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Les sulfates de sodium (également connus sous le nom de sulfate de sodium de soude) sont le composé inorganique de formule Na2SO4 ainsi que plusieurs hydrates apparentés.
Toutes les formes sont des solides blancs qui sont très solubles dans l'eau.
Avec une production annuelle de 6 millions de tonnes, le décahydrate est un produit chimique de base majeur.
Les sulfates de sodium sont principalement utilisés comme charge dans la fabrication de détergents à lessive domestiques en poudre et dans le procédé Kraft de réduction en pâte de bois pour fabriquer des sulfures hautement alcalins.
CAS: 7757-82-6
MF: Na2SO4
MW: 142.04214
EINECS: 231-820-9
Synonymes:
Sulfate de bisodium; bisulfatedesodium; Crimidesa; Sulfate de sodium brut; sulfatedesodiumdibasique; Monosulfate de disodium; Sulfate de disodium; disodiummonosulfate
Point de fusion: 884 C (lit.)
Point d'ébullition: 1700 C
densité: 2.68 g/mL à 25 C (lit.)
densité apparente: 1400-1600 kg/m3
indice de réfraction: 1.484
température de stockage: Conserver entre +5 C et +30 C.
solubilité: H2O: 1 M à 20 C, clair, incolore
forme: poudre (fine)
pka: 4.76
Gravité spécifique: 2.68
couleur: Blanc
pH: 5.2-8.0 (50g/l, H2O, 20 C)
Gamme de pH: 5.2 - 9.2
Odor: wh.
cryst. ou powd., inodore, goût salin amer
Solubilité dans l'eau: 18.5 mg/L
Sensibilité: Hygroscopique
lmax: l: 260 nm Amax: 0.015
l: 280 nm Amax: 0.015
Merck: 14,8680
Constante diélectrique: 2.7 (Ambiante)
Stabilité: Stable.
Incompatible avec les acides forts, l'aluminium, le magnésium, les bases fortes. Hygroscopique.
Fonctions des ingrédients cosmétiques: AGENT DE CHARGE
CONTRÔLE DE LA VISCOSITÉ
InChI: 1S/2Na.H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2+1;/p-2
InChIKey: PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L
LogP: -1.031 (est)
Référence de la base de données CAS: 7757-82-6 (Référence de la base de données CAS)
Référence de chimie NIST: Sulfate de sodium (7757-82-6)
Système de registre des substances de l'EPA: Sulfate de sodium (7757-82-6)
Formes
Sulfate de sodium anhydre, connu sous le nom de thénardite, un minéral rare utilisé comme agent de séchage en synthèse organique.
Sulfate de sodium heptahydraté, une forme très rare.
Sulfate de sodium décahydraté, connu sous le nom de mirabilite, un minéral largement utilisé par l'industrie chimique.
Les sulfates de sodium sont également connus sous le nom de sel de Glauber.
Histoire
Le décahydrate de sulfate de sodium est connu sous le nom de sel de Glauber d'après le chimiste et apothicaire germano-hollandais Johann Rudolf Glauber (1604-1670), qui a découvert les sulfates de sodium dans l'eau de source autrichienne en 1625.
Il a nommé le sulfate de sodium sal mirabilis (sel miraculeux), en raison de ses propriétés médicinales: les cristaux étaient utilisés comme laxatif à usage général, jusqu'à ce que des alternatives plus sophistiquées apparaissent dans les années 1900.
Cependant, J. Kunckel a affirmé plus tard que le sulfate de sodium était déjà connu comme un remède secret en Saxe au milieu du 16e siècle.
Au 18e siècle, le sel de Glauber a commencé à être utilisé comme matière première pour la production industrielle de carbonate de sodium (soude de carbonate), par réaction avec de la potasse (carbonate de potassium).
La demande de carbonate de sodium a augmenté, et l'offre de sulfate de sodium a dû augmenter en conséquence.
Par conséquent, au 19e siècle, le procédé Leblanc à grande échelle, produisant du sulfate de sodium synthétique comme intermédiaire clé, est devenu la principale méthode de production de carbonate de sodium.
Description
Les sulfates de sodium (7757-82-6), Na2SO4, également connus sous le nom de thénardite et de gâteau de sel, sont un composé cristallin qui fond à 888 C (1632 F).
Les sulfates de sodium se trouvent sous forme naturelle (thénardite) au Chili et en Espagne.
Les sulfates de sodium sont utilisés dans la fabrication de carton, de verre et de mélanges réfrigérants.
L'hydrate, Na2SO4.10H2O, également connu sous le nom de "sel de Glauber", est un solide blanc soluble dans l'eau formé en chauffant du chlorure de sodium et de l'acide sulfurique.
Les sulfates de sodium sont utilisés dans la teinture, la fabrication du verre et la préparation du bisulfate de sodium.
Description générale
Les sulfates de sodium (Na2SO4) peuvent être obtenus directement par précipitation à partir d'une solution saturée de Na2SO4 à température ambiante (20 C).
Leurs taux de cristallisation et de croissance à température ambiante (20 C) sous diverses conditions ont été étudiés.
Les sulfates de sodium peuvent être produits lors du procédé Leblanc, à partir de chlorure de sodium succédant à de l'acide sulfurique.
Matières premières chimiques
Les sulfates de sodium (7757-82-6) sont une matière première chimique importante et constituent la principale matière première pour la production de sulfure de sodium, de silicate de sodium et d'autres produits chimiques.
Le sulfate de sodium peut également être utilisé comme charge pour les détergents synthétiques.
Dans l'industrie papetière, le sulfate de sodium peut être utilisé comme agent de cuisson pour la fabrication de pâte de papier au sulfate.
Le sulfate de sodium, également connu sous le nom de sel de Glauber anhydre ou de mirabilite anhydre, se présente sous forme de cristal monoclinique blanc ou de poudre fine avec une densité relative de 2.68 et un point de fusion de 884 C.
Les sulfates de sodium peuvent être dissous dans l'eau, la solution aqueuse étant neutre.
Les sulfates de sodium sont solubles dans le glycérol et inaccessibles dans l'éthanol.
Les sulfates de sodium absorbent facilement l'eau lorsqu'ils sont exposés pour devenir du sulfate de sodium hydraté.
Les sulfates de sodium sont un matériau polycristallin homogène et sont sous forme de losange à une température de 32.4~223 C, générant des cristaux monocliniques façonnés à des températures plus élevées et générant des cristaux hexagonaux à 241 C.
Lorsqu'il est cristallisé à partir d'une solution, le sulfate de sodium a une grande affinité pour le fer, les composés de fer et divers autres composés organiques; le sulfate de sodium anhydre de haute pureté et à fines particules est appelé YuanMingFen.
Il existe deux sortes de composés hydrates cristallins du sulfate de sodium: le premier est le sulfate de sodium heptahydraté Na2SO4.7H2O, qui est un cristal blanc soixante ou tétragonal se déshydratant à 24.4 C.
L'autre est le sulfate de sodium décahydraté Na2SO4.10H2O, dont le nom conventionnel est sel de Glauber, YuanMingFen, poudre d'assurance.
Les sulfates de sodium se présentent sous forme de cristaux monocliniques incolores avec une densité de 1.464g/cm3, un point de fusion de 32.38 C et une perte d'eau de cristallisation pour devenir du sulfate de sodium anhydre à 100 C.
Les sulfates de sodium sont facilement solubles dans l'eau et s'effritent facilement à l'air sec pour devenir une poudre blanche sèche.
Le sulfate de sodium peut être utilisé comme réactif d'analyse chimique tel que le test de colorant; l'industrie de l'imprimerie applique le sulfate de sodium comme agent mordant pour la fabrication de sulfure de sodium, de verre, de verre soluble, d'émail, de mesure quantitative de l'azote et de pâte à papier.
Dans le domaine des soins médicaux, le sulfate de sodium peut être utilisé comme antidote des diurétiques médicaux, des laxatifs et des empoisonnements aux sels de baryum.
Il existe également des cristaux de sel de sodium précipités des bassins de sel en hiver.
Le minéral de sulfate naturel est largement distribué, existant principalement sous forme de sel complexe de sulfate de magnésium (calcium) et de mirabilite.
Il y a une quantité relativement importante de lacs salés en Mongolie intérieure, au Qinghai, au Tibet et dans certains endroits du Xinjiang en Chine.
Il y a une grande quantité de sulfate de sodium dans les lacs salés.
La préparation industrielle du sulfate de sodium est principalement isolée à partir du minéral naturel ou par la déshydratation de la mirabilite et un traitement à l'acide sulfurique pour obtenir du chlorure de sodium.
Le sulfate de sodium est également le sous-produit de nombreux secteurs de production industrielle chimique et peut être extrait du liquide résiduel rejeté lors de la production de fibre de viscose et de cellophane.
Dans la production de dichromate de sodium, de phénols, d'acide borique, de carbonate de lithium et de certains pigments, le sulfate de sodium est également présent comme sous-produit.
Le décahydrate de sulfate de sodium, lorsqu'il est chauffé à son point de fusion (32.38 C), peut dissoudre sa propre eau de cristallisation tout en générant du sel anhydre.
Cette température est la température à laquelle le sel décahydraté, le sel anhydre et la solution saturée, les trois phases, atteignent la température d'équilibre.
Tant que les trois phases coexistent, la température reste constante.
Par conséquent, le système peut être utilisé comme bain à température constante ou pour le calibrage de la température.
Une autre caractéristique des sulfates de sodium est d'être enclin à devenir une solution sursaturée.
Propriétés chimiques
Le sulfate de sodium est un sulfate ionique typique à liaison électrostatique.
L'existence d'ions sulfate libres en solution est indiquée par la formation facile de sulfates insolubles lorsque ces solutions sont traitées avec des sels de Ba2+ ou de Pb2+:
Na2SO4 + BaCl2 -> 2 NaCl + BaSO4
Le sulfate de sodium n'est pas réactif envers la plupart des agents oxydants ou réducteurs.
À des températures élevées, les sulfates de sodium peuvent être convertis en sulfure de sodium par réduction carbothermique (alias réduction thermochimique des sulfates (TSR), chauffage à haute température avec du charbon de bois, etc.):
Na2SO4 + 2 C -> Na2S + 2 CO2
Cette réaction était employée dans le procédé Leblanc, une voie industrielle disparue vers le carbonate de sodium.
Le sulfate de sodium réagit avec l'acide sulfurique pour donner le sel acide bisulfate de sodium:
Na2SO4 + H2SO4 -> 2 NaHSO4
Le sulfate de sodium présente une tendance modérée à former des sels doubles.
Les seuls aluns formés avec les métaux trivalents courants sont NaAl(SO4)2 (instable au-dessus de 39 C) et NaCr(SO4)2, contrairement au sulfate de potassium et au sulfate d'ammonium qui forment de nombreux aluns stables.
Des sels doubles avec certains autres sulfates de métaux alcalins sont connus, notamment Na2SO4.3K2SO4 qui se trouve naturellement sous la forme du minéral aphthitalite.
La formation de glasérite par réaction des sulfates de sodium avec le chlorure de potassium a été utilisée comme base d'une méthode de production de sulfate de potassium, un engrais.
Les autres sels doubles comprennent 3Na2SO4.CaSO4, 3Na2SO4.MgSO4 (vanthoffite) et NaF.Na2SO4.
La fonction principale
Le sulfate de sodium est une matière première importante dans la fabrication du verre et du papier, avec une utilisation maximale dans l'industrie du papier et de la cellulose qui représente environ 70% de la quantité totale.
Le sulfate de sodium est un composant des détergents synthétiques et est un sel neutre.
Le sulfate de sodium peut être ajouté au détergent pour réduire la tension superficielle ainsi que pour augmenter la solubilité du détergent.
Le sulfate de sodium est également utilisé comme diluant de colorant et agent auxiliaire de l'impression de colorant, comme les colorants directs, les colorants au soufre, les colorants de cuve et autres accélérateurs de fibres de coton teintes, comme agent de retardement pour la soie de colorant direct.
Dans l'industrie chimique, le sulfate de sodium peut être utilisé comme matière première pour la fabrication de sulfure de sodium, de gypse, de silicate de sodium et d'autres produits chimiques.
La méthode de fabrication d'acide sulfurique, de soufre, de carbonate de sodium, de sulfate d'ammonium et d'autres produits avec du sulfate de sodium a maintenant été développée.
Cependant, en raison du coût élevé de ces méthodes, le sulfate de sodium n'a pas encore été largement appliqué.
Le sulfate de sodium a été couramment utilisé par les laboratoires pour utiliser le sulfate de sodium comme agent froid.
Le sel de Glauber a été utilisé comme médicament laxatif.
Le sulfate de sodium entrant dans le corps reste en grande partie bloqué dans le tractus gastro-intestinal sans être absorbé et en maintenant une certaine pénétration.
Le sulfate de sodium peut augmenter le volume des intestins et induire un péristaltisme intestinal avec un effet de diarrhée.
Le sulfate de sodium est l'antidote des empoisonnements au baryum et au plomb.
En cas d'empoisonnement au plomb, on peut appliquer un lavage gastrique avec du sel de Glauber à 10% ou administrer par voie orale une solution de sulfate de sodium à 1 ou 2%.
Les informations ci-dessus sont éditées par le chemicalbook de Dai Xiongfeng.
Propriétés physiques
Le sulfate de sodium possède des caractéristiques de solubilité inhabituelles dans l'eau.
La solubilité du sulfate de sodium dans l'eau augmente de plus de dix fois entre 0 C unopened et 32.384 C, où le sulfate de sodium atteint un maximum de 49.7 g/100 mL.
À ce stade, la courbe de solubilité change de pente, et la solubilité devient presque indépendante de la température.
Cette température de 32.384 C, correspondant à la libération de l'eau de cristallisation et à la fusion du sel hydraté, sert de référence de température précise pour le calibrage des thermomètres.
Propriétés physiques
Le sulfate de sodium anhydre est une poudre cristalline blanche; structure orthorhombique ou hexagonale; hygroscopique; indice de réfraction 1.468; dureté 2.8 Mohs; densité 2.664 g/cm3; fond à 884 C; soluble dans l'eau, insoluble dans l'éthanol.
Le décahydrate se compose de cristaux monocliniques incolores; indice de réfraction 1.394; dureté 1.8 Mohs; densité 1.46 g/cm3; se décompose à 32 C; soluble dans l'eau; insoluble dans l'éthanol.
Exposition potentielle
Le sulfate de sodium est utilisé dans la fabrication du verre; comme agent de précipitation dans la fabrication d'émulsions d'argent; comme réactif analytique; dans la fabrication d'outremer et de pâte à papier; dans les glaçures céramiques et les produits pharmaceutiques; comme additif alimentaire; et comme charge dans les détergents synthétiques.
Médicaments et traitements vétérinaires
Le sulfate de sodium est utilisé comme cathartique salin, principalement chez les animaux d'élevage.
Expédition
UN2630 Séléniates ou Sélénites, Classe de danger: 6.1; Étiquettes: 6.1-Matières toxiques.
Méthodes de purification
Cristalliser le sulfate de sodium dans l'eau à 30 degrés (1.1 mL/g) en refroidissant à 0 degré. Le sulfate de sodium devient anhydre à 32 degrés.
Incompatibilités
Réaction violente avec l'aluminium, le magnésium. Attaque les métaux en présence d'humidité.
Élimination des déchets
Ne pas rejeter les déchets de sulfate de sodium directement dans les égouts ou les eaux de surface.
Le sulfate de sodium récupéré peut être éliminé par enfouissement dans une décharge.
Analyse du contenu
Peser avec précision 500 mg d'échantillon préalablement séché pendant 4 h à 105 C et dissoudre le sulfate de sodium dans 200 ml d'eau; ajouter 1 mL d'acide chlorhydrique et porter à ébullition.
Sous agitation constante, ajouter par portions une petite quantité (environ 10 mL) de solution d'essai de chlorure de baryum chaude (TS-37), chauffer au bain-marie pendant 1 h et filtrer le précipité en lavant à l'eau jusqu'à ce qu'il soit exempt de chlorure.
Après séchage, brûler et peser le sulfate de sodium, puis multiplier la masse de sulfate de baryum par 0.6086, ce qui équivaut à la teneur en sulfate de sodium (de Na2SO4).
Toxicité
L'ADI ne formule pas de réglementations restrictives (FAO/OMS, 2001).
GRAS (FDA, section 186. 1797, 2000).
DL50: 5989 mg/kg (souris par administration orale).
Propriétés chimiques
Le sulfate de sodium se présente sous forme de cristal monoclinique blanc ou de poudre.
Le sulfate de sodium peut être dissous dans l'eau, la solution aqueuse étant alcaline.
Le sulfate de sodium est soluble dans le glycérol et insoluble dans l'éthanol.
Utilisations
Le sulfate de sodium peut être principalement utilisé comme charge de détergent synthétique.
L'industrie papetière applique le sulfate de sodium pour l'agent de cuisson pendant la fabrication de la pâte au sulfate.
L'industrie du verre utilise le sulfate de sodium comme substitut de la soude.
L'industrie chimique applique le sulfate de sodium comme matière première pour la fabrication de sulfure de sodium, de silicate de sodium et d'autres produits chimiques.
L'industrie textile applique le sulfate de sodium pour la formulation du bain de coagulation de filage du Vinylon.
L'industrie pharmaceutique applique le sulfate de sodium comme laxatif.
Le sulfate de sodium peut également être utilisé dans la métallurgie non ferreuse et le cuir.
Utilisé dans la détermination de l'azote de Kjeldahl; agent de séchage.
Le sulfate de sodium est une charge dans la fabrication de détergents synthétiques et de savons et un réactif de laboratoire.
Le sulfate de sodium peut augmenter l'action irritante de certains détergents.
Le sulfate de sodium est le sel de l'acide sulfurique qui est facilement soluble dans l'eau et existe sous forme de cristaux ou de poudre cristalline.
Le sulfate de sodium est utilisé dans la production de caramel.
Effets pharmacologiques
Appliquer une administration orale de petite quantité, son effet de pression ionique et osmotique étant capable de stimuler légèrement la muqueuse du tractus digestif et provoque une légère augmentation de la sécrétion gastro-intestinale et une légère augmentation du mouvement, par conséquent le sulfate de sodium a un effet stomachique.
Administrer par voie orale une grande quantité avec beaucoup de sulfate de sodium dissous dans une grande quantité d'eau pour l'administration orale.
Comme les ions ne sont pas facilement absorbés et peuvent maintenir une grande quantité d'eau dans les intestins, cela peut stimuler mécaniquement la muqueuse intestinale, ramollir les matières fécales et accélérer la défécation.
Le sulfate de sodium est cliniquement principalement utilisé dans le traitement de la constipation du gros intestin, l'élimination des toxines intestinales ainsi que l'élimination des parasites.
Structure
Les cristaux du décahydrate se composent d'ions [Na(OH2)6]+ avec une géométrie moléculaire octaédrique.
Ces octaèdres partagent des arêtes de telle sorte que 8 des 10 molécules d'eau sont liées au sodium et 2 autres sont interstitielles, étant liées par liaison hydrogène au sulfate.
Ces cations sont reliés aux anions sulfate par des liaisons hydrogène. Les distances Na-O sont d'environ 240 pm.
Le décahydrate de sulfate de sodium cristallin est également inhabituel parmi les sels hydratés en ce qu'il possède une entropie résiduelle mesurable (entropie au zéro absolu) de 6.32 J/(K.mol).
Ceci est attribué à sa capacité à distribuer l'eau beaucoup plus rapidement que la plupart des hydrates.
Production
Les deux tiers de la production mondiale de décahydrate (sel de Glauber) proviennent de la forme minérale naturelle mirabilite, par exemple celle que l'on trouve dans les lits de lacs du sud de la Saskatchewan.
En 1990, le Mexique et l'Espagne étaient les principaux producteurs mondiaux de sulfate de sodium naturel (environ 500 000 tonnes chacun), la Russie, les États-Unis et le Canada se situant autour de 350 000 tonnes chacun.
Les ressources naturelles sont estimées à plus d'un milliard de tonnes.
Les principaux producteurs de 200 000 à 1 500 000 tonnes/an en 2006 comprenaient Searles Valley Minerals (Californie, États-Unis), Airborne Industrial Minerals (Saskatchewan, Canada), Quimica del Rey (Coahuila, Mexique), Minera de Santa Marta et Criaderos Minerales Y Derivados, également connu sous le nom de Grupo Crimidesa (Burgos, Espagne), Minera de Santa Marta (Tolède, Espagne), Sulquisa (Madrid, Espagne), Chengdu Sanlian Tianquan Chemical (comté de Tianquan, Sichuan, Chine), Hongze Yinzhu Chemical Group (district de Hongze, Jiangsu, Chine), Nafine Chemical Industry Group (Shanxi, Chine), Province du Sichuan Chuanmei Mirabilite (district de Dongpo, Meishan, Sichuan, Chine) et Kuchuksulphat JSC (Kraï de l'Altaï, Sibérie, Russie).
Le sulfate de sodium anhydre se trouve dans les environnements arides sous forme de minéral thénardite.
Le sulfate de sodium se transforme lentement en mirabilite dans l'air humide.
Le sulfate de sodium se trouve également sous forme de glaubérite, un minéral de sulfate de calcium et de sodium.
Les deux minéraux sont moins courants que la mirabilite.
Industrie chimique
Environ un tiers du sulfate de sodium mondial est produit comme sous-produit d'autres procédés de l'industrie chimique.
La majeure partie de cette production est chimiquement inhérente au procédé primaire et n'est que marginalement économique.
Par les efforts de l'industrie, la production de sulfate de sodium en tant que sous-produit est donc en baisse.
La production chimique de sulfate de sodium la plus importante a lieu pendant la production d'acide chlorhydrique, soit à partir de chlorure de sodium (sel) et d'acide sulfurique, dans le procédé Mannheim, soit à partir de dioxyde de soufre dans le procédé Hargreaves. Le sulfate de sodium résultant de ces procédés est connu sous le nom de gâteau de sel.
Mannheim: 2 NaCl + H2SO4 -> 2 HCl + Na2SO4
Hargreaves: 4 NaCl + 2 SO2 + O2 + 2 H2O -> 4 HCl + 2 Na2SO4
La deuxième production majeure de sulfate de sodium correspond aux procédés où l'hydroxyde de sodium en excès est neutralisé par l'acide sulfurique pour obtenir du sulfate (SO2-4) en utilisant du sulfate de cuivre (CuSO4) (comme cela a été appliqué historiquement à grande échelle dans la production de rayonne en utilisant de l'hydroxyde de cuivre(II)).
Cette méthode est également une préparation de laboratoire régulièrement appliquée et pratique.
2NaOH(aq) + H2SO4(aq) -> Na2SO4(aq) + 2 H2O(l) DH = -112.5 kJ (fortement exothermique)
En laboratoire, le sulfate de sodium peut également être synthétisé à partir de la réaction entre le bicarbonate de sodium et le sulfate de magnésium, en précipitant le carbonate de magnésium.
2NaHCO3 + MgSO4 -> Na2SO4 + MgCO3 + CO2 + H2O
Cependant, les sources commerciales étant facilement disponibles, la synthèse en laboratoire n'est pas souvent pratiquée.
Anciennement, le sulfate de sodium était également un sous-produit de la fabrication du dichromate de sodium, où de l'acide sulfurique est ajouté à une solution de chromate de sodium formant du dichromate de sodium, ou par la suite de l'acide chromique.
Alternativement, le sulfate de sodium est ou était formé dans la production de carbonate de lithium, d'agents chélatants, de résorcinol, d'acide ascorbique, de pigments de silice, d'acide nitrique et de phénol.
Le sulfate de sodium en vrac est généralement purifié via la forme décahydratée, car la forme anhydre a tendance à attirer les composés de fer et les composés organiques.
La forme anhydre est facilement produite à partir de la forme hydratée par un léger réchauffement.
Les principaux producteurs de sous-produits de sulfate de sodium de 50 à 80 Mt/an en 2006 comprenaient Elementis Chromium (industrie du chrome, Castle Hayne, Caroline du Nord, États-Unis), Lenzing AG (200 Mt/an, industrie de la rayonne, Lenzing, Autriche), Addiseo (anciennement Rhodia, industrie de la 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, Russie).
Méthodes de production
Le sulfate de sodium est extrait de ses gisements minéraux naturels et soumis à une purification.
Le sulfate de sodium est synthétisé par le procédé Mannheim ou le procédé Hargreaves.
Le procédé de Manheim est basé sur la réaction de Glauber entre l'acide sulfurique et le chlorure de sodium: 2NaCl + H2SO4 -> Na2SO4 + 2HCl
Le procédé a été conçu par Johann Glauber pour produire de l'acide chlorhydrique.
Le sulfate de sodium est isolé de la solution par cristallisation fractionnée.
Le procédé d'Hargreaves a également été développé pour produire de l'acide chlorhydrique.
Le sulfate de sodium est une variante de la méthode de Mannheim.
Dans cette méthode, le dioxyde de soufre est utilisé à la place de l'acide sulfurique.
La réaction est la suivante: 4NaCl + 2SO2 + O2 + 2H2O -> 2Na2SO4 + 4HCl
Le sulfate de sodium est également obtenu comme sous-produit de la fabrication du phénol par fusion caustique.
Définition
Un composé cristallin blanc, Na2SO4, généralement connu sous le nom de composé anhydre (orthorhombique; r.d. 2.67; m.p. 888 C) ou de décahydrate (monoclinique; r.d. 1.46; qui perd de l'eau à 100 C).
Le décahydrate est connu sous le nom de sel de Glauber.
Un heptahydrate métastable (Na2SO4.7H2O) existe également.
Toutes les formes sont solubles dans l'eau, se dissolvant pour donner une solution neutre.
Le composé se trouve naturellement sous forme de
mirabilite (Na2SO4.10H2O),
thrénardite (Na2SO4), et
glaubérite (Na2SO4.CaSO4).
Le sulfate de sodium peut être produit industriellement par la réaction du sulfate de magnésium avec du chlorure de sodium en solution suivie d'une cristallisation, ou par la réaction d'acide sulfurique concentré avec du chlorure de sodium solide.
La dernière méthode a été utilisée dans le procédé Leblanc pour la production d'alcali et a donné le nom de gâteau de sel au sulfate de sodium industriel impur.
Le sulfate de sodium est utilisé dans la fabrication du verre et des glaçures douces et dans la teinture pour favoriser un fini uniforme.
Le sulfate de sodium trouve également une application médicale comme purgatif et dans les sels apéritifs commerciaux.
Applications
Industries de base:
Avec des prix aux États-Unis de 30 dollars la tonne en 1970, jusqu'à 90 dollars la tonne pour la qualité gâteau de sel, et 130 dollars pour les meilleures qualités, le sulfate de sodium est un matériau très bon marché.
La plus grande utilisation est comme charge dans les détergents à lessive domestiques en poudre, consommant environ 50% de la production mondiale.
Cette utilisation est en baisse car les consommateurs nationaux se tournent de plus en plus vers des détergents compacts ou liquides qui ne comprennent pas de sulfate de sodium.
Fabrication du papier:
Une autre utilisation autrefois majeure du sulfate de sodium, notamment aux États-Unis et au Canada, concerne le procédé Kraft pour la fabrication de pâte de bois.
Les matières organiques présentes dans la "liqueur noire" issue de ce procédé sont brûlées pour produire de la chaleur, nécessaire pour conduire la réduction du sulfate de sodium en sulfure de sodium.
Cependant, en raison des progrès de l'efficacité thermique du procédé de récupération Kraft au début des années 1960, une récupération plus efficace du soufre a été obtenue et le besoin d'appoint en sulfate de sodium a été considérablement réduit.
Par conséquent, l'utilisation du sulfate de sodium dans l'industrie de la pâte aux États-Unis et au Canada est passée de 1 400 000 tonnes par jour en 1970 à seulement environ 150 000 tonnes en 2006.
Fabrication du verre:
L'industrie du verre offre une autre application importante pour le sulfate de sodium, en tant que deuxième application en Europe.
Le sulfate de sodium est utilisé comme agent d'affinage, pour aider à éliminer les petites bulles d'air du verre fondu.
Le sulfate de sodium fond le verre et empêche la formation d'écume du bain de verre pendant l'affinage.
L'industrie du verre en Europe consomme depuis 1970 jusqu'à 2006 un volume stable de 110 000 tonnes par an.
Textiles:
Le sulfate de sodium est important dans la fabrication des textiles, en particulier au Japon, où il s'agit de la plus grande application.
Le sulfate de sodium est ajouté pour augmenter la force ionique de la solution et aide ainsi au "nivellement", c'est-à-dire à la réduction des charges électriques négatives sur les fibres textiles, afin que les colorants puissent pénétrer uniformément (voir la théorie de la double couche diffuse (DDL) élaborée par Gouy et Chapman).
Contrairement à l'alternative du chlorure de sodium, le sulfate de sodium ne corrode pas les récipients en acier inoxydable utilisés dans la teinture.
Cette application au Japon et aux États-Unis a consommé en 2006 environ 100 000 tonnes.
Industrie alimentaire:
Le sulfate de sodium est utilisé comme diluant pour les colorants alimentaires.
Le sulfate de sodium est connu comme additif alimentaire de numéro E E514.
Stockage de chaleur
La capacité élevée de stockage de chaleur dans le changement de phase de solide à liquide, et la température de changement de phase avantageuse de 32 C (90 F) rendent ce matériau particulièrement approprié pour stocker la chaleur solaire de basse qualité pour une libération ultérieure dans les applications de chauffage des locaux.
Dans certaines applications, le matériau est incorporé dans des tuiles thermiques qui sont placées dans un grenier, tandis que dans d'autres applications, le sel est incorporé dans des cellules entourées d'eau chauffée par le soleil.
Le changement de phase permet une réduction substantielle de la masse de matériau requ'se pour un stockage efficace de la chaleur (la chaleur de fusion du sulfate de sodium décahydraté est de 82 kJ/mol ou 252 kJ/kg), avec l'avantage supplémentaire d'une consistance de température tant que suffisamment de matériau dans la phase appropriée est disponible.
Pour les applications de refroidissement, un mélange avec du sel de chlorure de sodium commun (NaCl) abaisse le point de fusion à 18 C (64 F).
La chaleur de fusion de NaCl.Na2SO4.10H2O est en réalité légèrement augmentée à 286 kJ/kg.
Applications à petite échelle:
En laboratoire, le sulfate de sodium anhydre est largement utilisé comme agent de séchage inerte, pour éliminer les traces d'eau des solutions organiques.
Le sulfate de sodium est plus efficace, mais plus lent, que l'agent similaire qu'est le sulfate de magnésium.
Le sulfate de sodium n'est efficace qu'en dessous d'environ 30 C (86 F), mais le sulfate de sodium peut être utilisé avec une variété de matériaux car le sulfate de sodium est chimiquement assez inerte.
Le sulfate de sodium est ajouté à la solution jusqu'à ce que les cristaux ne s'agglutinent plus; les deux clips vidéo (voir ci-dessus) démontrent comment les cristaux s'agglutinent lorsqu'ils sont encore humides, mais certains cristaux coulent librement une fois qu'un échantillon est sec.
Le sel de Glauber, le décahydrate, est utilisé como laxatif.
Le sulfate de sodium est efficace pour l'élimination de certains médicaments, comme le paracétamol (acétaminophène) de l'organisme; ainsi, le sulfate de sodium peut être utilisé après un surdosage.
En 1953, le sulfate de sodium a été proposé pour le stockage de la chaleur dans les systèmes de chauffage solaire passif.
Cela tire parti de ses propriétés de solubilité inhabituelles et de sa chaleur de cristallisation élevée (78.2 kJ/mol).
Les autres utilisations du sulfate de sodium comprennent le dégivrage des fenêtres, la fabrication d'amidon, comme additif dans les rafraîchisseurs de tapis et comme additif pour l'alimentation du bétail.
Au moins une entreprise, Thermaltake, fabrique un tapis de refroidissement pour ordinateur portable (iXoft Notebook Cooler) en utilisant du sulfate de sodium décahydraté à l'intérieur d'un coussin en plastique matelassé.
Le matériau se transforme lentement en liquide et recircule, égalisant la température de l'ordinateur portable et agissant comme un isolant.
Propriétés chimiques
Le sulfate de sodium est un solide cristallin blanc.
Le sulfate de sodium se trouve fréquemment sous forme de décahydrate.
Le sulfate de sodium, Na2SO4, également connu sous le nom de thénardite et de gâteau de sel, est un composé cristallin qui fond à 888 C (1632 C).
Le sulfate de sodium se trouve sous forme naturelle (thénardite) au Chili et en Espagne.
Le sulfate de sodium est utilisé dans la fabrication de carton, de verre et de mélanges réfrigérants.
L'hydrate, Na2SO4.10H2O, également connu sous le nom de "sel de Glauber", est un solide blanc soluble dans l'eau formé en chauffant du chlorure de sodium et de l'acide sulfurique.
Les sulfates de sodium sont utilisés dans la teinture, la fabrication du verre et la préparation du bisulfate de sodium.
Sécurité
Bien que le sulfate de sodium soit généralement considéré comme non toxique, les sulfates de sodium doivent être manipulés avec soin.
La poussière peut provoquer un asthme temporaire ou une irritation des yeux; ce risque peut être prévenu en utilisant une protection oculaire et un masque en papier.
Le transport n'est pas limité, et aucune phrase de risque ou phrase de sécurité ne s'applique.
Matières premières
Nitrite de sodium->Chlorure de sodium->Sulfate de diméthyle->Chlorure de potassium->Formiate de sodium->SULFATE DE SODIUM DÉCAHYDRATÉ->Pâte->GLAUBÉRITE->bloedite
Produits de préparation
Cilostazol->Sel disodique de phosphate de créatine->1-(5-BROMO-1-BENZOFURAN-2-YL)ÉTHANONE->1-(2-PHÉNOXYÉTHYL)-PIPÉRAZINE->7-HYDROXY-4-(TRIFLUOROMÉTHYL)COUMARINE->IODOCYCLOHEXANE->3-TERT-BUTYLISOXAZOL-5-AMINE->Rouge acide 73->Noir direct 56->2,4-Dichloro-5-fluoronitrobenzène->ÉTHER DIOCTYLIQUE->N-Méthyl-1-(pyridin-4-yl)méthanamine->Itaconate de diméthyle->2'-AMINOACÉTANILIDE->Dioxyde de cérium->agent de blanchiment fluorescent DMS->Bisulfate de sodium monohydraté->Pravastatine->Bleu acide 93->émulsifiant de pesticide 2000->4-HYDROXY-6-MERCAPTOPYRAZOLO[3,4-D]PYRIMIDINE->BLEU DIRECT 15->IMIBENCONAZOLE->Adjuvant de résistance initiale->Bleu direct 151->Noir direct 38->agent de blanchiment fluorescent RA->sec-Pentanol->savon->PROCION RED MX-5B->azurants fluorescents R->ROUGE ACIDE 1->GLAUBÉRITE->agent d'huilage dacron 73->Noir direct BH->Huile de mandarine->Sulfate de baryum, superficiel->Bleu patenté VF->Bleu trypan->Acide 2-chloro-4-méthylsulfonylbenzoïque.
