Le sulfate de sodium
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| Le sulfate de sodium | |
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Autres noms Th??nardite (min??rale) | |
| Identificateurs | |
| Num??ro CAS | 7757-82-6  7727-73-3 (d??cahydrate) |
| PubChem | 24436 |
| ChemSpider | 22844 |
| UNII | 36KCS0R750 |
| ChEBI | CHEBI: 32149 |
| ChEMBL | CHEMBL233406 |
| Num??ro RTECS | WE1650000 |
| Code ATC | A06 A12 CA02 |
| images de Jmol-3D | Image 1 |
SMILES
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InChI
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| Propri??t??s | |
| Formule mol??culaire | Na 2 SO 4 |
| Masse molaire | 142,04 g / mol (anhydre) 322,20 g / mol (d??cahydrat??) |
| Apparence | solide cristallin blanc hygroscopique |
| Odeur | inodore |
| Densit?? | 2,664 g / cm 3 (anhydre) 1,464 g / cm 3 (d??cahydrat??) |
| Point de fusion | 884 ?? C (anhydre) |
| Point d'??bullition | 1429 ?? C (anhydre) |
| Solubilit?? dans l'eau | anhydre: 4,76 g / 100 ml (0 ?? C) 42,7 g / 100 ml (100 ?? C) heptahydrat??: 19,5 g / 100 ml (0 ?? C) 44 g / 100 ml (20 ?? C) |
| Solubilit?? | insoluble dans l'??thanol soluble dans glyc??rol et l'iodure d'hydrog??ne |
| Indice de r??fraction (n D) | 1,468 (anhydre) 1,394 (d??cahydrate) |
| Structure | |
| Crystal structure | orthorhombique ou hexagonal (anhydre) monoclinique (d??cahydrate) |
| Risques | |
| FS | MSDS externe |
| Indice de l'UE | Non list?? |
| Principal dangers | Irritant |
| NFPA 704 |  0 1 0 |
| Point d'??clair | Ininflammable |
| Des compos??s apparent??s | |
| D'autres anions | s??l??nate de sodium tellurate de sodium |
| D'autres cations | le sulfate de lithium sulfate de potassium sulfate de rubidium sulfate de c??sium |
| Des compos??s apparent??s | Le bisulfate de sodium Le sulfite de sodium le persulfate de sodium |
| Page de donn??es suppl??mentaire | |
| Structure et propri??t??s | n, ε r, etc. |
| Thermodynamique donn??es | comportement de phase Solide, liquide, gaz |
| Les donn??es spectrales | UV, IR, RMN , MS |
 (V??rifier) (Qu'est-ce que:  /  Sauf indication contraire, les donn??es sont donn??es pour le mat??riel dans leur ??tat standard (?? 25 ?? C, 100 kPa) | |
| R??f??rences d'Infobox | |
Le sulfate de sodium est le sodium de sel de l'acide sulfurique . Quand anhydre, ce est un solide blanc cristallin de formule Na 2 SO 4 connu sous le nom min??ral th??nardite; la d??cahydrat?? Na 2 SO 4 ?? 10H 2 O a ??t?? connu comme le sel de Glauber ou, historiquement, mirabilis sal depuis le 17??me si??cle. Un autre solide est l'heptahydrate, qui se transforme en mirabilite lorsqu'il est refroidi. Avec une production annuelle de 6.000.000 tonnes, ce est un grand produit chimique de base.
Le sulfate de sodium est utilis?? principalement pour la fabrication de d??tergents et dans le Proc??d?? Kraft de papier la r??duction en p??te. Environ les deux tiers de la production mondiale est de mirabilite, le naturel min??ral sous forme de d??cahydrate, et le reste ?? partir de sous-produits de des proc??d??s chimiques tels que l'acide chlorhydrique production.
Histoire
L'hydrate de sulfate de sodium est connu comme le sel de Glauber apr??s le n??erlandais / allemand chimiste et apothicaire Johann Rudolf Glauber (1604-1670), qui l'a d??couvert en 1625 dans l'eau de source autrichienne. Il l'a appel?? mirabilis sal (sel miraculeuse), en raison de ses propri??t??s m??dicinales: les cristaux ont ??t?? utilis??s comme un objectif g??n??ral laxatif, alternatives jusqu'?? plus sophistiqu??s est n??e dans les ann??es 1900.
Au 18??me si??cle, le sel de Glauber a commenc?? ?? ??tre utilis?? comme mati??re premi??re pour la la production industrielle de carbonate de sodium ( carbonate de sodium), par r??action avec de la potasse ( le carbonate de potassium). La demande de carbonate de soude et de l'offre accrue de sulfate de sodium d?? augmenter en ligne. Par cons??quent, dans le dix-neuvi??me si??cle, la grande ??chelle Proc??d?? Leblanc, production de sulfate de sodium synth??tique comme un interm??diaire cl??, est devenu la principale m??thode de production de carbonate de soude.
PROPRIETES physiques et chimiques
Le sulfate de sodium est chimiquement tr??s stable, non r??actif vers plus ou l'oxydation d'agents r??ducteurs ?? des temp??ratures normales. A des temp??ratures ??lev??es, il peut ??tre converti en sulfure de sodium par r??duction carbothermique:
- Na 2 SO 4 + 2 C → Na 2 S + 2 CO 2
Acide-base
Le sulfate de sodium est un neutre sel qui forme des solutions aqueuses avec un pH de 7. La neutralit?? de ces solutions refl??te le fait que le sulfate est d??riv?? formellement de l'acide fort de l'acide sulfurique . En outre, l'ion Na +, avec seulement une seule charge positive, polarise que faiblement ses ligands d'eau. Le sulfate de sodium r??agit avec l'acide sulfurique pour donner le sel d'acide le bisulfate de sodium:
- Na 2 SO 4 + H 2 SO 4 ⇌ 2 NaHSO 4
Le la constante d'??quilibre de ce processus d??pend de la concentration et la temp??rature.
??change de solution et de l'ion
Le sulfate de sodium a des caract??ristiques inhabituelles de solubilit?? dans l'eau. Sa solubilit?? dans l'eau augmente plus que d??cupl?? entre 0 ?? C ?? 32,384 ?? C, o?? elle atteint un maximum de 497 g / L. ?? ce stade, la courbe de solubilit?? change la pente et la solubilit?? devient presque ind??pendante de la temp??rature. Cette temp??rature ?? 32,384 ?? C, correspondant ?? la sortie de l'eau cristalline et la fusion du sel hydrat??, sert de r??f??rence pr??cise de la temp??rature de thermom??tre ??talonnage.
Le sulfate de sodium est un exemple typique ionique sulfate, contenant des ions Na + et SO 4 2- ions. L'existence de sulfate en solution est indiqu??e par la formation facile de sulfates insolubles lorsque ces solutions sont trait??es avec Ba 2+ ou Pb 2+ sels:
- Na 2 SO 4 + BaCl 2 → 2 NaCl + BaSO 4
Le sulfate de sodium affiche une tendance mod??r??e pour former les sels doubles. Le seul aluns form??s avec des m??taux trivalents sont communs NaAl (SO 4) 2 (instable au-dessus de 39 ?? C) et NACR (SO 4) 2, ?? la diff??rence de le sulfate de potassium et du sulfate d'ammonium qui forment de nombreux aluns stables. Les sels doubles avec d'autres sulfates de m??taux alcalins sont connus, y compris Na 2 SO 4 ?? 3K 2 SO 4 qui se produit naturellement comme le min??ral glas??rite. Formation de glas??rite par r??action de sulfate de sodium avec le chlorure de potassium a ??t?? utilis?? comme la base d'un proc??d?? de production sulfate de potassium, un engrais . Autres sels doubles comprennent 3Na 2 SO 4 ?? CaSO 4, 3Na 2 SO 4 ?? MgSO 4 ( vanthoffite) et NaF ?? Na 2 SO 4.
Structure
Cristaux sont constitu??s de [Na (OH 2) 6] + ions avec g??om??trie mol??culaire octa??drique, comme on le voit depuis plusieurs sels de sulfate m??tallique. Ces cations sont li??s aux anions sulfates par des liaisons hydrog??ne. Les distances sont Na-O 240 h. Deux mol??cules d'eau par unit?? de formule ne sont pas coordonn??s ?? Na +. Cristalline du sulfate de sodium d??cahydrat?? est ??galement inhabituel parmi les sels hydrat??s ?? avoir une mesurable entropie r??siduelle (entropie au z??ro absolu ) de 6,32 J ?? K -1 ?? mol -1. Ce est attribu??e ?? sa capacit?? de distribuer de l'eau beaucoup plus rapidement par rapport ?? la plupart des hydrates.
Production
La production mondiale de sulfate de sodium, principalement sous la forme de la d??cahydrat?? se ??l??ve ?? environ 5,5 ?? 6.000.000 tonnes par an (Mt / a). En 1985, la production ??tait de 4,5 Mt / a, la moiti?? provenant de sources naturelles, et la moiti?? de la production chimique. Apr??s 2000, ?? un niveau stable jusqu'en 2006, la production naturelle ??tait pass?? ?? 4 Mt / a, et la production chimique a diminu?? ?? 1,5 ?? 2 Mt / a, avec un total de 5,5 ?? 6 Mt / a. Pour toutes les applications, produite naturellement et le sulfate de sodium produit chimiquement sont pratiquement interchangeables.
L'industrie chimique
Environ un tiers de sulfate de sodium dans le monde est produit comme sous-produit d'autres processus dans l'industrie chimique. La plupart de cette production est chimiquement inh??rente au processus primaire, et seulement marginalement ??conomique. Par l'effort de l'industrie, par cons??quent, la production de sulfate de sodium comme sous-produit est en d??clin.
La plus importante production de sulfate de sodium pendant chimique est l'acide chlorhydrique production, soit ?? partir de chlorure de sodium (sel) et l'acide sulfurique , dans la Proc??d?? Mannheim, ou ?? partir de le dioxyde de soufre dans le Proc??d?? Hargreaves. Le sulfate de sodium r??sultant de ces proc??d??s sont connus en tant que g??teau de sel.
- Mannheim: 2 NaCl + H 2 SO 4 → 2 HCl + Na 2 SO 4
- Hargreaves: 4 NaCl + 2 SO 2 + O 2 + 2 H 2 O → 4 HCl + 2 Na 2 SO 4
La deuxi??me grande production de sulfate de sodium sont les proc??d??s o?? l'acide sulfurique est exc??dent neutralis?? par l'hydroxyde de sodium , telle qu'elle est appliqu??e sur une grande ??chelle dans la production de rayonne. Cette m??thode est ??galement une pr??paration de laboratoire appliqu??e r??guli??rement et pratique.
- 2 (NaOH aq) + H 2 SO 4 (aq) → Na 2 SO 4 (aq) + 2 H 2 O ( l )
En laboratoire, il peut ??galement ??tre synth??tis?? ?? partir de la r??action entre bicarbonate de sodium et sulfate de magn??sium.
- 2NaHCO 3 + MgSO 4 → Na 2 SO 4 + Mg (OH) 2 + 2CO 2
Autrefois, le sulfate de sodium est ??galement un sous-produit de la fabrication de le dichromate de sodium, o?? l'acide sulfurique est ajout?? ?? une solution de chromate de sodium formant du dichromate de sodium ou l'acide chromique par la suite. Alternativement, le sulfate de sodium est ou a ??t?? form?? dans la production de le carbonate de lithium, des agents ch??latants, le r??sorcinol, l'acide ascorbique, la silice , les pigments de l'acide nitrique et le ph??nol .
Sulfate de sodium en vrac est g??n??ralement purifi?? via le formulaire de d??cahydrat??, puisque la forme anhydre a tendance ?? attirer fer compos??s et compos??s organiques . La forme anhydre est facilement produit ?? partir de la forme hydrat??e par le r??chauffement douce.
Sulfate de sodium sous-produit majeur producteurs de 50-80 Mt / a en 2006 comprennent Elementis Chromium (industrie de chrome, Castle Hayne, NC, ??tats-Unis), Lenzing AG (200 Mt / a, industrie de la rayonne, Lenzing, Autriche), Addiseo (anciennement Rhodia, l'industrie de la m??thionine, Les Roches-Roussillon, France), Elementis (industrie de chrome, Stockton-on-Tees, Royaume-Uni), Shikoku Chemicals (Tokushima, Japon) et Visko-R (industrie de la rayonne, la Russie).
Applications
industries des produits de base
Avec les prix am??ricains ?? 30 $ la tonne en 1970, en 2006 jusqu'?? 90 $ la tonne pour la qualit?? de g??teau de sel et 130 $ pour de meilleures notes, le sulfate de sodium est un mat??riau tr??s pas cher. L'utilisation est plus grand comme charge dans la maison poudre buanderie d??tergents, consommant environ. 50% de la production mondiale. Cette utilisation est en d??clin en tant que consommateurs domestiques sont de plus en plus optent pour compacter ou de d??tergents liquides qui ne contiennent pas de sulfate de sodium.
Une autre utilisation anciennement majeur pour le sulfate de sodium, notamment aux ??tats-Unis et au Canada, est dans le Proc??d?? kraft pour la fabrication de la p??te de bois. Organics pr??sents dans la ??liqueur noire?? de ce processus sont br??l??s pour produire de la chaleur, n??cessaire pour conduire le r??duction de sulfate de sodium ?? sulfure de sodium. Cependant, ce processus est remplac?? par des processus nouveaux; utilisation de sulfate de sodium dans les ??tats-Unis et de l'industrie canadienne des p??tes a baiss?? de 1,4 Mt / a en 1970 ?? seulement env. 150 000 tonnes en 2006.
Le verre industrie fournit une autre application importante pour le sulfate de sodium, en tant que deuxi??me plus grande application en Europe. Le sulfate de sodium est utilis?? en tant que agent de clarification, pour aider ?? ??liminer les petites bulles d'air de verre fondu. Il fluidifie le verre, et emp??che la formation d'??cume du verre fondu au cours du raffinage. L'industrie du verre en Europe a consomm?? 1970-2006 une ??curie 110 000 tonnes par an.
Le sulfate de sodium est important dans la fabrication de textiles , en particulier au Japon, o?? elle est la plus grande demande. Le sulfate de sodium contribue ?? "nivellement", r??duire les charges n??gatives sur les fibres de sorte que les colorants peuvent p??n??trer uniform??ment. Contrairement ?? la solution de chlorure de sodium , il ne se corrode pas la des r??cipients en acier inoxydable utilis??s dans la teinture. Cette application au Japon et des ??tats-Unis consomm?? en 2006 environ 100 000 tonnes.
Stockage thermique
La capacit?? de stockage de chaleur dans le changement de phase de l'??tat solide ?? l'??tat liquide, et la temp??rature de changement de phase avantageuse de 32 ?? C (90 ?? F) rend ce mat??riau particuli??rement appropri?? pour le stockage de la chaleur solaire de bas grade pour plus tard dans les applications de chauffage des locaux. Dans certaines applications, le mat??riau est incorpor?? dans tuiles thermiques qui sont plac??s dans un grenier tandis que dans d'autres applications, le sel est incorpor?? dans les cellules entour??es par l'eau chauff??e par le soleil. Le changement de phase permet une r??duction importante de la masse de mati??re n??cessaire pour le stockage de chaleur efficace (la chaleur de fusion du sulfate de sodium d??cahydrat?? est 25,53 kJ / mole ou environ 19 cal / g), avec l'avantage suppl??mentaire d'une consistance de temp??rature ?? long mat??riau que suffisante dans la phase appropri??e est disponible.
Applications ?? petite ??chelle
Au laboratoire, le sulfate de sodium anhydre est largement utilis?? comme un gaz inerte agent de s??chage, pour ??liminer les traces d'eau ?? partir de solutions organiques. Il est plus efficace, mais plus lente ?? action, que l'agent similaire sulfate de magn??sium. Ce est seulement efficace inf??rieure ?? environ 30 ?? C, mais il peut ??tre utilis?? avec une vari??t?? de mat??riaux car il est relativement inerte chimiquement. Le sulfate de sodium est ajout?? ?? la solution jusqu'?? ce que les cristaux se agglutinent plus ensemble; les deux clips vid??o (voir ci-dessus) montrent comment les cristaux se agglutinent quand encore humide, mais certains cristaux circuler librement une fois un ??chantillon est sec.
Le sel de Glauber, le d??cahydrate, a ??t?? historiquement utilis?? en tant que laxatif. Il est efficace pour l'??limination de certains m??dicaments tels que l'ac??taminoph??ne ?? partir du corps, par exemple, apr??s un surdosage.
En 1953, le sulfate de sodium a ??t?? propos?? de chaleur dans le stockage passif syst??mes de chauffage solaire. Cette m??thode tire parti de ses propri??t??s de solubilit?? inhabituelles, et la forte chaleur de cristallisation (78,2 kJ / mol).
D'autres utilisations pour le sulfate de sodium comprennent des fen??tres de d??givrage, dans assainisseurs de tapis, fabrication d'amidon, et en tant qu'additif pour l'alimentation du b??tail.
Derni??rement, le sulfate de sodium a ??t?? trouv?? efficace pour dissoudre tr??s finement galvanis?? or du microm??tre qui se trouve dans le mat??riel ??lectrolytique d'or sur les produits ??lectroniques tels que les pins et autres connecteurs et commutateurs. Il est plus s??r et moins cher que les autres r??actifs utilis??s pour la r??cup??ration de l'or, avec peu d'int??r??t pour les effets ind??sirables ou des effets sur la sant??.
Au moins une entreprise, ThermalTake, rend un tapis de refroidissement ordinateur portable (iXoft de Notebook Cooler) en utilisant du sulfate de sodium d??cahydrat?? l'int??rieur d'un pad en plastique matelass??. Le mat??riau tourne lentement au liquide et recircule, temp??rature d'??galisation portable et agissant comme un isolant.
S??curit??
Bien que le sulfate de sodium est g??n??ralement consid??r?? comme non toxique, il doit ??tre manipul?? avec soin. La poussi??re peut causer de l'asthme temporaire ou une irritation des yeux; ce risque peut ??tre ??vit?? en utilisant des lunettes de protection et un masque de papier. Transport ne est pas limit??e, et ne Phrase de risque ou Phrase de s??curit?? se applique.
