سولفات سدیم

سود-گرانول
سود گرانول
مرداد ۱, ۱۳۹۷
سولفات-آلومینیوم
سولفات آلومینیوم
مرداد ۱, ۱۳۹۷

سولفات سدیم چیست

سولفات سدیم که با نام سولفات سودا هم شناخته می شود ترکیبی معدنی با فرمول Na2SO4 و چند هیدرات است. همه انواع آنها جامدات سفید رنگ محلول در آب هستند. دکاهیدارت ها محصول شیمیایی اصلی است که تولید سالیانه ۶ میلیون تن را دارد. مصرف عمده این ماده در شوینده ها و فرآیند کرافت خمیر کردن کاغذ است.

سدیم سولفات در برابر اکثر عوامل کاهنده و اکسایش دهنده در دمای معمولی پایدار و واکنش ناپذیر است. در دمای بالا این ماده می‌تواند با یک واکنش کروترمال (carbothermal) به سولفید سدیم تبدیل شود.

Na2SO4 + H2SO4 → Na2S + 2CO2

سدیم سولفات یک نمک طبیعی است که محلول آبی دارای PH هفت است. خنثی بودن این نمک نشان می‌دهد که سولفات از اسید قوی سولفوریک اسید تشکیل شده است. علاوه بر این، یون Na+ تنها با یک بار مثبت به میزان اندکی لیگاند های آب که با آن پیوند داده‌اند را قطبی می‌کند. سولفات سدیم با اسید سولفوریک واکنش می دهد و تولید اسید نمکی سدیم بی سولفات می‌کند.

Na2SO4 + H2SO4 → ۲NaHSO4

ثابت تعادل این واکنش وابسته به غلظت واکنشگر ها و دما می‌باشد.

سولفات-سدیم

اَشکال

  • سدیم سولفات بدون آب که نام دیگر آن تناردیت است ماده ای نادر می باشد که به عنوان عامل خشک کننده در سنتز های آلی از آن استفاده می شود.
  • سولفات سدیم ۵ آبه که یک فرم بسیار نادر است.
  • سولفات سدیم ۷ آبه که نام دیگر آن دکاهیدرات است.
  • سولفات سدیم ۱۰ آبه که به عنوان یک ماده طبیعی میرابیلیتی (mirabilite) شناخته می‌شود و به طور گسترده در صنایع شیمیایی استفاده می شود که به آن نمک گلابر و هپتاهیدرات هم می‌گویند.

تاریخچه

سولفات سدیم ده آبه به افتخار جان رادلف گلابر با نام نمک گلابر شناخته می شود. تا پیش از ۱۹۰۰ و وارد شدن داروهای جایگزین سولفات سدیم به عنوان یک ماده مسهل استفاده می شده است. از قرن هجدهم، نمک گلابر به عنوان ماده خام در تولید کربنات سدیم یا سودا اش با واکنش پتاس (کربنات پتاسیم) مورد مصرف قرار گرفت. با توجه به افزایش درخواست کربنات سدیم در قرن نوزدهم پروژه عظیم لبلانس (Leblanc) شروع به تولید سولفات سدیم به عنوان یک ماده حد واسط کلیدی کرد و این روش تبدیل به روش اصلی تولید سودا اش گردید.

محلول ها و تبادل یونی

انحلال پذیری سولفات سدیم در آب به صورت غیر عادی است. حلالیت آن در آب در دمای صفر تا ۳۲٫۳۸۴ درجه سانتی گراد به بیش از ۱۰ برابر یعنی به g/100 ml 49.7 می رسد. در این نقطه منحنی حلالیت تغییر شکل می‌دهد و سپس حلالیت مستقل از زمان می‌شود. دمای ۳۲٫۳۸۴ درجه سانتی‌گراد دمایی است که در آن آب های کریستالی آزاد شده و نمک هیدراته شروع بزرگ شدن می کند.

سولفات سدیم حاصل یک پیوند یونی الکترواستاتیکی معمولی شامل یون های سدیم و یون SO42- (سولفات) است. وجود سولفات در محلول حاکی از به راحتی ایجاد شدن سولفات های نامحلول باریم و سرب است.

Na2SO4 + BaCl2 → ۲NaCl + BaSO4

سولفات سدیم یک تمایل نسبی برای تشکیل نمک های دوگانه از خود نشان می دهد. تنها آلوم های به دست آمده از فلزات سه ظرفیتی عبارتند از NaAl(SO4)2 (دردمای بالای ۳۹ درجه سانتی گراد ناپایدار است) و NaCr(SO4)2 که در مقایسه با آلوم های حاصل از سولفات پتاسیم و سولفات آمونیوم که پایداری زیادی دارند کمتر پایدار هستند. نمک های دوگانه با برخی سولفات های فلزات آلکالی  دیگر مثل Na2SO4·۳K2SO4  نیز شناخته شده‌اند که به صورت طبیعی گلاسریت معدنی (سولفات پتاسیم معدنی) به وجود می‌آید.

تشکیل  گلاسریت با واکنش سدیم سولفات و پتاسیم کلرید به عنوان اساس روش تشکیل سولفات پتاسیم به عنوان یک کود شیمیایی حائز اهمیت است. از دیگر نمک های دوگانه می توان به ۳Na2SO4·CaSO4 و ۳Na2SO4·MgSO4  و NaF·Na2SO4 اشاره کرد.

ساختار

کریستال های این ماده شامل یون های [Na(OH2)6] با هندسه مولکولی اکتاهدرال هستند. این لبه های مشترک اکتاهدرال ۸ مولکول آب از ۱۰ مولکول هستند که دوتای دیگر فاصله دار هستند و با سولفات پیوند هیدروژنی داده اند. این کاتیون ها از طریق پیوند هیدروژنی با آنیون های سولفات پیوسته‌اند. طول پیوند Na-O، ppm 240 است. کریستال های سولفات سدیم دکاهیدرات نیز در میان نمک های هیدراته با داشتن آنتروپی باقیمانده قابل اندازه گیری (آنتروپی در صفر مطلق) عدد ۶٫۳۲ J·K−۱·mol−۱ است. که ثابت نمی‌کند این ماده بسیار سریع تر از سایر هیدرات ها آب را توزیع می کند.

فروش-سولفات-سدیم

سولفات سدیم املاح

تولید سولفات سدیم

تولید جهانی سدیم سولفات که تقریباً بیشتر آن به شکل دکاهیدرات است سالیانه ۵٫۵ تا ۶ میلیون تن می باشد. در سال ۱۹۸۵ تولید سالیانه ۴٫۵ میلیون تومان بود که نیمی از آن از منابع طبیعی و نیمی از تولید شیمیایی بود. پس از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۰۶ در یک سطح ثابت، تولید از منابع طبیعی به ۴ میلیون تن افزایش یافت و تولید شیمیایی به ۱٫۵ الی ۲ میلیون تن کاهش یافت و کل تولید ۵٫۵ تا ۶ میلیون تن شد. برای همه کاربرد ها، سولفات سدیم طبیعی و شیمیایی قابل جایگزینی است.

سولفات سدیم بدون آب در محیط های خشک به صورت تناردیت به وجود می آید. این نوع سولفات سدیم در محیط مرطوب به تدریج میرابیلیته می شود. سولفات سدیم در گلابریت که نوعی ماده معدنی سولفات سدیم کلسیم وجود دارد. سولفات سدیم میرابیلیته از هر دو نوع دیگر فراوانی بیشتری دارد.

حدود یک سوم سولفات سدیم در جهان به عنوان محصول جانبی دیگر فرایند های شیمیایی تولید می شود. بیشتر این تولیدات از فرایند اولیه جدایی ناپذیر بوده و سود جزیی دارند و تلاش های زیادی در راستای به حداقل رساندن تولید این ماده به عنوان محصول جانبی شده است.

مهمترین تولید سولفات سدیم به صورت شیمیایی در فرآیند تولید هیدروکلریک اسید اتفاق می‌افتد. هم از سدیم کلرید و اسید سولفوریک در فرآیند مانهیم (mannheim) و هم از سولفوریک اسید در فرآیندها هارگریوس (Hargreaves). محصول این فرآیند ها سولفات سدیم به صورت کیک نمکی است.

Mannheim: 2 NaCl + H2SO4 → ۲ HCl + Na2SO4

Hargreaves: 4 NaCl + 2 SO2 + O2 + 2 H2O → ۴ HCl + 2 Na2SO4

دومین فرایند اصلی سولفات سدیم فرایندی که در آن هیدروکسید سدیم اضافی با اسید سولفوریک خنثی می‌شود و در مقیاس‌های بزرگ در تولید باتری آن پارچه ریون استفاده می شود. در آزمایشگاه های عمومی می توان آماده سازی آن را انجام داد.

۲ NaOH+ H2SO4 → Na2SO4(aq) + 2 H2O

در آزمایشگاه می‌توان با واکنش بین سدیم بی کربنات و سولفات منیزیم، سولفات سدیم را سنتز کرد.

۲NaHCO3 + MgSO4 → Na2SO4 + Mg(OH)2 + 2CO2

در گذشته سولفات سدیم محصول جانبی فرایند تولید سدیم دی کرومات بوده است. در این واکنش سولفوریک اسید به محلول کرومات سدیم اضافه می‌شود تا دی کرومات سدیم و یا در پی آن اسید کرومیک حاصل شود. همچنین سولفات سدیم در پروسه تولید لیتیوم کربنات، رزورسینول، رنگدانه های سیلیکا، اسید نیتریک و فنول نیز تولید می شود.

سدیم سولفات توده ای (bulk) معمولا با تشکیل دکاهیدرات خالص سازی می شوند زیرا فرم بدون آب تمایل به جذب ترکیبات آهن و ترکیبات آلی دارد. فرم بدون آب به راحتی با حرارت ساده به فرم هیدراته تبدیل می‌شود.

کاربرد های سولفات سدیم

  • عمده مصرف سولفات سدیم در تولید پودر لباس شویی است که حدود ۵۰ درصد تولید جهانی آن را در بر می گیرد. تقاضای جهانی پودر لباس شویی در حال حرکت به سمت استفاده از شوینده های فشرده (مانند قرص های لباس شویی) و مایعات است که سولفات سدیم را در بر نمی گیرد.
  • از دیگر مصارف عمده آن در گذشته در فرآیند کرافت در تولید خمیر چوب بوده است. مواد آلی موجود در لاک سیاه (black liquor) در این فرآیند برای تولید گرما سوزانده می شود و در این میان سولفات سدیم به سولفید سدیم تبدیل می‌شود. با این وجود به دلیل توجه به پیشرفت ها در کاربردهای گرمایی فرآیند بازیافت کرافت در اوایل دهه ۱۹۶۰ میلادی روش های موثر تری جهت بازیابی گوگرد به وجود آمد و نیاز به سولفات سدیم به تدریج کاهش یافت.
  • صنایع شیشه سازی از دیگر مصرف کنندگان عمده سدیم سولفات هستند. سولفات سدیم در این صنعت به عنوان یک عامل نرم کننده عمل می کند که ذرات زیر حباب های هوا را از شیشه مذاب می زداید. این ماده باعث سیال شدن شیشه شده و از تشکیل کف بر روی مذاب شیشه در حین پالایش آن جلوگیری می کند.
  • سولفات سدیم در تولید منسوجات و پارچه نیز اهمیت دارد. سولفات سدیم به همسان سازی و کاهش بار منفی بر روی پارچه کمک می‌کند به طوری که رنگ‌ها می‌توانند به صورت یکنواخت در پارچه نفوذ کنند. سولفات سدیم در فرایند رنگرزی پارچه و لباس خوردگی ایجاد نمی کند.

سایر کاربرد ها

در آزمایشگاه سولفات سدیم بدون آب به طور گسترده به عنوان یک عامل خشک کننده ی خنثی برای جذب مقادیر جزئی آب از محلول های آلی استفاده می شود. این ماده کارایی بالا ولی سرعت کمی نسبت به سولفات منیزیم دارد. این ماده تنها در زیر ۳۰ درجه کارایی دارد ولی به دلیل خنثی بودن آن می‌تواند با رنج گسترده ای از مواد به کار رود. سدیم سولفات به محلول اضافه می شود تا وقتی که کریستال ها گلوله نشود.

نمک گلوبر، دکاهیدرات از گذشته تا کنون به عنوان مسهل استفاده می شده است و همچنین برای پاکسازی برخی دارو های نظیر استامینوفن از بدن در هنگام اوردوز به کار گرفته می شده است.

در سال ۱۹۵۳ سولفات سدیم برای انبارش گرمایی در سیستم های حرارتی خورشیدی غیرفعال پیشنهاد شد و خواص حلالیت غیرعادی آن و حرارت بالای کریستال شدن آن سودمند واقع شد.

دیگر مصارف سولفات سدیم به عبارتند از زدودن یخ زدگی از شیشه پنجره ها، تولید نشاسته، افزودنی در نو کردن فرش و در خوراک دام.

شرکت Thermaltake یک پد خنک کننده لپ تاپ ساخته است که این ماده در پد های پلاستیکی در آن قرار داده شده است. این ماده به آرامی مایعات را جذب و با کمک به گردش مایعات دمای لپ تاپ را متعادل نگه می دارد و همانند یک عایق عمل می کند.

ایمنی

با وجود این می‌خوانید با وجود اینکه سولفات سدیم عمدتاً به عنوان یک ماده غیر سمی در نظر گرفته می شود ولی بایستی احتیاط لازم در نظر گرفته شود. گرد و غبار آن باعث تنگی نفس خفیف و یا حساسیت و خارش چشم می شود که با عینک ایمنی و ماسک کاغذی می توان از آن جلوگیری کرد. جابجایی و حمل و نقل آن محدودیتی ندارد و هیچ خطری ندارد.

فروش سولفات سدیم

ما همواره در تلاش ایم تا مناسب ترین قیمت سولفات سدیم را در اختیار تولید کنندگان و مصرف کنندگان بگذاریم. جهت استعلام قیمت با کارشناسان ما تماس حاصل بفرمایید.

خرید سولفات سدیم

برای خرید سولفات سدیم همواره می توانید با کارشناسان فروش تماس حاصل بفرمایید.