โซเดียมซัลเฟต (NA2SO4): โครงสร้างคุณสมบัติการใช้การได้รับ - เคมี - 2026

โซเดียมซัลเฟตเป็นเกลือนินทรีย์มี สูตรทางเคมี Na ₂ SO 4 ประกอบด้วยของแข็งสีขาวซึ่งมีอยู่ในสามรูปแบบ: แอนไฮไดรด์เฮปตาไฮเดรต (หายาก) และเดคาไฮเดรต (ซึ่งเรียกว่าเกลือของ Glaubert) หลังเป็นโซเดียมซัลเฟตที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด

โซเดียมซัลเฟตเดคาไฮเดรตNa ₂ SO ₄ · 10H ₂ O ถูกค้นพบในปี 1625 โดย Glaubert ในน้ำแร่ผู้ตั้งชื่อเกลือมิราบิลิส (เกลือมหัศจรรย์) เนื่องจากคุณสมบัติทางยา

ดูแก้วที่มีตัวอย่างโซเดียมซัลเฟต ที่มา: Walkerma ผ่าน Wikipedia

โซเดียมซัลเฟตมีการใช้งานมากมายในอุตสาหกรรมสิ่งทอและกระดาษเช่นเดียวกับในการผลิตแก้ว การใช้งานขยายไปสู่การใช้งานด้านความร้อนซึ่งรวมถึงการจัดหาความร้อนโดยรอบและการระบายความร้อนของแล็ปท็อป

โซเดียมซัลเฟตเป็นสารประกอบที่มีความเป็นพิษต่ำและการกระทำที่เป็นอันตรายส่วนใหญ่เกิดจากกลไกและไม่ใช่สารเคมี ด้วยเหตุผลทางผลึกเกลือนี้เช่นเดียวกับโพแทสเซียม K ₂ SO ₄มีโครงสร้างตาข่ายและโพลีมอร์ฟิก

โครงสร้าง

เกลือปราศจากน้ำ

ไอออนโซเดียมซัลเฟตปราศจากน้ำ ที่มา: Claudio Pistilli

สูตร Na ₂ SO ₄ระบุทันทีว่า Na ⁺และ SO ₄ ^2-ไอออนอยู่ในอัตราส่วน 1: 2 ในผลึกเกลือ นั่นคือสำหรับทุก ๆ สองไอออนบวก Na ⁺จะมีประจุลบ SO ₄ ^{2- ทำ}ปฏิกิริยากับพวกมันผ่านแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิต (ภาพบน)

แน่นอนว่าสิ่งนี้ใช้ได้กับ Na ₂ SO _{4 ที่}ปราศจากน้ำโดยไม่มีโมเลกุลของน้ำที่ประสานกับโซเดียมภายในผลึก

โซเดียมซัลเฟต

แม้จะเห็นได้ชัดว่าเป็นเกลือที่เรียบง่าย แต่คำอธิบายของมันก็มีโครงสร้างที่ซับซ้อน Na ₂ SO ₄นำเสนอความหลากหลายโดยมีขั้นตอนของผลึกมากถึงห้าขั้นตอน: I, II, III, IV และ V ซึ่งมีอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงอยู่ที่ 180, 200, 228, 235 และ 883 ºCตามลำดับ

แม้ว่าจะไม่มีการอ้างอิงเพื่อรับรอง แต่ Na ₂ SO ₄ I ต้องเป็นคนที่มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมหนาแน่นกว่าเมื่อเทียบกับ Na ₂ SO ₄ III ที่มีผลึก Na ^{+ ใน}รูปเตตระฮีดรา (NaO ₄ ) และการประสานงานoctahedra (NaO ₆ ); นั่นคือมันสามารถล้อมรอบด้วยไอออน SO ₄ ^2-สี่หรือหกอัน

เกลืออบแห้ง

ในขณะเดียวกันโครงสร้างผลึกเชิงเดี่ยวของไฮเดรตที่สำคัญที่สุดคือ Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O นั้นง่ายกว่า ในนั้นเป็นโมเลกุลของน้ำที่ทำปฏิกิริยาหรือประสานงานกับ Na ⁺ใน Na (H ₂ O) ₆ ⁺ octahedra โดย SO ₄ ^2-เพียงแค่ให้ความเสถียรเพียงพอกับคริสตัลเพื่อให้มีอยู่ในเฟสของแข็ง

อย่างไรก็ตามจุดหลอมเหลว (32.38ºC) ต่ำกว่าของเกลือปราศจาก (884ºC) แสดงให้เห็นว่าโมเลกุลของน้ำและไฮโดรเจนพันธบัตรของพวกเขาลดลงปฏิสัมพันธ์ไอออนิกที่แข็งแกร่งในนา₂ SO 4

คุณสมบัติ

ชื่อ

- โซเดียมซัลเฟต (IUPAC)

-Glauber เกลือ (decahydrate)

- เกลือมหัศจรรย์ (decahydrate)

- ไดโซเดียมซัลเฟต

มวลโมลาร์

142.04 g / mol (ปราศจากน้ำ)

322.20 กรัม / โมล (เดคาไฮเดรต)

ลักษณะทางกายภาพ

ของแข็งผลึกดูดความชื้นสีขาว

กลิ่น

ห้องน้ำ

ลิ้มรส

ขมและเค็ม

ความหนาแน่น

2,664 g / cm ³ (ปราศจากน้ำ)

1,464 ก. / ซม. ³ (เดคาไฮเดรต)

สังเกตว่าโมเลกุลของน้ำภายในผลึกทำให้พวกมันขยายตัวได้อย่างไรดังนั้นจึงทำให้ความหนาแน่นลดลง

จุดหลอมเหลว

884 ºC (ปราศจากน้ำ)

32.38 ºC (เดคาไฮเดรต)

จุดเดือด

1,429 ºC (ปราศจากน้ำ)

ความสามารถในการละลายน้ำ

4.76 ก. / 100 มล. (0 ºC)

13.9 ก. / 100 มล. (20 ° C)

42.7 ก. / 100 มล. (100 ° C)

ค่าความสามารถในการละลายทั้งหมดสอดคล้องกับเกลือปราศจากน้ำซึ่งค่อนข้างละลายในน้ำได้ทุกอุณหภูมิ

ความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นทันทีระหว่าง0ºCถึง38.34ºCโดยสังเกตว่าในช่วงอุณหภูมินี้ความสามารถในการละลายจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 10 เท่า อย่างไรก็ตามจาก32.38ºCความสามารถในการละลายไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 32.8 ºCโซเดียมซัลเฟตเดคาไฮเดรตจะละลายในน้ำที่เป็นผลึกของตัวเอง จึงมีความสมดุลระหว่างเกลือเดคาไฮเดรตเกลือปราศจากน้ำและสารละลายอิ่มตัวของโซเดียมซัลเฟต

ตราบเท่าที่ยังคงสภาพสามเฟสไว้อุณหภูมิจะคงที่ซึ่งทำให้สามารถปรับเทียบอุณหภูมิของเทอร์มอมิเตอร์ได้

ในทางกลับกันการละลายของเกลือ heptahydrated คือ:

19.5 ก. / 100 มล. (0 ºC)

44.0 ก. / 100 มล. (20 ° C)

โปรดทราบว่าที่อุณหภูมิ 20 ° C เกลือเฮปตาไฮเดรตสามารถละลายได้มากกว่าเกลือปราศจากน้ำถึงสามเท่า

ดัชนีหักเห

1,468 (ปราศจากน้ำ)

1.394 (เดคาไฮเดรต)

เสถียรภาพ

มีความเสถียรภายใต้สภาวะการจัดเก็บที่แนะนำ เข้ากันไม่ได้กับกรดแก่อะลูมิเนียมและแมกนีเซียม

การจำแนก

เมื่อได้รับความร้อนจนสลายตัวจะปล่อยควันพิษของซัลเฟอร์ออกไซด์และโซเดียมออกไซด์

พีเอช

สารละลายในน้ำ 5% มีค่า pH 7

การเกิดปฏิกิริยา

โซเดียมซัลเฟตจะแยกตัวในสารละลายเป็น 2 Na ⁺และ SO ₄ ^2-ซึ่งทำให้ซัลเฟตไอออนรวมกับ Ba ²⁺เพื่อตกตะกอนแบเรียมซัลเฟต ช่วยกำจัดแบเรียมไอออนจากตัวอย่างน้ำได้จริง

โซเดียมซัลเฟตจะถูกเปลี่ยนเป็นโซเดียมซัลไฟด์โดยทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิสูงขึ้นกับถ่านหิน:

นา₂ SO ₄ + 2 C => นา₂ S + 2 CO ₂

เกลือของ Glaubert NaSO ₄ .10H ₂ O ทำปฏิกิริยากับโพแทสเซียมคาร์บอเนตเพื่อผลิตโซเดียมคาร์บอเนต

การประยุกต์ใช้งาน

อุตสาหกรรมกระดาษ

โซเดียมซัลเฟตใช้ในการผลิตเยื่อกระดาษ ใช้ในการผลิตกระดาษคราฟท์ซึ่งไม่มีลิกนินและไม่ผ่านกระบวนการฟอกสีซึ่งทำให้มีความทนทานสูง นอกจากนี้ยังใช้ในการผลิตกระดาษแข็ง

ผงซักฟอก

ใช้เป็นวัสดุเติมสำหรับผงซักฟอกสังเคราะห์ในครัวเรือนโดยเติมลงในผงซักฟอกเพื่อลดแรงตึงผิว

แว่นตา

ใช้ในการทำแก้วเพื่อลดหรือกำจัดฟองอากาศขนาดเล็กในแก้วหลอมเหลว นอกจากนี้ยังกำจัดการก่อตัวของตะกรันในระหว่างกระบวนการกลั่นของแก้วหลอมเหลว

อุตสาหกรรมสิ่งทอ

โซเดียมซัลเฟตถูกใช้เป็นสารช่วยในการย้อมสีเนื่องจากช่วยให้เกิดปฏิกิริยาระหว่างสีกับเส้นใยของผ้าได้ง่ายขึ้น โซเดียมซัลเฟต decahydrate ใช้ในการทดสอบสีย้อม

นอกจากนี้โซเดียมซัลเฟตยังใช้เป็นสารเจือจางสีย้อมและสารช่วยในการพิมพ์สีย้อม เช่นสีย้อมโดยตรงสีย้อมกำมะถันและสารอื่น ๆ ที่ส่งเสริมการย้อมฝ้าย นอกจากนี้ยังใช้เป็นสารชะลอการย้อมไหมโดยตรง

ยา

โซเดียมซัลเฟต decahydrate ใช้เป็นยาระบายเนื่องจากดูดซึมได้ไม่ดีในลำไส้ดังนั้นจึงยังคงอยู่ในลูเมนของลำไส้ทำให้ปริมาณเพิ่มขึ้น สิ่งนี้ช่วยกระตุ้นการเพิ่มขึ้นของการหดตัวของการบีบตัวซึ่งทำให้เกิดการขับออกของลำไส้

โซเดียมซัลเฟตเป็นยาแก้พิษในการควบคุมพิษของแบเรียมและเกลือตะกั่ว เกลือของ Glaubert มีประสิทธิภาพในการกำจัดยาที่กินเข้าไปมากเกินไป ตัวอย่างเช่นพาราเซตามอล (acetoaminophen)

นอกจากนี้ยังใช้ในการจัดหาอิเล็กโทรไลต์ที่มีอยู่ในสารละลายไอโซโมติก

สารทำให้แห้ง

โซเดียมซัลเฟตซึ่งเป็นรีเอเจนต์เฉื่อยใช้ในการกำจัดน้ำออกจากสารละลายของสารประกอบอินทรีย์

วัตถุดิบ

โซเดียมซัลเฟตใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตสารหลายชนิด ได้แก่ โซเดียมซัลเฟตโซเดียมคาร์บอเนตและแอมโมเนียมซัลเฟต

การได้รับ

โซเดียมซัลเฟตได้จากการสกัดการขุดและโดยปฏิกิริยาทางเคมี

การสกัดการขุด

มีแร่หรือแร่ธาตุสามชนิดที่ใช้ประโยชน์จากผลผลิตทางการค้า: จากนั้นอาร์ไดต์ (Na ₂ SO ₄ ), มิราบิไลต์ (Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O) และ glaubarite (Na ₂ SO ₄ · CaSO ₄ )

ในสเปนเงินฝากจากนั้นอาร์ไดท์และมิราบิไลต์ถูกใช้โดยการขุดแกลเลอรีและเสาใต้ดิน ในขณะเดียวกัน glauberite จะได้รับในที่โล่งโดยใช้แพขนาดใหญ่ที่วางอยู่บนแหล่งแร่

ที่ดินถูกเตรียมด้วยการพ่นความเข้มต่ำเพื่อให้เกิดความพรุนที่ช่วยให้การชะล้างโซเดียมซัลเฟต ขั้นตอนการผลิตเกิดขึ้นจากการให้น้ำด้วยสปริงเกลอร์น้ำจืดของ glauberite ซึ่งการชะล้างจะแพร่กระจายลง

น้ำเกลือโซเดียมซัลเฟตจะถูกรวบรวมโดยทิ้งกากแคลเซียมซัลเฟตไว้เป็นไส้

การผลิตสารเคมี

โซเดียมซัลเฟตจะได้รับในระหว่างการผลิตกรดไฮโดรคลอริกโดยสองกระบวนการ: กระบวนการ Mannheim และกระบวนการ Hardgreaves

กระบวนการ Mannheim

ดำเนินการในเตาหลอมเหล็กขนาดใหญ่และด้วยแท่นปฏิกิริยาเหล็ก 6 เมตร ปฏิกิริยาเกิดขึ้นระหว่างโซเดียมคลอไรด์และกรดซัลฟิวริก:

2 NaCl + H ₂ SO ₄ => 2 HCl + Na ₂ SO ₄

กระบวนการ Hardgreaves

มันเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาของโซเดียมคลอไรด์ซัลเฟอร์ออกไซด์ออกซิเจนและน้ำ:

4 NaCl + 2 SO ₂ + O ₂ + 2 H ₂ O => 4 HCl + Na ₂ SO ₄

คนอื่น ๆ

โซเดียมซัลเฟตเกิดขึ้นในปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางระหว่างโซเดียมไฮดรอกไซด์และกรดซัลฟิวริก:

2 NaOH + H ₂ SO ₄ => นา₂ SO ₄ + H ₂ O

โซเดียมซัลเฟตเป็นผลพลอยได้จากการผลิตสารประกอบจำนวนมาก สกัดจากของเสียที่เป็นของเหลวที่ปล่อยออกมาในระหว่างการผลิตวิสโคสและกระดาษแก้ว นอกจากนี้ในการผลิตโซเดียมไดโครเมตฟีนอลกรดบอริกและลิเธียมคาร์บาเมต

ความเสี่ยง

โซเดียมซัลเฟตถือเป็นสารประกอบที่มีความเป็นพิษต่ำ อย่างไรก็ตามอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อผู้ที่ใช้อย่างไม่เหมาะสม

ตัวอย่างเช่นการสัมผัสอาจทำให้เกิดอาการระคายเคืองตาตาแดงและเจ็บปวด บนผิวหนังอาจทำให้เกิดอาการระคายเคืองและแพ้ได้ในบางคน การกลืนกินเข้าไปอาจทำให้เกิดการระคายเคืองของระบบทางเดินอาหารโดยมีอาการคลื่นไส้อาเจียนและท้องร่วง และสุดท้ายการหายใจเข้าไปก่อให้เกิดการระคายเคืองในทางเดินหายใจ

อ้างอิง

1. ตัวสั่นและแอตกินส์ (2008) เคมีอนินทรีย์. (พิมพ์ครั้งที่สี่). Mc Graw Hill
2. วิกิพีเดีย (2019). โซเดียมซัลเฟต. สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
3. ศูนย์ข้อมูลเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (2019). โซเดียมซัลเฟต. ฐานข้อมูล PubChem CID = 24436 สืบค้นจาก: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. BN Mehrotra. (พ.ศ. 2521). โครงสร้างผลึกของ Na ₂ SO ₄ III สืบค้นจาก: rruff-2.geo.arizona.edu
5. Glauberite-Thenardite (โซเดียมซัลเฟต) . กู้คืนจาก: igme.es