Seidel Oil

Le sulfate de sodium

Histoire
L'hydrate de sulfate de sodium est connu comme le sel de Glauber après le chimiste néerlandais / allemand et apothicaire Johann Rudolf Glauber (16041670), qui a découvert qu'il 1625 en eau de source autrichienne. Il la nomma mirabilis sal (sel miraculeux), en raison de ses propriétés médicinales: les cristaux ont été utilisés comme un laxatif à usage général, jusqu'à ce que alternatives plus sophistiquées a vu le jour dans les années 1900.
Au 18ème siècle, le sel de Glauber a commencé à être utilisé comme matière première pour la production industrielle de carbonate de soude (carbonate de sodium), par réaction avec de la potasse (carbonate de potassium). La demande de soude a augmenté et l'offre de sulfate de sodium a dû augmenter en ligne. Par conséquent, dans le dix-neuvième siècle, le procédé Leblanc, la production de sulfate de sodium de synthèse comme un intermédiaire clé, est devenu la principale méthode de production de carbonate de soude.
Les propriétés physiques et chimiques
Le sulfate de sodium est chimiquement très stable, être réactif plus vers agents oxydants ou réducteurs à des températures normales. A haute température, il peut être réduit en sulfure de sodium. Il s'agit d'un sel neutre, qui forme de solutions aqueuses avec pH de 7. La neutralité de ces solutions reflète le fait que Na2SO4 est dérivé, formellement parlant, de l'acide sulfurique acide fort et un hydroxyde de sodium solide base. sulfate de sodium réagit avec le une quantité équivalente d'acide sulfurique pour obtenir une concentration d'équilibre du bisulfate de sodium sel d'acide:
Na2SO4 (aq) + H2SO4 (aq) 2 NaHSO4 (aq)
En fait, l'équilibre est très complexe, selon la concentration et la température, avec des sels acides présence des autres.
sulfate de sodium est un sulfate de type ionique, contenant des ions Na + et des ions SO42. Les solutions aqueuses peuvent produire des précipités lorsqu'ils sont combinés avec des sels de Ba2 + ou Pb 2 +, qui forment sulfates insolubles
Na2SO4 (aq) + BaCl2 (aq) 2 NaCl (aq) + BaSO4 (s)
Le sulfate de sodium a des caractéristiques de solubilité dans l'eau inhabituelle. Sa solubilité augmente plus que décuplé entre 0 ° C à 32,384 C, où elle atteint un maximum de 49,7 g par Na2SO4 100 g d'eau. À ce stade, la courbe de solubilité des changements de pente, et la solubilité devient presque indépendante de la température. Cette température à 32,384 C, correspondant à la sortie d'eau de cristallisation et de fusion du sel hydraté, sert de référence pour l'étalonnage précis de la température du thermomètre.
Sulfate de sodium décahydraté est également inhabituel chez les sels hydratés en ayant une entropie résiduelle mesurable (entropie au zéro absolu) de 6,32 JK-1 mol-1. Ceci est attribué à sa capacité à distribuer de l'eau beaucoup plus rapidement par rapport à la plupart des hydrates.
Le sulfate de sodium affiche une tendance modérée à former des sels doubles. Les aluns seulement formés avec des métaux communs trivalent sont NaAl (SO4) 2 (instable au-dessus 39 ° C) et NaCr (SO4) 2, contrairement au sulfate d'ammonium et de sulfate de potassium qui forment de nombreux aluns stable. les sels doubles avec les sulfates des autres métaux alcalins sont connus, y compris Na2SO43K2SO4 qui se produit naturellement comme le glasérite minérales. Formation de glasérite par réaction de sulfate de sodium avec du chlorure de potassium a été utilisé comme la base d'un procédé de production de sulfate de potassium, un engrais. Autres sels doubles comprennent 3Na2SO4CaSO4, 3Na2SO4MgSO4 (vanthoffite) et NaFNa2SO4.
Production
La production mondiale de sulfate de sodium, principalement sous la forme de la décahydraté s'élève à environ 5,5 à 6 millions de tonnes par an (Mt / a). En 1985, la production a été de 4,5 Mt / a et demi, à partir de sources naturelles, et la moitié de la chimie de production. Après 2000, à un niveau stable jusqu'en 2006, la production naturelle était passé à 4 Mt / a, et la production chimique ont diminué de 1,5 à 2 Mt / a, avec un total de 5,5 à 6 Mt / a. Pour toutes les demandes, produit naturellement et du sulfate de sodium produites chimiquement sont pratiquement interchangeables.
Les sources naturelles
Deux tiers des la production mondiale de l'décahydraté (sel de Glauber) est de la mirabilite forme minérale naturelle, par exemple que l'on trouve dans les lits de lacs dans le sud de la Saskatchewan. En 1990, le Mexique et l'Espagne ont été principaux producteurs mondiaux de sulfate de sodium naturel (chacune d'environ 500.000 tonnes), avec la Russie, États-Unis et au Canada autour de 350.000 tonnes chacun. Les ressources naturelles sont estimées que plus de 1 milliard de tonnes.
Les principaux producteurs de 200,0001,500,000 tonnes / a en 2006 comprennent les minéraux Searles Valley (Californie, USA), Airborne minéraux industriels (Saskatchewan, Canada), Qumica del Rey (Coahuila, Mexique), Criaderos Minerales Y Derivados et Minera de Santa Marta, également connu sous le nom Grupo Crimidesa (Burgos, Espagne), FMC Foret (Tolède, Espagne), Sulquisa (Madrid, Espagne), et à Chengdu en Chine Tianquan chimique Sanlian (Sichuan), Hongze Groupe chimique Yinzhu (Jiangsu), Nafine Groupe de l'industrie chimique (Shanxi), et le Sichuan Province Chuanmei Mirabilite (Sichuan), et JSC Kuchuksulphat (kraï de l'Altaï, Sibérie, Russie).
sulfate de sodium anhydre se produit dans les milieux arides comme le thénardite minérales. Il se tourne lentement vers mirabilite dans l'air humide. Le sulfate de sodium se trouve aussi que glaubérite, un minéral de sulfate de calcium sodium. Les deux minéraux sont moins fréquents que mirabilite.
l'industrie chimique
A propos 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 inhérente au processus primaire, et seulement marginalement économiques. Par l'effort de l'industrie, par conséquent, la production de sulfate de sodium comme sous-produit est en baisse.
La production chimique la plus importante de sulfate de sodium est pendant chlorhydrique la production d'acide, soit à partir de chlorure de sodium (sel) et d'acide sulfurique, dans le processus de Mannheim, ou du dioxyde de soufre dans le processus de Hargreaves. Le sulfate de sodium résultant de ces procédés sont connus comme gâteau de sel.
Mannheim: 2 NaCl + H2SO4 2 HCl + Na2SO4
Hargreaves: 4 NaCl + 2 SO2 + O2 + 2 H2O 4 HCl + 2 Na2SO4
Le deuxième grand production de sulfate de sodium sont les procédés pour lesquels l'acide excédentaire sulfurique est neutralisé par l'hydroxyde de sodium, tel qu'il est appliqué sur une grande échelle dans la fabrication de la rayonne. Cette méthode est également régulièrement appliquée et pratique de laboratoire de préparation.
2 NaOH (aq) + H2SO4 (aq) Na2SO4 (aq) + 2 H2O (l)
Autrefois, du sulfate de sodium a été aussi un sous-produit de la fabrication de bichromate de sodium, où l'acide sulfurique est ajouté à la solution de chromate de sodium formant bichromate de sodium, ou par la suite l'acide chromique. Sinon, du sulfate de sodium est ou a été formé dans la production de carbonate de lithium, les agents chélateurs, le résorcinol, l'acide ascorbique, pigments de silice, l'acide nitrique, et le phénol.
En vrac du sulfate de sodium est généralement purifié via le formulaire de décahydraté, puisque la forme anhydre a tendance à attirer des composés du fer et de composés organiques. La forme anhydre est facilement produit à partir de la forme hydratée en chauffant doucement.
Major de sodium de sulfate de sous-produits producteurs de 5080 Mt / a en 2006 comprennent Elementis chrome (industrie du chrome, Castle Hayne, NC, USA), Lenzing AG (200 Mt / a industrie de la rayonne,, Lenzing, Autriche), Addiseo (anciennement Rhodia, l'industrie méthionine, Les Roches-Roussillon, France), Elementis (industrie du chrome, Stockton-on-Tees, Royaume-Uni), Shikoku Chemicals (Tokushima, Japon) et Visko-R (industrie de la rayonne, La Russie).
Applications
Sulfate de sodium utilisé pour le séchage d'un liquide organique. Voici former des amas, indiquant la présence d'eau dans le liquide organique.
En d'autres application de sulfate de sodium, le liquide peut être amené à sec, indiquée ici par l'absence d'agglutination.
industries des produits de base
Avec la tarification au Etats-Unis à 30 $ la tonne en 1970, en 2006, jusqu'à 90 $ par tonne pour la qualité de gâteau de sel et 130 $ pour de meilleures notes, du sulfate de sodium est un matériau très bon marché. La plus grande utilisation comme charge dans les détergents à lessive en poudre d'origine, environ la consommation. 50% de la production mondiale. Cette utilisation est en déclin en tant que consommateurs domestiques sont de plus en plus de passer à détergents compacts ou liquides qui ne contiennent pas de sulfate de sodium.
Un autre autrefois principale utilisation du sulfate de sodium, notamment aux Etats-Unis et au Canada, est en train de Kraft pour la fabrication de la pâte de bois. Organics présents dans la «liqueur noire» de ce processus sont brûlés à produire de la chaleur, nécessaire à la conduite de la réduction du sulfate de sodium en sulfure de sodium. Toutefois, ce processus est en cours remplacés par de nouveaux procédés, l'utilisation de sulfate de sodium aux Etats-Unis et de la pâte canadienne l'industrie a baissé de 1,4 Mt / a en 1970 à environ seulement. 150.000 tonnes en 2006.
L'industrie du verre offre une autre application importante de sulfate de sodium, en tant que deuxième application la plus importante en Europe. sulfate de sodium est utilisé comme agent de collage, pour aider à éliminer les bulles d'air petits à partir de verre fondu. Il flux du verre, et empêche la formation d'écume du verre fondu au cours raffinage. L'industrie du verre en Europe a été la consommation de 1970 à 2006 une stables 110.000 tonnes par an.
Le sulfate de sodium est important dans la fabrication de textiles, en particulier au Japon, où elle est la plus grande application. Le sulfate de sodium contribue à «nivellement», la réduction des charges négatives sur les fibres de sorte que les colorants peuvent pénétrer uniformément. Contrairement au chlorure de sodium alternative, il n'attaque pas les récipients en acier inoxydable utilisé dans la teinture. Cette application au Japon et aux USA consommé en 2006 environ 100.000 tonnes.
de stockage thermique
L' haute capacité de stockage de chaleur dans le changement de phase du solide au liquide, et la température de la phase avantageuse changement de 32 degrés Celsius (90 degrés Fahrenheit) rend ce matériau particulièrement approprié pour le stockage de chaleur de basse énergie solaire pour plus tard dans l'espace des applications de chauffage. Dans certaines applications, le matériel est incorporé dans les tuiles thermiques qui sont placés dans un grenier tandis que dans d'autres applications le sel est incorporé dans les cellules entourée d'eau solareated. Le changement de phase permet une réduction substantielle de la masse de la matière nécessaire pour le stockage de chaleur efficace (83 calories par gramme stockées sur le changement de phase, par rapport à une calorie par gramme et par degré Celsius utilisant uniquement l'eau), avec l'avantage supplémentaire d'une consistance de la température aussi longtemps que des éléments suffisants dans le phase appropriée est disponible.
applications à petite échelle
Dans le laboratoire, le sulfate de sodium anhydre est largement utilisé comme un agent inerte de séchage, pour éliminer les traces de l'eau à partir de solutions organiques. Il est plus efficace, mais plus lente à action, que le sulfate de magnésium agent similaires. Il n'est efficace que en dessous d'environ 30 C, mais il peut être utilisé avec une variété de matériaux car il est chimiquement assez inerte. Le sulfate de sodium est ajouté à la solution jusqu'à ce que les cristaux ne sont plus s'agglutiner, les deux clips vidéo (voir ci-dessus) montrent comment les amas de cristaux alors qu'il était encore humide, mais certains cristaux circuler librement une fois qu'un échantillon est sec.
le sel de Glauber, le décahydrate, a été historiquement utilisé comme laxatif. Il est efficace pour l'élimination de certains médicaments comme l'acétaminophène du corps, par exemple, après un surdosage.
En 1953, le sulfate de sodium a été proposé pour le stockage de chaleur dans des systèmes passifs de chauffage solaire. Cette méthode tire parti de ses propriétés de solubilité inhabituelle, et la forte chaleur de cristallisation (78,2 kJ / mol).
D'autres utilisations du sulfate de sodium incluent des fenêtres de dégivrage, dans assainisseurs pour tapis, amidonnerie, et comme additif alimentaire pour le bétail.
Dernièrement, du sulfate de sodium s'est avéré efficace dans la dissolution d'or micromètre très finement électrolytique que l'on trouve en or électrolytique du matériel sur les produits électroniques tels que des broches, et d'autres connecteurs et commutateurs. Il est plus sûr et moins cher que les autres réactifs utilisés pour la récupération de l'or, sans se soucier des effets indésirables ou effets sur la santé. [citation nécessaire]
Au moins une entreprise fabrique un tapis de refroidissement en utilisant un ordinateur portable sulfate de sodium décahydraté l'intérieur d'un coussinet en plastique matelassé. Le matériau se tourne lentement vers liquide que la chaleur de l'ordinateur portable est transféré. [citation nécessaire]
Sécurité
Bien que le sulfate de sodium est généralement considéré comme non toxique, il doit être manipulé avec précaution. La poussière peut causer de l'asthme temporaire ou une irritation des yeux; ce risque peut être évité en utilisant des lunettes de protection et un masque en papier. Le transport n'est pas limitée, et aucune Phrase de risque ou de la sécurité Phrase s'appliquent.
Références
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Liens externes
Sodium informations sulfate d'Airborne minéraux industriels
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Sodium composés
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