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  • 硫酸钠

    硫酸钠(Na2SO4)是硫酸根与钠离子化和生成的盐。硫酸钠溶于水且其水溶液呈中性。溶于甘油而不溶于乙醇。暴露于空气容易吸水生成十水合硫酸钠。在241℃时硫酸钠会转变成六方型结晶。纯度高且颗粒细的无水硫酸钠称为元明粉,十水合硫酸钠俗称芒硝。化工上用于制造硫化钠,硅酸钠等。工业上用于造纸,玻璃,印染,合成纤维,制革等。在有机合成实验室硫酸钠是一种最为常用的后处理干燥剂。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 硫酸钠 外文名: Sodium sulfate
    别名: 无水芒硝,无水硫酸钠 化学式: Na2SO4
    CAS号: 7757-82-6 外观: 无色透明晶体
    密度: 2.68 熔点: 884℃
    沸点: 1404℃
    分子量: 142.06 水溶性: 溶于水
    RTECS号: WE1650000 溶解性: 不溶于乙醇,溶于水,溶于甘油
    MDL号: MFCD00003504

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    制备方法/硫酸钠 编辑

    方法一(滩田法)
    硫酸钠硫酸钠
    利用自然界不同季节温度变化使原料液中的水分蒸发,将粗芒硝结晶出来。夏季将含有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、氯化镁等成分的咸水灌入滩田,经日晒蒸发,冬季析出粗芒硝。此法是从天然资源中提出芒硝的主要方法,工艺简单,能耗低,但作业条件差,产品中易混入泥砂等杂质。方法二(机械冷冻法)

    利用机械设备将原料液加热蒸发后冷冻至-5~-10℃时析出芒硝。与滩田法比较,此法不受季节和自然条件的影响。产品质量好,但能耗高。

    方法三(盐湖综合利用法)

    主要用于含有多种组分的硫酸盐-碳酸盐型咸水。在提取各种有用组分的同时,将粗芒硝分离出来。例如加工含碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硼化物及钾、溴、锂的盐湖水,可先碳化盐湖卤水,使碳酸钠转化成碳酸氢钠结晶出来;冷却母液至5~15℃,使硼砂结晶出来;分离硼砂后的二次母液冷冻至0~5℃,析出芒硝。

    其他方法

    可由硫酸和氢氧化钠反应制得。H2SO4+ 2NaOH→Na2SO4+ 2H2O。由天然产物萃取也可制得。

    还可用碳酸氢钠和硫酸反应制备:2NaHCO3+H2SO4→Na2SO4+2H2O+2CO2。

    在实验室可用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制取硫酸钠。2NaCl+H2SO4→2HCl↑+Na2SO4

    或用氢氧化钠与硫酸铜反应制备:2NaOH+CuSO4=====Na2SO4+Cu(OH)2↓

    在家庭中可用碳酸钠或碳酸氢钠与硫酸铜反应制得:

    2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3 ↓+ 2Na2SO4 +CO2↑

    4NaHCO3+2CuSO4=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+3CO2↑+H2O

    可采用滩田法、机械冷冻法、盐湖综合法。滩田法和机械冷冻法适于加工以Na、Mg、Cl、SO42-为主要成分的海水型盐水及其他各种芒硝矿。因低温下硫酸钠的溶解度急剧变小,根据水盐体系相平衡关系可以从卤水中分离出粗芒硝。[1]

    物理性质/硫酸钠 编辑

    硫酸钠硫酸钠
    外观与性状:单斜晶系,晶体短柱状,集合体呈致密块状或皮壳状等,无色透明,有时带浅黄或绿色,易溶于水。白色、无臭、有苦味的结晶或粉末, 有吸湿性。外形为无色、透明、大的结晶或颗粒性小结晶。

    结构:单斜、斜方或六方晶系。

    溶液:硫酸钠溶液为无色溶液。

    熔点:884℃ (七水合物于24.4℃转无水,十水合物为32.38℃,于100℃失10HO)

    沸点:1404℃相对密度: 2.68g/cm

    热力学函数(298.15K,100kPa):

    标准摩尔生成热ΔfHmθ(kJ·mol):-1387.1

    标准摩尔生成吉布斯自由能ΔfGmθ(kJ·mol^-1):-1270.2

    标准熵Smθ(J·mol^-1·K^-1): 149.6

    溶解性: 不溶于乙醇,溶于水,溶于甘油。

    其它性质:BaCl+NaSO=BaSO↓+2NaCl;硫酸钠是含氧酸的强酸强碱盐。

    溶解度:

    温度
    0℃
    10℃
    20℃
    30℃
    40℃
    50℃
    60℃
    70℃
    80℃
    90℃
    100℃
    溶解度
    4.9
    9.1
    19.5
    40.8
    48.8
    46.2
    45.3
    44.3
    43.7
    42.7
    42.5
    结晶水
    24°C以下7H 2 O
    32.4°C以下10H 2 O
    无水硫酸钠或1H 2 O

    化学性质/硫酸钠 编辑

    稳定性:稳定,不溶于强酸、铝、镁,吸湿。暴露于空气中易吸湿成为含水硫酸钠。241℃时转变成六方型结晶。高纯度、颗粒细的无水物称为元明粉。极易溶于水。有凉感。味清凉而带咸。在潮湿空气中易水化,转变成粉末状含水硫酸钠复盖于表面。无水芒硝产于含硫酸钠卤水的盐湖中,与芒硝、钙芒硝、泻利盐、白钠镁矾、石膏、盐镁芒硝、石盐、泡碱等共生;也可由芒硝脱水而成;火山喷气孔周围有少量产出。

    毒性:无毒

    毒理学数据:小鼠经口:LD50 5989mg/kg

    生态学数据:对水是稍微危害的,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。

    PH值:7,中性

    计算化学数据:

    1、 疏水参数计算参考值(XlogP):无

    2、 氢键供体数量:2

    3、 氢键受体数量:4

    4、 可旋转化学键数量:0

    5、 互变异构体数量:

    6、 拓扑分子极性表面积(TPSA):74.6

    7、 重原子数量:6

    8、 表面电荷:0

    9、 复杂度:81.3

    10、 同位素原子数量:0

    11、 确定原子立构中心数量:0

    12、 不确定原子立构中心数量:0

    13、 确定化学键立构中心数量:0

    14、 不确定化学键立构中心数量:0

    15、 共价键单元数量:2

    主要用途/硫酸钠 编辑

    1、化学工业用作制造硫化钠硅酸钠水玻璃及其它化工产品。

    2、造纸工业用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂。

    3、玻璃工业用以代替纯碱做助溶剂。

    4、纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固剂。

    5、用于有色金属冶金、皮革等方面。

    6、用来制硫化钠、纸浆、玻璃、水玻璃、瓷釉,也用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等。是用食盐与硫酸制造盐酸时的副产品。化工上用于制造硫化钠,硅酸钠等。实验室用于洗去钡盐。工业上用作制取NaOH和H₂SO₄的原料,也用于造纸,玻璃,印染,合成纤维,制革等。 在有机合成实验室硫酸钠是一种最为常用的后处理干燥剂。

    7、主要用作合成洗涤剂的填充料。造纸工业用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂。玻璃工业用以代替纯碱。化学工业用作制造硫化钠、硅酸钠和其他化工产品的原料。纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固浴。医药工业用作缓泻剂。还用于有色冶金、皮革等方面。

    8、使水化产物硫铝酸钙更快地生成,从而加快了水泥的水化硬化速度。硫酸钠的掺量一般为水泥质量的0.5%~2%,能提高混凝土早期强度50%~100%,28天强度有时提高,有时降低,提高幅度约在10%左右,随水泥品种、养护条件及其掺量而异。还用作合成洗涤剂的填充料,也用于造纸工业、玻璃工业、化学工业、纺织工业及医药工业等。

    9、用作分析试剂,如脱水剂、定氮时消化催化剂,原子吸收光谱分析中干扰抑制剂。还用于医药工业。

    10、用于化工、造纸和玻璃、染料、印染和医药工业,在合成纤维、制革、有色冶金、瓷釉等的制造中也有应用,还用于洗涤剂和肥皂中作添加剂。

    11、在硫酸盐镀锌中可用作缓冲剂以稳定镀液的ph值。

    注意事项/硫酸钠 编辑

    危险性概述
    硫酸钠硫酸钠
    健康危害: 对眼睛和皮肤有刺激作用。低毒。

    环境危害: 对环境有危害,对大气可造成污染。

    燃爆危险: 本品不燃,具刺激性。

    其它: 该物质对环境有危害,应特别注意对大气的污染。

    风险术语

    安全标识:S24/25

    危险标识:R36/37/38

    储运特性

    运输注意事项: 起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。

    操作处置与储存

    操作注意事项:密闭操作,加强通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩,戴化学安全防护眼镜,穿防毒物渗透工作服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与酸类接触。搬运时轻装轻卸,防止包装破损。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。空气中粉尘浓度超标时,必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时,应该佩戴防毒面罩。

    储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与酸类等分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

    急救措施

    皮肤接触: 脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。

    眼睛接触: 提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

    吸入:脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难,给输氧。就医。

    食入:饮足量温水,漱口并催吐;或饮用牛奶或蛋清。就医。

    消防措施

    危险特性: 未有特殊的燃烧爆炸特性。受高热分解产生有毒的硫化物烟气。

    有害燃烧产物: 硫化物。

    灭火方法: 消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。

    应急处理

    隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘面具(全面罩),穿防毒服。避免扬尘,小心扫起,置于袋中转移至安全场所。若大量泄漏,用塑料布、帆布复盖。收集回收或运至废物处理场所处置。如果泄漏,则在中和后,用安全掩埋法处置。[2]

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2018-01-01
    [2]^引用日期:2018-01-01

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