Получение сульфата натрия всеми способами

Сульфат натрия: способы получения и химические свойства

Сульфат натрия — соль щелочного металла натрия и серной кислоты. Белый. Плавится и кипит без разложения. Хорошо растворяется в воде (гидролиз не идет).

Относительная молекулярная масса Mr = 142,04; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,66; t_пл = 884º C; t_кип = 1430º C.

Способ получения

1. В результате взаимодействия разбавленной серной кислоты и гидроксида натрия образуется сульфат натрия и вода:

2. При температуре 450–800º C гидросульфат натрия реагирует с хлоридом натрия. В результате реакции образуется сульфат натрия и хлороводородная кислота:

NaHSO₄ + NaCl = Na₂SO₄ + HCl

3. В состоянии кипения в результате реакции между твердым хлоридом натрия и концентрированной серной кислотой происходит образование сульфата натрия и газа хлороводорода:

4. Твердый сульфид натрия и кислород взаимодействуют при температуре выше 400º C с образованием сульфата натрия:

5. При взаимодействии концентрированного раствора пероксида водорода и сульфида натрия образуется сульфат натрия и вода:

Качественная реакция

Качественная реакция на сульфат натрия — взаимодействие его с хлоридом бария, в результате реакции происходит образование белого осадка , который не растворим в азотной кислоте:

1. При взаимодействии с хлоридом бария , сульфат натрия образует сульфат бария и хлорид натрия:

Химические свойства

1. Сульфат натрия может реагировать с простыми веществами :

1.1. Сульфат натрия реагирует со фтором при температуре 100–150º C. При этом образуются фторид натрия, сульфурилфторид и кислород:

1.2. С водородом сульфат натрия реагирует при температуре 550–600º C, в присутствии катализатора Fe₂O₃ с образованием сульфида натрия и воды:

2. Сульфат натрия вступает в реакцию со многими сложными веществами :

2.1. Сульфат натрия реагирует с гидроксидом бария с образованием гидроксида натрия и сульфата бария:

2.2. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой твердый сульфат натрия образует гидросульфат натрия:

2.3. Сульфат натрия реагирует с оксидом серы (VI) . Взаимодействие сульфата натрия с оксидом серы (VI) приводит к образованию пиросульфата натрия:

2.4. Сульфат натрия взаимодействует с хлоридом бария . При этом образуются хлорид натрия и сульфат бария:

Источник

Сульфат натрия, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Сульфат натрия, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

Сульфат натрия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Na₂SO₄.

Краткая характеристика сульфата натрия:

Сульфат натрия – неорганическое вещество белого цвета.

Химическая формула сульфата натрия Na₂SO₄.

Сульфат натрия – неорганическое химическое соединение, соль серной кислоты и натрия.

Хорошо растворяется в воде . Растворим также в глицерине, метаноле, этаноле. Не растворим в ацетоне.

Безводный Na₂SO₄ устойчив выше температуры 32,384 °C , ниже этой температуры в присутствии воды образуется кристаллогидрат Na₂SO₄·10H₂O.

Сульфат натрия существует в трех модификациях (α, β и γ). α-модификация сульфата натрия имеет ромбическую сингонию. β-модификация сульфата натрия также имеет ромбическую сингонию. γ-модификация имеет гексагональную сингонию. α-модификация переходит в β-модификацию при температуре 185 С о , β-модификация переходит γ-модификацию при 241 С о .

Сульфат натрия не токсичен, пожаро- и взрывобезопасен. Пылевоздушная смесь сульфата натрия не взрывоопасна.

В земной коре сульфат натрия находится в свободном чистом состоянии, в форме кристаллогидратов, а также в составе двойных солей.

Сульфат натрия в чистом состоянии широко распространён в природе в виде минерала тенардит.

Сульфат натрия образует с водой кристаллогидраты. Их формула Na₂SO₄·nH₂O, где n может быть 1, 7 или 10. Кристаллогидрат Na₂SO₄·10H₂O известен как минерал мирабилит (глауберова соль). Данный десятиводный кристаллогидрат сульфата натрия впервые обнаружен химиком И. Р. Глаубером в составе минеральных вод.

Двойные соли сульфат натрия образует с сульфатами ряда металлов , к которым, к примеру, относятся природные минералы астраханит Na₂SO₄·MgSO₄·4H₂O и глауберит Na₂SO₄·CaSO₄.

В пищевой промышленности используется 2 типа сульфата натрия:

– добавка Е514(i) – сульфат натрия (Sodium sulphate) с химической формулой Na₂SO₄;

– добавка Е514(ii) – гидросульфат натрия (Sodium hydrogen sulphate) с химической формулой NaHSO₄.

Физические свойства сульфата натрия:

Наименование параметра:	Значение:
Химическая формула	Na2SO4
Синонимы и названия иностранном языке	sodium sulfate (англ.)

натрий сернокислый (рус.)

тенардит (рус.) Тип вещества неорганическое Внешний вид бесцветные ромбические кристаллы Цвет бесцветный, белый Вкус соленый Запах без запаха Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 3 2680 Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 3 2,68 Температура кипения, °C 1429 Температура плавления, °C 884 Гигроскопичность гигроскопичен Молярная масса, г/моль 142,04 Растворимость в воде (25 o С), г/100 г 27,9

Получение сульфата натрия:

Промышленный способ получения сульфата натрия заключается в разработке его месторождений в природе.

В лаборатории сульфат натрия получается в результате следующих химических реакция:

1. 1. взаимодействия сульфата магния и карбоната натрия :

1. 2. взаимодействия оксида натрия и оксида серы:

1. 3. взаимодействия сульфита натрия и пероксида водорода:

1. 4. взаимодействия гидросульфата натрия и гидроксида натрия :

1. 5. взаимодействия сульфата лития и карбоната натрия:

1. 6. взаимодействия оксида серы и гидроксида натрия:

1. 7. и иных реакций.

Источник

Сульфат натрия

Характеристики и физические свойства сульфата натрия

Кристаллизуется из водных растворов с десятью молекулами воды (Na₂SO₄×10H₂O) и в таком виде называется глауберовой солью по имени немецкого врача и химика И.Р. Глаубера, который первым получил её действием серной кислоты на хлорид натрия.

Рис. 1. Сульфат натрия. Внешний вид.

Таблица 1. Физические свойства сульфата натрия.

Плотность (20 o С), г/см 3

Температура плавления, o С

Растворимость в воде (20 o С), г/100 мл

Получение сульфата натрия

Основной промышленный способ получения сульфата натрия мало чем отличается, от того, что использовал И.Р. Глаубер, когда впервые получил эту соль. Реакция обмена между серной кислотой и хлоридом натрия, проводимая при нагревании до 500 o С в специальной печи:

Кроме этого сульфат натрия встречается в природе в виде минерала тенардита (безводный) и мирабилита (гидрат).

Химические свойства сульфата натрия

В водном растворе сульфат натрия диссоциирует на ионы:

Твердый сульфат натрия взаимодействует с концентрированнойсерной кислотой

Вступает в реакции обмена с кислотными оксидами (1), гидроксидами (2) и солями (3):

Сульфат натрия восстанавливается водородом (4) и углеродом (5):

Применение сульфата натрия

Безводный сульфат натрия применяется для изготовления стекла. Раньше эту соль использовали в качестве одного из составляющих стиральных порошков и другим моющих средств. Кроме этого сульфат натрия нашел применение в текстильной промышленности, кожевенном деле, производстве цветных металлов, а также в химическом анализе.

Примеры решения задач

Задание	Вычислите объем кислорода, выделяющийся при образовании сульфата натрия по реакции взаимодействии пероксида натрия массой 47,5 г с раствором серной кислоты.
Решение	Уравнение реакции имеет следующий вид:

Рассчитаем количество моль пероксида натрия (молярная масса равна 78 г/моль):

Согласно уравнению реакции n (Na₂O₂) : n (O₂) = 2: 1. Значит,

Тогда, объем выделяющегося кислорода будет равен:

V (O₂) = 0,305 × 22,4 = 6,832л.

Ответ Объем кислорода равен 6,832 л.

Задание

Вычислите количество теплоты, выделяющейся при образовании сульфата натрия из пероксида натрия массой 7,5 г и оксида серы (IV). Термохимическое уравнение реакции имеет следующий вид:

Решение Запишем еще раз термохимическое уравнение реакции:

Согласно уравнению реакции, в неё вступили 1 моль пероксида натрия и 1 моль оксида серы (IV). Рассчитаем массу пероксида натрия по уравнению, т.е. теоретическую массу (молярная масса – 78 г/моль):

Тогда, количество теплоты, выделяющейся в ходе реакции взаимодействия между пероксидом натрия и оксидом серы (IV) равно:

Q_prac = 654,4 × 7,5/ 78 = 62,92 кДж.

Источник

Сульфат натрия

Сульфат натрия
Общие
Систематическое наименование	сульфат натрия, натрий сернокислый
Химическая формула	Na2SO4
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	белые гигроскопичные кристаллы
Отн. молек. масса	142,04 а. е. м.
Молярная масса	142,04 г/моль
Плотность	2,68 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	884 °C
Энтальпия образования (ст. усл.)	−1387,9 кДж/моль
Химические свойства
Растворимость в воде	19,2 (20 °C), 42,3 (100 °C)
Классификация
Рег. номер CAS	7757-82-6

Содержание

Свойства

Бесцветные кристаллы. Безводный Na₂SO₄ устойчив выше температуры 32,384 °C, ниже этой температуры в присутствии воды образуется кристаллогидрат Na₂SO₄·10H₂O.

Нахождение в природе

В природе безводный сульфат натрия встречается в виде минерала тенардита. Кристаллогидрат Na₂SO₄·10H₂O образует минерал мирабилит (глауберову соль). Встречаются также двойные соли сульфата натрия с другими сульфатами, например астраханит Na₂SO₄·MgSO₄·4H₂O, глауберит Na₂SO₄·CaSO₄. Значительные количества сульфата натрия содержатся в рапе и донных отложениях солёных озёр хлорид-сульфатного типа и заливе Кара-Богаз-Гол. В них при понижении температуры идёт реакция:

В России крупнейшим производителем природного сульфата натрия является компания ОАО «Кучуксульфат» — 600 тыс. тонн в год.

Получение

Промышленный способ получения сульфата натрия — взаимодействие NaCl с H₂SO₄ в специальных «сульфатных» печах при 500—550 °C; одновременно получается соляная кислота.

В настоящее время такой способ практически не используется, так как имеются достаточно большие запасы природного сырья. Также сульфат натрия получается как отход (не имеющий запаха) в производстве хромпика.

Применение

В мире большое количество сульфата натрия использовались ранее при производстве синтетических моющих средств, однако во многих странах в последние годы произошёл переход на концентрированные (компактные) стиральные порошки, в которых сульфат либо не используется, либо используется в небольших количествах.

Второе по количеству применение сульфата натрия — стекольное производство. Также это вещество используют для получении сульфатной целлюлозы, в текстильной, кожевенной промышленности и в цветной металлургии.

В медицине и ветеринарии ранее широко использовался в качестве солевого слабительного средства, применяется также как компонент в средствах для промывания носа.

В небольших количествах сульфат натрия находит применение в химических лабораториях — в качестве обезвоживающего средства. Несмотря на то, что он обезвоживает органические растворители медленнее, чем сульфат магния, многие предпочитают именно это средство по двум причинам: дешево и легко отфильтровывать.

Зарегистрирован в качестве пищевой добавки E514.

Источник