Nátrium-szulfát

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Nátrium-szulfát
Sodium sulfate.jpg
Nátrium-szulfát
Sodium sulfate.png
Más nevek Glauber-só
Kémiai azonosítók
CAS-szám 7757-82-6,
7727-73-3 (dekahidrát)
PubChem 24436
RTECS szám WE1650000
Kémiai és fizikai tulajdonságok
Kémiai képlet Na2SO4
Moláris tömeg 142,04214 g/mol (vízmentes/anhidrát)
268,15 g/mol (heptahidrát)
322,20 g/mol (dekahidrát)
Megjelenés Higroszkópos, fehér por
Sűrűség 2,68 g/cm3 (anhidrát)
1,464 g/cm3 (dekahidrát)
Olvadáspont 884 °C (1157 K) (anhidrát)
32,4 °C (dekahidrát)
Forráspont 1429 °C (anhidrát)
Oldhatóság (vízben) 4,76 g/100 ml (0 °C)
42,7 g/100 ml (100 °C)
Oldhatóság etanolban oldhatatlan
Törésmutató (nD) 1,468 (anhidrát)
1,394 (dekahidrát)
Kristályszerkezet
Kristályszerkezet monoklin, rombos,hexagonális
Termokémia
Std. képződési
entalpia
ΔfHo298
−1385 kJ/mol
Hőkapacitás, C 127 J/(mol·K)
Veszélyek
MSDS ICSC 0952
EU osztályozás nincsenek veszélyességi szimbólumok[1]
Főbb veszélyek Irritáló
R mondatok (nincs)[1]
S mondatok (nincs)[1]
Lobbanáspont nem gyúlékony
LD50 5989 mg/kg (egér, szájon át)[2]
Rokon vegyületek
Azonos kation A nátrium vegyületei
Azonos anion Szulfátok
Ha másként nem jelöljük, az adatok
az anyag standard állapotára vonatkoznak.
(25 °C, 100 kPa)

A nátrum-szulfát a nátrium kénsavval alkotott sója. Évente körülbelül 6 millió tonnát állítanak elő belőle, így ez az egyik legnagyobb mennyiségben felhasznált vegyület. Anhidrát formában fehér, kristályos port alkot (Na2SO4). Dekahidrát formáját (Na2SO4·10H2O) a 17. század óta Glauber-sóként ismerik.

A nátrium-szulfátot elsősorban tisztítószerek gyártására használják. A nátrium-szulfátot 2/3 részben mirabilitből, a nátrium-szulfát dekahidrátjának természetes ásványából állítják elő, a fennmaradó rész egyéb vegyipari termékek (például sósav) előállításának melléktermékeként keletkezik.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A Glauber-só elnevezés Johann Rudolf Glauberre utal, aki az 17. században, egy magyar gyógyforrásból azonosította. Erős hashajtó tulajdonsága miatt a sal mirabilis, azaz a csodasó nevet adta neki. Hashajtóként egészen a 1900-as évekig használták.[3] A 18. században a nátrium-karbonát előállításának alapanyaga volt.

Kémiai és fizikai tulajdonságai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A nátrium-szulfát kémiailag nagyon stabil vegyület. Szobahőmérsékleten szinte semmilyen oxidáló- vagy redukálószerrel sem reagál. Magas hőmérsékleten nátrium-szulfiddá alakul.[4] Vízben oldva semleges kémhatású (pH = 7) oldatot kapunk. A semlegesség leegyszerűsítve annak köszönhető, hogy erős bázisnak (nátrium-hidroxid) erős savval (kénsav) alkotott sója. Megegyező mennyiségek esetén a nátrium-szulfát kénsavval reagáltatva nátrium-biszulfátot, egy savas sót kapunk[5][6]:

Na2SO4(vízben oldva) + H2SO4(vízben oldva) → 2 NaHSO4(vízben oldva)

Az egyensúly nagyon kényes, több tényező, többek között a koncentráció, a hőmérséklet, és esetleges más savak is befolyásolhatják.

A nátrium-szulfát egy ionos szulfát, vagyis Na+ ionokból, és SO2−4 ionokból áll. Vizes oldatban bárium vagy ólom sóival reagálva vízben nem oldódó csapadékot képez:

Na2SO4(vízben oldva) + BaCl2(vízben oldva) → 2 NaCl(vízben oldva) + BaSO4(szilárd)
A Na2SO4 különböző hőmérsékleteken való vízoldékonysága

A nátrium-szulfát vízoldékonysága igen érdekes karakterisztikájú.[7] Oldhatósága 0 °C és 32,4 °C között több mint tízszeresére növekszik, ahol eléri maximumát (49,7 g Na2SO4 / 100 g víz). Ebben a pontban a függvény csökkenni kezd, és az oldékonyság mértéke majdnem teljesen független lesz a hőmérséklettől. Nátrium-klorid jelenlétében oldhatósága jelentősen csökken. Ezen tulajdonságai miatt a nátrium-szulfát kitűnően használható passzív, napenergiával működő rendszerek esetén.

Előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A világ nátrium-szulfát előállítása éves szinten 5,5 és 6 millió tonnára tehető, melynek nagy része a nátrium-szulfát dekahidrát változata. Ennek a mennyiségnek közel fele bányászatból származik, a többi része egyéb vegyipari folyamatok melléktermékeként keletkezik.[8][9][10][11]

Termelésének eloszlása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A világ nátrium-szulfát dekahidrát formában való termelésének kétharmadát természetes ásványából, mirabilitből nyerik, mely elsősorban tómedrekben fordul elő (pl. Saskatchewanban, valamint a Kara-Bogaz-öböl partján) formájában. A földön található nátrium-szulfát mennyiségét 1 milliárd tonnára becsülik.[8][9] 1990-ben a fő nátrium-szulfát termelő ország Mexikó és Spanyolország volt, egyenként 500 000 tonnával, ezt követte Oroszország, USA, és Kanada 350 000 tonnával.

Vegyipari előállítása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A világon felhasznált nátrium-szulfát körülbelül egyharmada vegyipari melléktermékként keletkezik, többek között a következő reakciókból:

2 NaCl + H2SO4 → 2 HCl + Na2SO4
4 NaCl + 2 SO2 + O2 + 2 H2O → 4 HCl + 2 Na2SO4
2 NaOH(vízben oldva) + H2SO4(vízben oldva) → Na2SO4(vízben oldva) + 2 H2O(folyadék)

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Nagyipari felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • a nátrium-szulfát nagyon olcsó anyag, ezért mosóporokhoz térfogatnövelőként adagolják.[8]
  • a papírgyártás során nagy mennyiségben használják fel[8]
  • az üveggyártás során az olvadt üveghez adagolva meggátolja a levegőbuborékok keletkezését[8]
  • a nátrium-szulfát a textilgyártás alapvető adalékanyaga, mert elősegíti a textilszálak egyenletes festődését. Alternatívája a nátrium-klorid, melynek hátránya, hogy erősen korrodálja a gyártósor acél alkatrészeit.[8]

Hőtárolóként való alkalmazása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kristályos nátrium-szulfát magas olvadáshője és alacsony olvadáspontja miatt (32 °C) napenergia tárolására rendkívül jól alkalmazható. Olvadáshője grammonként 343,088 joule, szemben a víz grammonkénti 4,184 J/K hőkapacitásával.

Egyéb felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Laboratóriumi körülmények között a nátrium-szulfát anhidrát változatát a víz szerves anyagokból való eltávolítására alkalmazzák.[12] Erre a célra homeopátiás szerként is kapható natrium sulfuricum néven. Hatékonyabb, de lassabb, mint a hasonló tulajdonságú magnézium-szulfát. Kizárólag 30 °C alatt használható, viszont kémiai inaktivitása miatt széles körben alkalmazható. A Glauber-sót, a nátrium-szulfát dekahidrátját régebben hashajtóként alkalmazták. Gyógyszertúladagolás esetén a vízben oldódó gyógyszereket sikeresen eltávolítja a szervezetből.[13][14] Jégtelenítésre, szőnyegtisztításra, a keményítőgyártás során, valamint állati eledelként és az elektromos eszközök integrált áramköreiben található arany visszanyerésére is használják. Az élelmiszeriparban térfogatnövelőként, és stabilizálószerként, E514 néven alkalmazzák. Elsősorban rágógumikban, és színezékekben fordul elő. Napi maximum beviteli mennyisége nincs meghatározva. Mellékhatása (élelmiszerek esetén) nem ismert.

Biztonsági kockázatok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Bár a nátrium-szulfát nem káros vegyület,[15] nem árt az elővigyázatosság. A por időleges asztmát, valamint szem-irritációt okozhat. Papírmaszk, és védőszemüveg viselése ajánlott. Szállítását nem korlátozzák.[16]

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Külső források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. ^ a b c A nátrium-szulfát vegyülethez tartozó bejegyzés az IFA GESTIS adatbázisából. A hozzáférés dátuma: 2011. január 15. (JavaScript szükséges) (németül)
  2. Nátrium-szulfát (ChemIDplus)
  3. Szydlo, Zbigniew. Water which does not wet hands: The Alchemy of Michael Sendivogius. London-Warsaw: Polish Academy of Sciences (1994) 
  4. Handbook of Chemistry and Physics, 71st edition, Ann Arbor, Michigan: CRC Press (1990) 
  5. The Merck Index, 7th edition, Rahway, New Jersey, USA: Merck & Co. (1960) 
  6. Nechamkin, Howard. The Chemistry of the Elements. New York: McGraw-Hill (1968) 
  7. Linke, W.F., A. Seidell. Solubilities of Inorganic and Metal Organic Compounds, 4th edition, Van Nostrand (1965) 
  8. ^ a b c d e f Suresh, Bala, Kazuteru Yokose. Nátrium-szulfát. Zurich: Chemical Economic Handbook SRI Consulting, pp. 771.1000A–771.1002J. o (May 2006) 
  9. ^ a b Statistical compendium Nátrium-szulfát. US Geological Survey, Minerals Information, 1997. (Hozzáférés: 2007. április 22.)
  10. The economics of sodium sulphate, Eighth edition, London: Roskill Information Services, 195 pages and appendices. o (1999) 
  11. The sodium sulphate business. London: Chem Systems International (1984. Nov) 
  12. Vogel, Arthur I., B.V. Smith, N.M. Waldron. Vogel's Elementary Practical Organic Chemistry 1 Preparations, 3rd Edition, London: Longman Scientific & Technical (1980) 
  13. Cocchetto, D.M., G. Levy (1981.). „Absorption of orally administered nátrium-szulfát in humans.”. J Pharm Sci 70 (3), p. 331–3. o. DOI:10.1002/jps.2600700330. Hozzáférés ideje: 2007. június 6.  
  14. Prescott, L.F., J.A.J.H. Critchley (1979.). „The Treatment of Acetaminophen Poisoning”. Annual Review of Pharmacology and Toxicology 23, pp. 87–101. o. DOI:10.1146/annurev.pa.23.040183.000511.  
  15. Nátrium-szulfát (WHO Food Additives Series 44). World Health Organization, 2000. június 27. (Hozzáférés: 2007. június 6.)
  16. MSDS Nátrium-szulfát Anhydrous. James T Baker, 2006. (Hozzáférés: 2007. április 21.)