatul de sodiu sau potasiu, apare o explozie violentă.

toxicitate

Substanțele chimice nereactive sunt considerate netoxice (deși substanțele gazoase din acest grup pot acționa ca substanțe asfixante).

Deși sulfatul de sodiu este în general considerat netoxic, acesta trebuie manipulat cu grijă. Pudra poate provoca astm sau iritație temporară a ochilor. Acest risc poate fi evitat prin folosirea protecției ochilor și a unei măști de hârtie.

aplicații

Principalele sale aplicații sunt în fabricarea:

  • detergent pulbere.
  • pastă de hârtie
  • textile.
  • sticlă.
  • sinteza enzimelor (vinificație).
  • umane și animale.
  • produse farmaceutice.
  • chimie de bază în general.
  • procesele de oțel.
  • Praf de detergent

Sulfatul de sodiu este un material foarte ieftin. Cea mai mare utilizare a acestuia este ca umplutură în detergenții pulbere de uz casnic, consumând cca. 50% din producția mondială. Noile detergenți compacți sau lichizi nu includ sulfatul de sodiu, deci această utilizare este în scădere.

O altă utilizare a sulfatului de sodiu, care este în scădere în importanță, în special în SUA. și Canada, se află în procesul Kraft pentru fabricarea pastei de lemn. Progresele în eficiența termică a procesului au redus drastic nevoia de sulfat de sodiu.

Industria sticlei oferă o altă aplicație importantă pentru sulfatul de sodiu. Este cea de-a doua aplicație cea mai mare în Europa. Sulfatul de sodiu este utilizat pentru a ajuta la eliminarea bulelor mici de aer din sticlă topită.

În Japonia, cea mai mare aplicare de sulfat de sodiu este în fabricarea de textile. Sulfatul de sodiu ajută coloranții să penetreze uniform în fibre și nu corodează recipientele din oțel inoxidabil utilizate în vopsire (spre deosebire de clorura de sodiu, care este metoda alternativă).

Sulfatul de sodiu este adecvat în special pentru păstrarea căldurii solare de calitate scăzută (pentru eliberarea ulterioară în aplicații de încălzire) datorită capacității sale ridicate de stocare a căldurii în timpul schimbării de fază de la solid la lichid, care este dat la 32 ° C .

Pentru aplicațiile de răcire, un amestec cu sare comună de clorură de sodiu (NaCI) reduce punctul de topire la 18 ° C.

În laborator, sulfatul de sodiu anhidru este folosit pe scară largă ca agent de uscare inert, pentru a îndepărta urmele de apă din soluțiile organice. Acțiunea sa este mai lentă decât cea a sulfatului de magneziu, dar poate fi utilizată cu o varietate de materiale deoarece este chimic destul de inert.

Sulfatul de sodiu decahidrat (sarea lui Glauber) a fost utilizat istoric ca laxativ. Este eficient pentru eliminarea anumitor medicamente, cum ar fi acetaminofenul (acetaminofenul) din organism după o supradoză.

Alte aplicații pentru sulfatul de sodiu includ folosirea sa ca aditiv în fabricarea de odorizanți de covoare, ca aditiv în furajele pentru bovine și în fabricarea amidonului.

Efecte clinice

Pentru aplicațiile sale terapeutice, sulfatul de sodiu face parte din categoria de laxative saline și cathartice utilizate în tratamentul constipației.

Cariștii saline sunt săruri care rețin lichide în intestin prin acțiunea osmotică a sării neabsorbite, producând o creștere a peristaltismului indirect.

Catharticele saline sunt puțin absorbite de tractul gastrointestinal, prin urmare, toxicitatea sistemică este puțin probabilă decât dacă s-au ingerat cantități masive. Cu toate acestea, expunerile mari pot determina deshidratarea și modificările electrolitice secundare față de efectele osmotice ale compusului.

Abuzul laxativ cronic poate să apară la pacienții cu tulburări de alimentație, sindromul Munchausen sau tulburări de tip fracționar. În general, pacienții prezintă greață, vărsături și diaree asociată cu crampe abdominale. Efectele severe pot include dehidratarea, hipotensiunea, hipernatremia și anomalii electrolitice.

Securitate și riscuri

Fraze de pericol ale Sistemului global armonizat de clasificare și etichetare a produselor chimice (SGA).

Sistemul global armonizat pentru clasificarea și etichetarea produselor chimice (SGA) este un sistem convenit la nivel internațional, creat de Națiunile Unite, menit să înlocuiască diversele standarde de clasificare și etichetare utilizate în diferite țări prin utilizarea unor criterii globale consecvente United, 2015).

Clasele de pericol (și capitolul corespunzător din GHS), standardele de clasificare și etichetare și recomandările pentru sulfatul de sodiu sunt următoarele (Agenția Europeană pentru Produse Chimice, 2017, Organizația Națiunilor Unite, 2015, PubChem, 2017):

Clasele de pericol ale GHS

H315: Provoacă iritarea pielii [Avertisment Corodarea / iritarea pielii - Categoria 2].

H317: Poate provoca o reacție alergică cutanată [sensibilizare de avertizare, piele - categoria 1].

H319: Provoacă o iritare gravă a ochilor [Avertisment Lezarea gravă a ochilor / iritarea ochilor - Categoria 2A].

H412: Nociv pentru organismele acvatice cu efecte adverse de lungă durată [Periculos pentru mediul acvatic, pericol pe termen lung - Categoria 3].

(PubChem, 2017)

Codurile consiliilor prudențiale

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