Na2SO4 là chất gì?

Câu hỏi: Na₂SO₄ là chất gì?

Trả lời:

Natri Sunfat (Na₂SO₄) là một hợp chất muối trung hòa của natri được tạo thành bởi Axit Sunfuric. Natri Sunfat tồn tại ở dạng khan được đặc trưng bởi tinh thể màu trắng và ngoài ra còn tồn tại dưới dạng ngậm nước là Na₂SO₄.10H₂O.

Mời bạn đọc cùng với Top lời giải tìm hiểu thêm về hợp chất Na₂SO₄ qua bài viết dưới đây.

1. Natri Sunfat là gì?

Natri Sunfat là một hợp chất muối trung hòa của natri được tạo thành bởi Axit Sunfuric. Natri Sunfat có công thức hóa học là Na₂SO₄. Natri Sunfat tồn tại ở dạng khan được đặc trưng bởi tinh thể màu trắng và ngoài ra còn tồn tại dưới dạng ngậm nước là Na₂SO₄.10H2O.

Natri Sunfat còn có những tên gọi khác như Sodium Sunphat, muối của Glauber, laterardit, sodium sulfate, disodium sulfate, mirabilite,….

2. Tính chất lý hóa của Na₂SO₄

2.1 Tính chất vật lý của Na₂SO₄ là gì? 

- Na₂SO₄ có màu trắng, không mùi và có vị đắng.

- Na₂SO₄ có khối lượng mol là: 

     + Khan: 42.04 g/mol 

     + Đecahiđrat: 322.20 g/mol 

- Na₂SO₄ có khối lượng riêng: 

     + Khan: 2.664 g/cm³

     + Đecahiđrat:1.464 g/cm³ 

- Điểm nóng chảy: 

     + Khan: 884 °C  

     + Đecahiđrat: 32.38 °C 

- Điểm sôi đối với dạng khan: 1429 °C 

- Độ hòa tan trong nước

     + Khan: 4.76 g/100 mL (0 °C)

     + Đecahiđrat: 42.7 g/100 mL (100 °C).

2.2. Tính chất hóa học của Na₂SO₄ là gì? 

- Na₂SO₄ có tính bền vững: 

Na₂SO₄ không bị oxy hóa khử ở nhiệt độ bình thường nhưng ở điều kiện có xúc tác là nhiệt độ cao thì nó có thể tác dụng với cacbon (bị khử)

Na₂SO₄ + 2C → Na₂S + 2CO₂.

- Na₂SO₄ có tính bazơ:

Natri sunfat có thể phản ứng với axit sunfuric tạo muối axit natri bisunfat:

Na₂SO₄ + H₂SO₄ ⇌ 2 NaHSO₄

Lưu ý: Với nồng độ và nhiệt độ khác nhau chúng ta sẽ có hệ số căn bằng khác nhau. 

Na₂SO₄ có tính chất trao đổi ion 

Natri sunfat là muối ion điển hình, chứa các ion Na⁺ và SO₄²⁻. Sự có mặt của sunfat trong dung dịch được nhận biết dễ dàng bằng cách tạo ra các sunfat không tan khi xử lý các dung dịch này với muối Ba²⁺ hay Pb²⁺:

- Na₂SO₄ + BaCl₂ → 2 NaCl + BaSO₄ (Kết tủa)

3. Điều chế muối Na₂SO₄ như thế nào

Nguồn khai thác tự nhiên

2/3 sản lượng trên thế giới là nguồn khoáng vật thiên nhiên mirabilite, ví dụ như mẫu khoáng vật tìm thấy ở đáy hồ ở phía nam Saskatchewan. Năm 1990, México và Tây Ban Nha là nguồn cung cấp natri sunfat thiên nhiên lớn của thế giới (mỗi nước khoảng 500,000 tấn), ngoài ra còn có Nga, Hoa Kỳ và Canada với khoảng 350,000 tấn mỗi quốc gia. Nguồn tự nhiên được ước tính vào khoảng hơn 1 tỉ tấn

Sản xuất Na₂SO₄ trong công nghiệp

Khoảng 1/3 lượng natri sunfat còn lại được sản xuất là từ phụ phẩm của các quá trình khác trong công nghiệp hóa học. Phần lớn chúng về mặt hóa học là vốn có của các quá trình ban đầu, và chỉ mang tính kinh tế bên lề. Vì thế, bằng kết quả đạt được của ngành công nghiệp, lượng natri sunfat sản xuất từ phụ phẩm như này đang giảm dần.

Phần lớn natri sunfat thu được là trong quá trình sản xuất acid clohydric, từ natri clorua (muối ăn) và acid sulfuric, trong quá trình Mannheim, hay từ lưu huỳnh điôxit trong quá trình Hargreaves. Natri sunfat thu được từ 2 quá trình trên được gọi là bánh muối.

Mannheim: 2 NaCl + H₂SO₄ → 2 HCl + Na₂SO₄

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

Nguồn natri sunfat sản xuất lớn thứ hai là từ quá trình mà axit sunfuric được trung hòa bởi natri hiđroxit, được áp dụng quy mô lớn trong sản xuất tơ nhân tạo. Phương pháp này còn là phương pháp điều chế trong phòng thí nghiệm tiện lợi và áp dụng rộng rãi.

2 NaOH(aq) + H₂SO₄(aq) → Na₂SO₄(aq) + 2 H₂O(l)

Trong phòng thí nghiệm nó còn được tổng hợp từ phản ứng giữa natri bicacbonat và magie sunfat.

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

Trước đây, natri sunfat còn là phụ phẩm của quá trình sản xuất natri đicromat, khi đó axit sunfuric được cho vào natri cromat để tạo natri đicromat hay sau đó là axit cromic. Ngoài ra natri sunfat còn được tạo ra từ các quá trình sản xuất, chất tạo phức, resorcinol, axit ascorbic, chất tạo màu silica, axit nitric, và phenol.

4. Ứng dụng

Na₂SO₄ được ứng dụng trong sản xuất thủy tinh

- Natri sunphat được sử dụng như một trong những hợp chất chính trong sản xuất thủy tinh. Natri sunphat có thể ngăn ngừa sự hình thành cặn bã bởi thủy tinh nóng chảy trong quá trình tinh chế.

- Natri Sunfat cũng có thể làm bề mặt thủy tinh.

- Natri Sunfat đóng vai trò như một tác nhân làm mịn trong một thủy tinh nóng chảy. 

- Natri Sunfat sẽ loại bỏ bong bóng khí nhỏ và ngăn ngừa quá trình tạo bọt của thủy tinh nóng chảy trong khi tinh chế.

Na₂SO₄ được ứng dụng trong công nghiệp tẩy rửa

- Natri Sunfat được sử dụng như một chất độn trong công nghiệp tẩy rửa đặc biệt là bột giặt. 

- Tuy nhiên, vì có hại cho môi trường nên nó đã được hạn chế rất nhiều. 

Na₂SO₄ được ứng dụng trong sản xuất bột giấy

- Natri sunfat tham gia vào chu trình Kraft như một chất trung gian. Vảy gỗ được nung nóng với natri sulphate tạo thành natri sulfic, bẻ gãy các liên kết xenlulo trong gỗ; Cho nên các vảy gỗ trở nên mềm hơn và dễ dàng tạo thành bột gỗ.

Na₂SO₄ được ứng dụng trong ngành dệt

- Natri sunphat là một hợp chất lý tưởng để nhuộm dệt, vì nó không ăn mòn các mạch thép cũng như có các cực âm trên sợi vải, nên chất nhuộm dễ dàng thấm qua các sợi vải hiệu quả và đều hơn. 

Na₂SO₄ được ứng dụng trong y tế

- Natri sunphat là một trong những hợp chất chúng ta sử dụng như thuốc nhuận tràng.

- Natri Sunfat trong điều trị y tế sử dụng nó như là một hợp chất hóa học để làm sạch ruột trước khi một ứng dụng của các thủ tục nhất định.