황산 나트륨 (NA2SO4) : 구조, 특성, 용도, 얻기 - 화학 - 2026

황산나트륨을 갖는 무기 염 화학식 나 ₂ SO ₄ . 그것은 세 가지 형태로 존재하는 흰색 고체로 구성되어 있습니다 : 무수물, 7 수화물 (불량하게 사용 가능) 및 십수화물 (Glaubert의 염으로 알려져 있음). 후자는 가장 풍부한 형태의 황산나트륨입니다.

황산나트륨 십수 화물 인 Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O는 1625 년 Glaubert가 샘물에서 발견했으며, 약효 때문에 mirabilis salt (기적의 소금)라고 명명했습니다.

황산나트륨 샘플로 시계 유리. 출처 : Wikipedia를 통한 Walkerma.

황산나트륨은 섬유 및 제지 산업과 유리 제조 분야에서 다양한 용도로 사용됩니다. 그 용도는 주변 열 공급 및 노트북 냉각을 포함하는 열 응용 분야로 확장됩니다.

황산 나트륨은 독성이 낮은 화합물이며 유해한 작용은 주로 기계적 및 비 화학적입니다. 결정학적인 이유로,이 염은 칼륨 대응 물인 K ₂ SO ₄ 와 같이 격자와 다형 구조를 가지고 있습니다.

구조

무 수염

무수 황산나트륨 이온. 출처 : Claudio Pistilli

화학식 Na ₂ SO ₄ 는 Na ⁺ 및 SO ₄ ^2- 이온 이 염 결정 에서 1 : 2 비율 임을 즉시 나타냅니다 . 즉, 매 2 나 대해 ^+의 양이온 SO 음이온가 ₄ ^2- 정전 인력 (상부 상)을 통해 상호 작용.

물론 이것은 무수 Na ₂ SO _4에 적용되며 결정 내 나트륨과 배위되는 물 분자가 없습니다.

황산나트륨

겉보기에 단순한 소금 임에도 불구하고 그 설명은 구조적으로 복잡합니다. Na ₂ SO ₄ 는 다형성을 나타내며 I, II, III, IV 및 V의 최대 5 개의 결정상을 가지며 전이 온도는 각각 180, 200, 228, 235 및 883 ºC입니다.

그것을 증명하는 참고 문헌은 없지만, Na ₂ SO ₄ I은 정방형의 Na ₂ SO ₄ III에 비해 밀도가 더 높은 육각형 결정 구조를 가진 것이어야하며, Na ⁺ 는 4 면체 (NaO ₄ )를 형성합니다. 및 배위 팔면체 (NaO ₆ ); 즉, 네 개의 6 SO 의해 포위 될 수있다 ₍₄₎ ^2- 음이온 .

탈수 된 소금

한편, 가장 중요한 수화물 인 Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O 의 단 사정 결정 구조 는 더 간단합니다. 그 안에서 Na (H ₂ O) ₆ ⁺ octahedra에서 Na ⁺ 와 상호 작용하거나 배위하는 것은 실질적으로 물 분자 이며, SO ₄ ^2- 는 결정에 충분한 안정성을 제공하여 고체상에 존재합니다.

그러나 녹는 점 (32.38 ºC)은 무 수염 (884 ºC)보다 훨씬 낮은 것은 물 분자와 수소 결합이 Na ₂ SO ₄ 에서 더 강한 이온 상호 작용을 약화시키는 방법을 보여줍니다 .

속성

이름

-황산나트륨 (IUPAC)

-글라 우버의 소금 (십수화물)

-기적의 소금 (십수화물)

-황산이 나트륨.

몰 질량

142.04g / mol (무수)

322.20g / mol (십수화물)

외모

백색 흡습성 결정질 고체

냄새

화장실

맛이 나다

쓴맛과 짠맛

밀도

2,664g / cm ³ (무수)

1,464g / cm ³ (십수화물)

결정 내부의 물 분자가 결정을 팽창시켜 밀도를 감소시키는 방법에 유의하십시오.

녹는 점

884ºC (무수)

32.38ºC (십수화물)

비점

1,429 ºC (무수)

수용성

4.76g / 100ml (0ºC)

13.9g / 100ml (20 ° C)

42.7g / 100ml (100 ° C)

모든 용해도 값은 모든 온도에서 물에 잘 용해되는 무수 염에 해당합니다.

용해도는 0ºC와 38.34ºC 사이에서 급격히 증가하며이 온도 범위에서 용해도가 10 배 이상 증가하는 것을 관찰합니다. 그러나 32.38ºC에서 용해도는 온도와 무관합니다.

32.8ºC의 온도에서 황산나트륨 10 수화물은 자체 결정 수에 용해됩니다. 따라서 10 수화물 염, 무수 염 및 황산나트륨의 포화 용액 사이에 평형이 이루어집니다.

3 상 조건이 유지되는 한 온도는 일정하게 유지되어 온도계의 온도를 보정 할 수 있습니다.

반면에 수 화염의 용해도는 다음과 같습니다.

19.5g / 100ml (0ºC)

44.0g / 100ml (20 ° C)

20 ° C에서 7 수화물 염은 무수 염보다 3 배 더 용해됩니다.

굴절률

1,468 (무수)

1.394 (십수화물)

안정

권장 보관 조건에서 안정적입니다. 강산 및 염기, 알루미늄 및 마그네슘과 호환되지 않습니다.

분해

가열되어 분해되면 산화 황과 산화 나트륨의 독성 연기가 발생합니다.

pH

5 % 수용액의 pH는 7입니다.

반동

황산 나트륨은 수용액에서 2 Na ⁺ 및 SO ₄ ^2- 로 해리되어 황산 이온이 Ba ²⁺ 와 결합하여 황산 바륨을 침전시킵니다. 물 샘플에서 바륨 이온을 대체하는 데 실질적으로 도움이됩니다.

황산나트륨은 고온에서 석탄과 반응하여 황화 나트륨으로 전환됩니다.

Na ₂ SO ₄ + 2 C => Na ₂ S + 2 CO ₂

Glaubert의 염인 NaSO ₄ .10H ₂ O는 탄산 칼륨과 반응하여 탄산나트륨을 생성합니다.

응용

제지 산업

황산나트륨은 종이 펄프 제조에 사용됩니다. 리그닌을 포함하지 않고 표백 공정을 거치지 않은 Kraft 종이 생산에 사용되어 큰 저항력을 제공합니다. 또한 판지 제조에도 사용됩니다.

세제

가정용 합성 세제의 충전재로 사용되며 표면 장력을 줄이기 위해 세제에 첨가됩니다.

안경

용융 유리에서 작은 기포의 존재를 줄이거 나 제거하기 위해 유리 제조에 사용됩니다. 또한 용융 유리의 정제 과정에서 슬래그 형성을 제거합니다.

섬유 산업

황산 나트륨은 염료와 직물 섬유의 상호 작용을 촉진하기 때문에 매염제로 사용됩니다. 황산나트륨 십수화물은 염료 테스트에 사용됩니다.

또한 황산 나트륨은 염료 희석제 및 염료 인쇄 보조제로 사용됩니다. 직접 염료, 유황 염료 및면 염색을 촉진하는 기타 제제와 같은. 직접 실크 염료의 지연 제로도 사용됩니다.

약

소듐 설페이트 십수화물은 장에서 잘 흡수되지 않아 장내 강에 남아 부피가 증가하기 때문에 완하제로 사용됩니다. 이것은 장 내용물의 배출을 유도하는 연동 수축의 증가를 자극합니다.

황산나트륨은 바륨과 납염 중독을 억제하는 해독제입니다. Glaubert의 소금은 과도하게 섭취 된 특정 약물을 제거하는 데 효과적입니다. 예를 들어, 파라세타몰 (아세토 아미노펜).

또한 등온 성 용액에 존재하는 부족한 전해질을 공급하는 데 사용됩니다.

건조제

불활성 시약 인 황산나트륨은 유기 화합물 용액에서 물을 제거하는 데 사용됩니다.

원료

황산 나트륨은 황화 나트륨, 탄산 나트륨 및 황산 암모늄을 포함한 수많은 물질의 생산을위한 원료로 사용됩니다.

구하기

황산 나트륨은 광산 추출 및 화학 반응을 통해 얻습니다.

채굴 추출

thenardite (NA : 상업 수율로 악용되는 세 가지 광석이나 광물이있다 ₂ SO ₄ ), 미라 빌 (나 ₂ SO ₄ · 10H ₂ O)과 glaubarite (나 ₂ SO ₄ · CASO ₄ ).

스페인에서는 갤러리와 기둥의 지하 채굴을 통해 thenardite 및 mirabilite 매장지가 이용됩니다. 한편, 글 라우 베리트는 광물 매장지 위에 놓인 대형 뗏목을 통해 개방 된 곳에서 획득됩니다.

토지는 황산나트륨의 침출을 허용하는 다공성을 생성하기 위해 저 강도 블라스팅으로 준비됩니다. 생산 단계는 녹내장의 담수 스프링클러 관개로 발생하며 침출은 아래로 퍼집니다.

황산나트륨 염수가 수집되어 황산 칼슘 잔류 물이 채워집니다.

화학 생산

황산 나트륨은 Mannheim 공정과 Hardgreaves 공정의 두 가지 공정으로 염산을 생산하는 동안 얻습니다.

만하임 프로세스

이는 대형 강철 용광로와 6m 강철 반응 플랫폼에서 수행됩니다. 반응은 염화나트륨과 황산 사이에서 발생합니다.

2 NaCl + H ₂ SO ₄ => 2 HCl + Na ₂ SO ₄

Hardgreaves 프로세스

여기에는 염화나트륨, 산화 황, 산소 및 물의 반응이 포함됩니다.

4 NaCl + 2 SO ₂ + O ₂ + 2 H ₂ O => 4 HCl + Na ₂ SO ₄

기타

황산나트륨은 수산화 나트륨과 황산 사이의 중화 반응에서 생성됩니다.

2 NaOH + H ₂ SO ₄ => Na ₂ SO ₄ + H ₂ O

황산나트륨은 수많은 화합물 생산의 부산물입니다. 비스코스와 셀로판 생산 과정에서 배출되는 액체 폐기물에서 추출됩니다. 또한 중크롬산 나트륨, 페놀, 붕산 및 리튬 카르 바 메이트 생산에도 사용됩니다.

위험

황산 나트륨은 독성이 낮은 화합물로 간주됩니다. 그러나 부적절하게 사용하는 사람에게 해를 끼칠 수 있습니다.

예를 들어, 접촉은 눈의 자극, 발적 및 통증을 유발할 수 있습니다. 피부에 어떤 사람들에게는 자극과 알레르기를 일으킬 수 있습니다. 그것의 섭취는 메스꺼움, 구토 및 설사와 함께 소화관에 자극을 줄 수 있습니다. 그리고 마지막으로 흡입하면 호흡기에 자극이 생깁니다.

참고 문헌

1. Shiver & Atkins. (2008). 무기 화학. (제 4 판). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). 황산 나트륨. 출처 : en.wikipedia.org
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