Сульфат натрия: описание, получение, реакции, применение

Сульфат натрия – это неорганическое соединение, сернокислая соль натрия. Вещество применяется во многих сферах. В пищевой промышленности зарегистрирована, как пищевая добавка Е514, относится к классу эмульгаторов и стабилизаторов, является регулятором кислотности среды. Активно применяется в химической промышленности, при производстве моющих средств, стиральных порошков, используется как осушитель в лабораторных условиях. Вещество обладает слабым слабительным действием, поэтому на его основе создают препараты для очищения кишечника при запорах.

Сульфат натрия в виде порошка

Что такое сульфат натрия, формула

Сульфат натрия – это натриевая соль серной кислоты – среднюю соль, включающую натрий (Na+) и кислотный остаток (SO42-). Химическая формула вещества:

Na2SO4

Атомы соединены ионной связью.

Молекула и структурная формула сульфата натрия

Молекула и структурная формула сульфата натрия

Безводный сульфат натрия можно найти в природе в виду тенардита – минерала, состоящего из оксида натрия (Na2O) и ангидрида серной кислоты (SO3) в процентном соотношении 43,7 % и 56,3%. Кристаллы таблитчатой формы, бесцветные, иногда беловатые, желтоватые, серые или отливают коричневым. Обладают стеклянным блеском, иногда более ярким, жирным, высоко прозрачные, иногда с красноватым отблеском. Нетвёрдые, твёрдость по шкале Мооса 2-3, хрупкие, рассыпчатые. Тенардит проявляет высокую гигроскопичность, содержит примеси брома, калия, хрома. Минерал в комнатных условиях поглощает влагу из воздуха, покрываясь белой коркой кристаллогидрата сульфата натрия.  При длительном хранении рассыпается в порошок.

Месторождения распространены в Казахстане, на Урале, в Челябинской области, в США, в частности в штате Калифорния. Встречается минерал в глубине гор, выпадает на дне усыхающих солёных озёр.

Обводнённые соединения натриевой соли серной кислоты в природе встречаются в виде мирабилитов: Na2SO4 · H2O. Декагидрат по химическому составу содержит Na2O – 19,3%, SO3 – 24,8 %, H2O – 55,9%. Глауберова соль представляет собой соединение коротких волокнистых кристаллов, имеющих призматическую форму. Кристаллы белого цвета с матовым блеском, прозрачные, отличаются низкой плотностью и крайне низкой твёрдостью по шкале Мооса – 1,5, это один из самых лёгких минералов в мире.

Основные месторождения глауберовой соли находятся на территории Канады, Грузии, Туркмении. Встречается он также в Германии, Чехии. В России распространён в Западной Сибири, а также в Астраханской области. Залежи обнаруживают, как правило, в морской воде, минеральных водах, солёных озёрах.

В природе сульфат натрия можно встретить в составе минералов двойных солей:

  • астраханит – комплекс водного сульфата натрия и магния Na2SO4 MgSO4 · 4H2O;
  • глауберит – соединение сульфата натрия и кальция Na2SO4 CaSO4.

В чистом виде сульфат натрия имеет вид бесцветных кристаллов низкой плотности, без запаха, но с характерным горько-солёным вкусом. Иногда может быть порошкообразным, с беловатым или сероватым цветом. Хорошо растворяется в воде, при этом происходит выделение тепла, реакция растворения экзотермическая. Не растворим в органических растворителях, в том числе в спирте. При повышении температуры окружающей среды до +32 °С начинает поглощать воду из воздуха, образуя кристаллогидрат, водную соль.

Реакции с сульфатом натрия и химические свойства

Химические свойства вещества обусловлены наличием щелочноземельного металла в составе, проявляющего основные свойства, а также группировкой, представленной остатком серной кислоты.  Способен вступать в реакцию с фтором:

Na2SO4 + F2 → 2NaF + SO2F2 + O2

Реакция протекает при нагревании до 120 °С, при этом выделяется кислород, образуется фторид натрия и оксофторид серы. Из простых соединений сернокислый натрий вступает в реакцию с водородом с выделением воды и сульфида натрия:

Na2SO4 + 4H2 → Na2S + 4H2O

Из сложных веществ сульфат натрия вступает в реакцию с гидроксидом бария, образуя едкий натр, а также сульфат бария в виде осадка белого цвета:

Na2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4↓ + 2NaOH

В твёрдом виде сульфат натрия реагирует с серной кислотой, формируется комплексная кислая соль, гидросульфат натрия:

Na2SO4 + H2SO4 → 2NaHSO4

В ходе реакции происходит образование метабисульфита натрия. Сульфат натрия вступает во взаимодействие с другими солями, в частности с хлоридами:

Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + NaCl

Нерастворимая соль бария выпадает в осадок, образуется поваренная соль. Данная реакция является качественной, индикаторной для определения наличия сульфатов в растворе.

Получение и производство

В лабораторных условиях сульфат натрия получают путём различных химических реакций. Его синтезируют с помощью приливания к серной кислоте едкой щёлочи:

H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + H2O

Другой способ заключается в нагревании среды до 600-700 °С, при котором производят сплавление бисульфата натрия с хлоридом натрия:

NaHSO4 + NaCl → Na2SO4 + HCl

Побочным продуктом реакции является соляная кислота. При добавлении к твёрдому хлориду натрия серной кислоты в условиях кипения также формируется сульфат натрия, но хлороводород выделяется в виде паров:

2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑

При нагревании кристаллического сульфида натрия в кислородной среде до 400 °С можно получить сульфат натрия

Na2S + O2 → Na2SO4

Реакция обработки сульфида натрия концентрированной перекисью водорода:

Na2S + 4H2O2 → Na2SO4+ 4H2O

В промышленности применят добычу сульфата из природного сырья: минералов тенардита, астраханита, глауберита, мирабилита. При этом используется технология выпаривания и плавления. В реактор поступает сырьё, которое плавят при температуре 60 °С. Расплавленный раствор содержит молекулы сульфата натрия, он поступает на центрифугирование (разделение на составные части), а затем в выпариватель, где высушивается. Затем происходит многократная кристаллизация до очищения вещества.

Другой способ – получение сернокислого натрия из раствора расплавленного минерала путём внесения в него солей-реагентов. Процесс состоит из нескольких этапов:

  1. Плавление минерала в реакторе.
  2. В раствор вносят высаливающие агенты: поваренная соль или другие смешанные соли. Температура на этом этапе составляет порядка 60-65 °С.
  3. Жидкость сгущают.
  4. Масса поступает в фильтраторы, где побочные продукты отфильтровываются и сбрасываются.
  5. Раствор промывается и поступает на центрифугу.
  6. Центрифугированная часть подаются в сушилки, где кристаллизуется и лишается влаги. На выходе получается готовый продукт.

Ранее в промышленности применяли сплавление хлорида натрия с серной кислотой при температуре свыше 600 °С в специализированных «сульфатных печах». Сегодня методика практически не используется, т.к. отличается излишней дороговизной, сложностью в обслуживании и контроле, сопряжена с работой с опасными реагентами – серной и соляной кислотами. Минерального сырья достаточно для насыщения рынка сульфатом натрия.

Полезные свойства

Сульфат натрия полезен для организма, поскольку благоприятно воздействует на желудочно-кишечный тракт. Соль хорошо всасывается и усваивается, она раздражает гладкую мускулатуру кишечника, стимулируя сократительную активность. Это необходимо при атонии кишки, когда сокращений недостаточно для проталкивания пищевого комка и каловых масс. Сернокислый натрий оказывает влияние на осмотическое давление в полоски кишечника, он вытягивает воду, т.к. обладает высокой гигроскопичностью. За счёт этого кал становится менее твёрдым, облегчается дефекация при запорах.

Раствор сульфата натрия в воде применяют для детоксикации при отравлении солями бария. Попадая в желудок, происходит взаимодействие между веществами, натриевая соль серной кислоты нейтрализует соли бария.

Вещество применяют при производстве смесей для промывания носа наряду с другими солями. Оно вытягивает слизь, способствуя увлажнению носовой полости и удалению болезнетворных микроорганизмов.

Вред

Сульфат натрия может быть опасным при превышении допустимых дозировок употребления. При проглатывании большого количества данной соли появляется тошнота, диарея, головокружение, снижение артериального давления, а также боли в животе.

При соблюдении инструкции по применению препараты на основе сернокислого натрия не наносят вреда организму. В составе продуктов питания пищевая добавка Е514 находится в очень малых количествах, поэтому никак не влияет на здоровье.

Применение

Сульфат натрия применяется в различных сферах. В производстве продуктов питания пищевая добавка Е514 используется в качестве антиокислителя, эмульгатора и антислёживающего агента. В косметологии и химической промышленности вещество применяется для увеличения пенности и улучшения очищающих свойств. Широкое применение соль нашла в стекольном производстве, цветной металлургии, текстильной и кожевенной промышленности. Сернокислый натрий используется в медицине как слабительное и промывающее средство.

Применение сульфата натрия в пищевой промышленности

В пищевой отрасли добавка Е514 проявляет свойства регулирования кислотного состава среды. Она предотвращает закисление продукта, стабилизирует водородный показатель. Вещество применяется как эмульгатор. Внесение его в состав обеспечивает формирование стабильной, не расслаивающееся структуры. Благодаря сульфату натрия можно смешивать трудносовмещаемые продукты. Из-за неприятного солоноватого вкуса применение пищевой добавки ограничено.

Применение сульфата натрия в косметологии и химической промышленности

В косметологии сульфат натрия применяется для стабилизации структуры кремов и масок, а также для нормализации водородного показателя интимного мыла, средств для умывания для нежной кожи. С помощью внесения добавки можно контролировать кислотность косметики.

В шампунях сернокислый натрий усиливает пенообразование, способствует бережному очищению волос и кожи головы. Не провоцирует выпадение волос, а также аллергии и появления перхоти.

В химической промышленности сульфат натрия – это распространённое вещетво, необходимое для осушения растворов. Оно эффективно и быстро впитывает излишки воды. Натриевая соль серной кислоты также является компонентом стиральных порошков и моющей продукции. В растворе она усиливает действие поверхностно-активных веществ, повышая отстирывающую и отбеливающую способность порошка. При этом она не выпадает в осадок, не формирует нерастворимых комочков и не окрашивает одежду.

Сульфат натрия – это незаменимый компонент в процессе производства сульфатной целлюлозы. Большинство производимой в мире целлюлозы выпускается с помощью обработки сульфатами. В стекловарении сернокислый натрий осветляет стекло, делает его более гладким и прозрачным.

Применение сульфата натрия в медицине

Сульфат натрия входит в состав слабительных средств и антидотов. Его применяют при следующих клинических состояниях:

  • хронические запоры;
  • отравление тяжёлыми металлами;
  • интоксикация солями бария;
  • пищевые отравления;
  • в составе комплексной антипаразитарной терапии.

Благодаря способности натриевой соли серной кислоты к стимуляции гладкой мускулатуры кишечника происходит мягкое устранение запоров. Физиологических механизм связан с повышением осмотического давления при постепенном всасывании в кишечнике и насыщении цитоплазмы клеток солью. Эффект после приёма слабительного наблюдается через четыре часа.

Сульфат натрия – это компонент порошка для промывания носовых проходов. В состав входит несколько видов солей, в том числе хлорид натрия. Горький вкус вещества при этом не имеет значения, поэтому оно может использоваться без ограничений. Сульфат абсорбирует молекулы воды, происходит отделение лишней слизи, с которой удаляются бактерии и погибшие иммунные клетки.

Тип пищевой добавки, класс опасности и токсичности, хранение

Пищевая добавка Е514 относится к эмульгаторам, стабилизаторам и антислёживающим агентам. Она также применяется как антиокислитель. Сульфат натрия относится к 4 классу опасности – малоопасные вещества. Не токсичен для организма при приёме допустимых доз, при передозировке вызывает тошноту, рвоту, боль в животе, гипотонию, головокружение.

Пищевая добавка Е514 необходимо хранить при температуре не выше +25 °С, в помещении с влажностью, не превышающей 50%, в герметично закрытой таре, в месте, недоступным для солнечного света. Комната для хранения должна быть вентилируемой. Температурный режим воздуха не должен опускаться ниже 0 °С. Срок годности составляет 3 года с даты изготовления.

Где купить и сколько стоит

Сернокислый натрий продаётся заводами-производителями и отличается низкой стоимостью. Цена 1 кг добавки составляет от 17 до 125 рублей. Фирмы продают вещество оптом от 25 кг. Препараты сульфата натрия продаются в аптеке, стоит порядка 80-90 рублей.

Заключение

Сульфат натрия – это неорганическая натриевая соль серной кислоты. Она добывается из природных минералов и применяется во многих сферах. Основная сфера применения – химическая промышленность, вещество вносят в состав стиральных порошков, моющих средств. Вещество применяют в качестве осушающего реагента, для осветления стекла. В медицине сульфат натрия – это слабительное и антитоксическое средство, в пищевой промышленности Е515 применяется для регуляции кислотности продуктов, предотвращения слёживания, образования комочков.

Читайте также:

Сайт предоставляет информацию в справочных целях, только для ознакомления. Поставить диагноз и назначить адекватное лечение может только врач! Медикаменты и народные средства должны назначаться специалистом, так как имеют противопоказания и побочные действия! Посещение и консультации квалифицированного специалиста строго обязательны!
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Поделитесь
Читать еще

Увеличение дохода или большая прибыль: 5 знаков зодиака должен ожидать денежный успех в конце мая 2022 года

Пять зодиакальных представителей в конце мая 2022 года ждут прекрасные перспективы в жизни. К ним могут прийти материальное процветание...

Как удержать рядом с собой мужчин определенных знаков зодиака

На что готова пойти женщина, чтобы сохранить отношения с мужчиной? Конечно же, это зависит от того, как сильно она...

Идеальная пара для знаков зодиака: какая она, согласно звездам

Искать свою половинку можно всю жизнь. Находить, ошибаться, расставаться и снова искать, не понимая, что же не так. Возможно,...

Непроницаемая маска: 4 знака зодиака, которые обычно тщательно скрывают истинные чувства

В большинстве случаев люди стараются доверять друг другу и миру в целом. Однако не всегда такое отношение заканчивается хорошо...

И в шутку, и всерьез: астрологи рассказали об особенностях девушек по знаку зодиака

Красивые и очень красивые, умные и очень умные, а также непредсказуемые и таинственные… Кто поймет эту женскую логику? Но...

Огромные деньги и везение: до конца мая 2022 года 5 знаков зодиака должна посетить большая удача

До конца мая 2022 года Фортуна обязательно улыбнется пяти представителям зодиака. Им повезет во многих сферах жизни. Этим знакам...

На каких знаках зодиака мужчины, как правило, не хотят жениться

К сожалению, как бы мужчина ни любил женщину, иногда он не хочет вести ее под венец. Возможно, она не...
0 Комментария

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Adblock
detector