Sulfato de sódio (Na2SO4) Estrutura, propriedades, usos, obtenção

Ele sulfato de sódio É um sal inorgânico cuja fórmula química é na na₂SW₄. Consiste em um sólido branco, presente em três formas: anidro, hepto -hidrato (de pouca existência) e Decayroper (que é conhecido como sal de Glaubert); O último é a forma mais abundante de sulfato de sódio.

Sulfato de sódio Decayroyed, NA₂SW₄· 10h₂Ou, foi descoberto em 1625 por Glaubert na água de uma primavera, que nomeou Saltabilis (sal milagroso) devido às suas propriedades medicinais.

Vidro do relógio com uma amostra de sulfato de sódio. Fonte: Walkerma via Wikipedia.

Sulfato de sódio tem inúmeras aplicações na indústria têxtil e de papel, bem como na fabricação de vidro. Seus usos são estendidos com aplicações térmicas, que incluem o fornecimento ambiental de calor e o resfriamento de laptops.

Sulfato de sódio é um composto de baixa toxicidade e suas ações prejudiciais, elas são fundamentalmente mecânicas e não químicas. Por razões cristalográficas, este sal, como seu contraparte de poetassium, k₂SW₄, Apresenta estruturas de estrutura e polimórficos.

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Estrutura

Sal anidro

Íons anidrosos de sulfato de sódio. Fonte: Claudio Pistilli [CC BY-SA 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenças/BY-SA/4.0)]

A fórmula NA₂SW₄ Indica uma vez que os íons Na em cristais de sal⁺ Eu sou₄^2- Eles estão em um relacionamento 1: 2; isto é, para cada dois cátions na⁺ há um ânion então₄^2- interagindo com eles por atração eletrostática (imagem superior).

Claro, isso se aplica ao NA₂SW₄ anidro, sem moléculas de água coordenadas com sódio dentro dos cristais.

Sulfato de sódio

Apesar de ser uma aparência simples, sua descrição estruturalmente é complexa. Então uma₂SW₄ Apresenta o polimorfismo, tendo até cinco fases cristalinas: I, II, III, IV e V, cujas temperaturas de transição são 180, 200, 228, 235 e 883 ºC, respectivamente, respectivamente.

Embora não haja referências que o certifiquem, o NA₂SW₄Eu deve ser o que tem uma estrutura cristalina hexagonal, mais densa em comparação com o na ortorrombic₂SW₄Iii, em cujos cristais o na⁺ Tetraedra forma (Nao₄) e octaedros (Nao₆) coordenação; isto é, pode ser cercado por quatro ou seis ânions, então₄^2-.

Sal de decadência

Enquanto isso, a estrutura cristalina monoclínica de seu hidrato mais importante, na na₂SW₄· 10h₂Ou, é mais simples. Nele é praticamente as moléculas de água que interagem ou coordenam com o Na⁺ No octaedro na (h₂QUALQUER)₆⁺, Com o SO₄^2- quase contribuindo com estabilidade suficiente para o vidro para existir em uma fase sólida.

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No entanto, seu ponto de fusão (32,38 ºC) muito menor que o de sal anidro (884 ºC) demonstra como as moléculas de água e suas pontes de hidrogênio enfraquecem as interações iônicas, mais fortes, em Na₂SW₄.

Propriedades

Nomes

-Sulfato de sódio (IUPAC)

-Sal de glauber (desidrato)

-Sala milagrosa (Decayroper)

-Sulfato de dissódio.

Massa molar

142,04 g/mol (Anh¡dro)

322.20 g/mol (Decidrato)

Aparência física

Sólido cristalino higroscópico branco

Cheiro

Lavatório

Sabor

Amargo e salino

Densidade

2.664 g/cm³ (anidro)

1.464 g/cm³ (Dahydrate)

Observe como as moléculas de água dentro dos cristais fazem com que se dilatem e, portanto, diminuam sua densidade.

Ponto de fusão

884 ºC (ANHYDROS)

32.38 ºC (Dechidrate)

Ponto de ebulição

1.429 ºC (ANHYDROS)

Solubilidade em água

4,76 g/100 ml (0 ºC)

13,9 g/100 ml (20 ºC)

42,7 g/100 ml (100 ºC)

Todos os valores de solubilidade correspondem ao sal anidro, o que é bastante solúvel em água em todas as temperaturas.

A solubilidade aumenta abruptamente entre 0 ºC e 38,34 ºC, observando que, nessa faixa de temperaturas, a solubilidade aumenta mais de 10 vezes. No entanto, a partir de 32,38 ºC, a solubilidade é independente da temperatura.

Acontece que à temperatura 32,8 ºC, o sulfato de sódio decayedrato se dissolve em sua própria água cristalina. Portanto, um equilíbrio entre sal decapiclato, sal anidra e a solução saturada de sulfato de sódio.

Enquanto a condição de três fases for mantida, a temperatura permanecerá constante, o que permite que a temperatura dos termômetros calibre.

Por outro lado, as solubilidades para o sal de hepta -hidrato são:

19,5 g/100 ml (0 ºC)

44,0 g/100 ml (20 ºC)

Observe que a 20 ° C o sal de hepta -hidrato é três vezes mais solúvel que o anidro.

Índice de refração

1.468 (Anydros)

1.394 (Decidrato)

Estabilidade

Estável em condições de armazenamento recomendadas. Incompatível com ácidos e bases fortes, alumínio e magnésio.

Decomposição

Quando é aquecido à decomposição, emite uma fumaça tóxica de óxido de enxofre e óxido de sódio.

ph

Uma solução aquosa de 5 % tem um pH de 7.

Reatividade

Sulfato de sódio se dissocia em solução aquosa em 2 Na⁺ Eu sou₄^2-, que permite que o íon sulfato seja combinado com o BA²⁺ Para precipitar o sulfato de bário. Praticamente ajuda a mover os íons de bário das amostras de água.

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O sulfato de sódio se torna sulfeto de sódio por reação em altas temperaturas com carvão:

N / D₂SW₄   +   2 c => na₂S +2 co₂

Sal de Glaubert, NASO₄.10h₂O reage com carbonato de potássio para produzir carbonato de sódio.

Formulários

Indústria de papel

Sulfato de sódio é usado na fabricação de polpa de papel. É usado na elaboração do papel kraft, que não contém lignina ou se submete ao processo de branqueamento, razão que lhe dá grande resistência. Além disso, é usado na fabricação de papelão.

Detergentes

É usado como material de enchimento de detergente sintético para uso em casa, aumentando o detergente para reduzir a tensão superficial.

Vidro

É usado na fabricação de vidro para reduzir ou eliminar a presença de pequenas bolhas de ar em vidro fundido. Além disso, elimina a formação de escória durante o processo de refino de vidro fundido.

Indústria têxtil

O sulfato de sódio é usado como mordente, pois facilita a interação de corantes com fibras de tecido. O sulfato de sódio descartado é usado no teste de corante.

Além disso, o sulfato de sódio é usado como diluente de corante e agente de impressão de corante auxiliar; como corantes diretos, corantes de enxofre e outros agentes que favorecem a mancha de algodão. Também é usado como um agente que atrasa os corantes diretos da seda.

Medicamento

O sulfato de sódio decahrid é usado como laxante, pois é pouco absorvido no intestino e, portanto, permanece à luz disso, causando um aumento no volume. Isso estimula o aumento das contrações peristálticas que induzem a expulsão do conteúdo intestinal.

Sulfato de sódio é um antídoto para controlar o envenenamento com bário e sais de chumbo. O sal de Glaubert é eficaz para a eliminação de certos medicamentos ingeridos excessivamente; Por exemplo, paracetamol (acetoaminofeno).

Além disso, é usado para fornecer a presença de eletrólitos ruins em soluções isoosmóticas.

Agente de secagem

O sulfato de sódio porque é um reagente inerte é usado para a remoção de água de soluções de compostos orgânicos.

Matéria prima

O sulfato de sódio é usado como matéria -prima para a produção de numerosas substâncias, incluindo: sulfeto de sódio, carbonato de sódio e sulfato de amônio.

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Obtenção

O sulfato de sódio é obtido por extração de mineração e reações químicas.

Extração de mineração

Existem três minério ou minerais explorados com desempenho comercial: Thenardita (NA₂SW₄), Mirabilita (NA₂SW₄· 10h₂O) e o glaubarita (na₂SW₄·Caso₄).

Na Espanha, os depósitos de Thenardita e Mirabilita são explorados pela mineração subterrânea de galerias e pilares. Enquanto isso, a Glauberita é obtida em arremesso, por grandes balsas que são colocadas no tanque mineral.

O terreno é preparado com explosão de baixa intensidade para produzir uma porosidade que permite lixiviação de sulfato de sódio. A fase de produção ocorre com a irrigação por aspersores com água fresca da Glauberita, cuja lixiviação se propaga de maneira descendente.

A salmoura de sulfato de sódio é coletada, o resíduo de sulfato de cálcio sendo preenchido.

Produção química

O sulfato de sódio é obtido durante a produção de ácido clorídrico através de dois processos: o processo de Mannheim e o processo hardgenave.

Processo de Mannheim

É feito em grandes fornos de aço e com uma plataforma de reação de aço de 6 m. A reação ocorre entre cloreto de sódio e ácido sulfúrico:

2 NaCl +H₂SW₄ => 2 hcl +Na₂SW₄

Processo hardreave

Envolve a reação de cloreto de sódio, óxido de enxofre, oxigênio e água:

4 NaCl + 2 então₂  +  QUALQUER₂  + 2 h₂O => 4 hcl +na₂SW₄

Outros

O sulfato de sódio ocorre na reação de neutralização entre hidróxido de sódio e ácido sulfúrico:

2 Naoh +h₂SW₄ => Na₂SW₄  +  H₂QUALQUER

Sulfato de sódio é um subproduto da produção de numerosos compostos. É extraído dos resíduos líquidos descarregados durante a produção da viscose e do celofane. Também na produção de dicromato de sódio, fenóis, ácido bórico e carbamato de lítio.

Riscos

O sulfato de sódio é considerado um composto de baixa toxicidade. No entanto, pode produzir algum dano à pessoa que o usa inadequada.

Por exemplo, você pode causar irritação nos olhos, vermelhidão e dor. Na pele, pode causar irritação e alergia em algumas pessoas. Sua ingestão pode causar irritação do trato digestivo com náusea, vômito e diarréia. E, finalmente, sua inalação produz irritação no trato respiratório.

Referências

1. Shiver & Atkins. (2008). Química Inorgânica. (Quarta edição). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Sulfato de sódio. Recuperado de: em.Wikipedia.org
3. Centro Nacional de Informações sobre Biotecnologia. (2019). Sulfato de sódio. Banco de dados PubChem. CID = 24436. Recuperado de: pubchem.NCBI.Nlm.NIH.Gov
4. B. N. Mehrotra. (1978). A estrutura cristalina de Na₂SW₄Iii. Recuperado de: rruff-2.Geo.Arizona.Edu
5. Glauberita-Thenardita (sulfato de sódio). [PDF]. Recuperado de: igme.é