Natri sunfat: Công thức, tính chất, cấu trúc, ứng dụng

Natri sunfat (muối disodium của axit sulfuric, disodium tetraoxidosulfate, soda sulfate, muối Glauber, thenardite, mirabilite) là hợp chất vô cơ có công thức Na ₂ SO ₄ và hydrat liên quan của nó. Tất cả các dạng là chất rắn màu trắng hòa tan cao trong nước.

Nó được coi là một trong những sản phẩm hóa học chính được bán trên thị trường. Sản lượng trên toàn thế giới của nó (hầu như chỉ ở dạng decahydrate) lên tới khoảng 6 triệu tấn mỗi năm.

Thenardite là khoáng chất natri sunfat khan được sản xuất trong môi trường bốc hơi khô cằn, trong các hang động khô, trong các hoạt động khai thác cũ dưới dạng sủi bọt và như một lớp trầm tích xung quanh fumarole.

Nó được mô tả lần đầu tiên vào năm 1825 tại Salinas Espartinas (Ciempozuelos, Madrid, Tây Ban Nha) và được đặt tên là thenardita để vinh danh nhà hóa học người Pháp Louis Jacques Thénard (1777-1826).

Nhà hóa học và nhà bào chế người Hà Lan / Đức Johann Rudolf Glauber (1604-1670) được phát hiện vào năm 1625, trong nước của một con suối Áo, natri sunfat decahydrate (sau này gọi là muối Glauber). Ông gọi nó là muối mirabilis (muối thần kỳ), do tính chất dược liệu của nó.

Từ năm 1650 đến 1660, Glauber bắt đầu sản xuất natri sunfat từ muối thông thường (NaCl) và axit sunfuric đậm đặc. Quá trình này được coi là sự khởi đầu của ngành hóa chất.

Các tinh thể của nó đã được sử dụng như một thuốc nhuận tràng cho đến thế kỷ 20.

Vào thế kỷ thứ mười tám, phản ứng của muối Glauber với kali (kali cacbonat) bắt đầu được sử dụng trong sản xuất công nghiệp tro soda (natri cacbonat).

Nó hiện đang được sử dụng chủ yếu để sản xuất chất tẩy rửa và trong quy trình Kraft để sản xuất bột giấy (phương pháp chủ yếu trong sản xuất giấy).

Tiền gửi khoáng chất natri sulfat được tìm thấy ở Hoa Kỳ, Canada, Tây Ban Nha, Ý, Thổ Nhĩ Kỳ, Romania, Mexico, Botswana, Trung Quốc, Ai Cập, Mông Cổ và Nam Phi.

Các nhà sản xuất chính là Trung Quốc (các tỉnh Giang Tô và Tứ Xuyên), tiếp theo là Tây Ban Nha, nơi có trữ lượng glauberite lớn nhất thế giới (tại Cerezo de Río Tirón, Burgos).

Tổng sản lượng natri sunfat tự nhiên trên thế giới ước tính vào khoảng 8 triệu tấn và là sản phẩm phụ của các quá trình công nghiệp khác trong khoảng từ 2 đến 4 Mt.

Ở Tây Ban Nha, theo thông tin được công bố trong Bản kiểm kê quốc gia về tài nguyên natri sunfat và các dữ liệu cập nhật khác, ước tính trữ lượng khoáng chất natri sunfat theo thứ tự là 730 Mt được liệt kê là "trữ lượng" và 300 Mt được gọi là "tài nguyên khác" .

Tại Liên minh châu Âu, Tây Ban Nha hiện là quốc gia duy nhất có quặng natri sunfat (chủ yếu là Thenardite, Glauberite và Mirabilite).

Hiện tại có sự sụt giảm chung về nhu cầu natri sunfat trong lĩnh vực dệt may.

Trong những năm gần đây, các lĩnh vực khác như chất tẩy rửa đã trải qua một số tăng trưởng, ở một số khu vực nhất định, do giá thấp làm nguyên liệu thô.

Các thị trường mở rộng chính cho chất tẩy rửa natri sunfat được tìm thấy ở châu Á, Trung Mỹ và Nam Mỹ.

Công thức

Cấu trúc 2D

Cấu trúc 3D

Các tính năng

Tính chất hóa lý

Natri sunfat thuộc nhóm phản ứng của các hợp chất natri và cũng thuộc nhóm sunfat, hydrogensulphat và disulfat.

Tính dễ cháy

Nó là một chất không cháy. Không có nguy cơ nổ bột của nó.

Khả năng phản ứng

Natri sulfat rất hòa tan trong nước và hút ẩm. Nó rất ổn định, không phản ứng đối với hầu hết các tác nhân oxy hóa hoặc khử ở nhiệt độ bình thường. Ở nhiệt độ cao, nó có thể được chuyển đổi thành natri sunfua bằng cách khử nhiệt.

Các chất không phản ứng hóa học được coi là không phản ứng trong các điều kiện môi trường điển hình (mặc dù chúng có thể phản ứng trong hoàn cảnh tương đối khắc nghiệt hoặc trong xúc tác). Chúng có khả năng chống oxy hóa và khử (trừ trong điều kiện khắc nghiệt).

Phản ứng hóa học nguy hiểm

Khi nhôm được hợp nhất với natri hoặc kali sunfat, một vụ nổ dữ dội xảy ra.

Độc tính

Các chất không phản ứng hóa học được coi là không độc hại (mặc dù các chất khí trong nhóm này có thể hoạt động như chất gây ngạt).

Mặc dù natri sulfat thường được coi là không độc hại, nhưng nó phải được xử lý cẩn thận. Bột có thể gây hen suyễn hoặc kích ứng mắt tạm thời. Nguy cơ này có thể tránh được thông qua việc sử dụng bảo vệ mắt và mặt nạ giấy.

Công dụng

Các ứng dụng chính của nó là trong sản xuất:

bột giặt.
bột giấy
dệt may
kính
tổng hợp enzyme (làm rượu vang).
thức ăn cho người và động vật.
dược phẩm.
hóa học cơ bản nói chung.
quá trình thép.
Bột giặt

Natri sulfat là một vật liệu rất rẻ. Công dụng lớn nhất của nó là làm chất độn trong các chất tẩy rửa gia dụng dạng bột, tiêu thụ khoảng. 50% sản lượng của thế giới. Các chất tẩy rửa nhỏ gọn hoặc lỏng mới không bao gồm natri sunfat, vì vậy việc sử dụng này đang giảm.

Một cách sử dụng natri sulfat khác đang giảm dần về tầm quan trọng, đặc biệt là ở Hoa Kỳ. và Canada, đang trong quá trình sản xuất bột giấy. Những tiến bộ trong hiệu quả nhiệt của quá trình, làm giảm đáng kể nhu cầu về natri sunfat.

Ngành công nghiệp thủy tinh cung cấp một ứng dụng quan trọng khác cho natri sunfat. Đây là ứng dụng lớn thứ hai ở châu Âu. Natri sunfat được sử dụng để giúp loại bỏ bọt khí nhỏ từ thủy tinh nóng chảy.

Tại Nhật Bản, ứng dụng lớn nhất của natri sunfat là trong sản xuất hàng dệt may. Natri sunfat giúp thuốc nhuộm thấm đều vào các sợi và không ăn mòn các vật chứa bằng thép không gỉ được sử dụng trong nhuộm (không giống như natri clorua, là phương pháp thay thế).

Natri sunfat đặc biệt thích hợp để lưu trữ nhiệt mặt trời chất lượng thấp (để giải phóng sau này trong các ứng dụng sưởi ấm) do khả năng lưu trữ nhiệt cao trong quá trình chuyển pha từ rắn sang lỏng, được đưa ra ở 32 ° C .

Đối với các ứng dụng làm mát, hỗn hợp với muối thông thường natri clorua (NaCl) làm giảm nhiệt độ nóng chảy xuống 18 ° C.

Trong phòng thí nghiệm, natri sulfat khan được sử dụng rộng rãi như một chất làm khô trơ, để loại bỏ dấu vết của nước từ các dung dịch hữu cơ. Hoạt động của nó chậm hơn so với magiê sunfat, nhưng nó có thể được sử dụng với nhiều loại vật liệu vì nó khá trơ về mặt hóa học.

Natri sulfate decahydrate (muối Glauber) trong lịch sử được sử dụng như thuốc nhuận tràng. Nó có hiệu quả để loại bỏ một số loại thuốc như acetaminophen (acetaminophen) khỏi cơ thể sau khi dùng quá liều.

Các ứng dụng khác cho natri sunfat bao gồm, sử dụng làm phụ gia trong sản xuất chất làm sạch thảm, làm phụ gia trong thức ăn gia súc và sản xuất tinh bột.

Tác dụng lâm sàng

Đối với các ứng dụng điều trị của nó, natri sulfat thuộc nhóm thuốc nhuận tràng muối và cathartic được sử dụng trong điều trị táo bón.

Chất muối cathartics là muối giữ lại chất lỏng trong ruột do tác động thẩm thấu của muối không được hấp thụ, tạo ra sự gia tăng nhu động gián tiếp.

Thuốc muối mặn được hấp thu kém qua đường tiêu hóa, do đó, độc tính toàn thân là không thể trừ khi một lượng lớn đã được ăn vào. Tuy nhiên, phơi nhiễm lớn có thể gây mất nước và thay đổi chất điện giải thứ phát do tác dụng thẩm thấu của hợp chất.

Lạm dụng thuốc nhuận tràng mãn tính có thể xảy ra ở những bệnh nhân bị rối loạn ăn uống, hội chứng Munchausen hoặc rối loạn thực tế. Nhìn chung, bệnh nhân bị buồn nôn, nôn và tiêu chảy liên quan đến chuột rút bụng. Những ảnh hưởng nghiêm trọng có thể bao gồm mất nước, hạ huyết áp, tăng natri máu và bất thường điện giải.

Bảo mật và rủi ro

Các tuyên bố nguy hiểm của Hệ thống hài hòa toàn cầu về phân loại và ghi nhãn các sản phẩm hóa học (SGA).

Hệ thống hài hòa toàn cầu để phân loại và dán nhãn hóa chất (SGA) là một hệ thống được quốc tế đồng ý, do Liên Hợp Quốc tạo ra để thay thế các tiêu chuẩn phân loại và ghi nhãn khác nhau được sử dụng ở các quốc gia khác nhau thông qua việc sử dụng các tiêu chí toàn cầu nhất quán (Liên hợp quốc Hoa, 2015).

Các nhóm nguy hiểm (và chương tương ứng của GHS), các tiêu chuẩn phân loại và ghi nhãn và các khuyến nghị cho natri sunfat như sau (Cơ quan Hóa chất Châu Âu, 2017, Liên Hợp Quốc, 2015, PubChem, 2017):