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硫酸钠是钠的重要化合物。 当无水时,它是式Na 2 SO 4的白色结晶固体。 十水合物Na2SO410H2O被称为格劳伯盐。硫酸钠虽然有许多其他用途,但主要用于制造洗涤剂和牛皮纸制浆牛皮纸工艺。 全球约有一半的产量来自十水合物的天然矿物质(芒硝),另一半则来自化学过程的副产品。无水硫酸钠是一种电解质补充剂,可用于等渗溶液中,因此给药不会干扰正常的电解质平衡,也不会导致水和离子的吸收或排泄。硫酸钠属于一种无机钠盐。
格劳伯(Glauber)的盐是十水合物,也被称为sal mirabilis,以约翰格劳伯(Johann Glauber)的名字命名,他在17世纪发现了它。 白色或无色晶体最初用作泻药。硫酸钠物理和化学特性
Na2SO4在化学上非常稳定,在常温下对大多数氧化剂或还原剂无反应。 在高温下,它可以还原为硫化钠。 它是一种中性盐,可形成pH值为7的水溶液。这种中性溶液反映了Na2SO4从形式上讲是由强酸(硫酸)和强碱(氢氧化钠)衍生而来的。硫酸钠与等量的硫酸反应,以使盐浓度的硫酸氢钠达到平衡浓度:
Na2SO4是一种典型的离子硫酸盐,包含Na +离子和SO42-离子。 当与Ba2 +或Pb2 +的盐结合形成水溶液时,它们会产生沉淀,形成不溶性硫酸盐:
硫酸钠在水中的溶解度特性异常,如下表所示3。 在0C至32.4C之间,其溶解度提高了十倍以上,每100克水最多溶解49.7克Na2SO4。 在这一点上,溶解度曲线改变斜率,并且溶解度变得几乎与温度无关。 在NaCl存在下,Na 2 SO 4的溶解度显着降低。 这种变化为在被动式太阳能加热系统中使用硫酸钠以及硫酸钠的制备和纯化提供了基础。
这种不一致性可以用水合作用来解释,因为32.4C对应于十水结晶(芒硝)转变为硫酸盐液相和无水固相的温度。硫酸钠的来源:
全世界十水合物(芒硝)的产量约一半来自天然矿物形态的芒硝,例如在萨斯喀彻温省南部的湖床中发现的。 1990年,墨西哥和西班牙是世界上天然硫酸钠的主要生产国(每个约50万吨),苏联,美国和加拿大也很重要(每个约35万吨)。
在干旱环境中,无水硫酸钠以芒硝矿物的形式存在,这种矿物比芒硝少见。 它在潮湿的空气中慢慢变成芒硝。硫酸钠的制造:
世界上约有一半的硫酸钠来自自然资源(见上文),而另一半则是其他过程的副产品。 其中最重要的是由氯化钠(盐)和硫酸(曼海姆法)生产盐酸,在这种情况下,Na2SO4被称为盐饼:
在美国和英国,Na2SO4是生产重铬酸钠的主要副产品。 Na2SO4的其他来源包括无数的过程,其中残留的硫酸被氢氧化钠中和。 此方法也是最方便的实验室制备方法。
散装硫酸钠通常通过十水合物形式纯化,因为无水形式往往会吸引铁化合物和有机化合物。 通过温和的加热容易从水合形式产生无水形式。硫酸钠的作用和用途
1995年,散装硫酸钠在美国的售价约为每吨70美元,这使其成为一种非常便宜的材料。如今,硫酸钠的最大用途可能是用作家庭洗衣粉中的填充剂。欧洲在2001年的Na2SO4总消费量约为160万吨,其中80%用于洗涤剂。但是,随着国内消费者越来越多地转向不包含化学药品的液体洗涤剂,这种使用正在逐渐减少。
Na2SO4的另一个主要用途(尤其是在美国)是在牛皮纸工艺中用于制造木浆。燃烧该过程中“黑液”中存在的有机物以产生热量,这是推动硫酸钠还原为硫化钠所需的热量。但是,此过程在某种程度上已被更新的过程所代替;美国纸浆工业中的Na2SO4使用量从1970年的98万吨下降到1990年的21万吨。
玻璃工业也为硫酸钠提供了另一个重要的应用,1990年在美国的硫酸钠消费量约为3万吨(占美国总消费量的4%)。它用作“澄清剂”,以帮助去除熔融玻璃中的小气泡。它还可以使玻璃助熔剂,并防止在精炼过程中形成玻璃熔体的浮渣。
硫酸钠在纺织品制造中很重要,特别是在日本。它有助于“流平”,减少纤维上的负电荷,使染料可以均匀渗透。与替代氯化钠不同,它不会腐蚀用于染色的不锈钢容器。
芒硝的十水合物以前被用作泻药。也有人提出将其用于被动式太阳能加热系统中的蓄热。6利用了非同寻常的溶解性(见上文)和高结晶热(78.2 kJ / mol)。硫酸钠的其他用途包括结霜窗,地毯清新剂,淀粉制造以及作为牛饲料的添加剂。在实验室中,无水硫酸钠被广泛用作有机溶液的惰性干燥剂。将Na2SO4添加到溶液中,直到晶体不再结块为止。硫酸钠的预防措施: