Сульфат натрия - удивительное вещество с множеством полезных свойств. Оно широко используется в промышленности и медицине. Давайте разберемся, что представляет собой это соединение, где его берут и для чего применяют.
1. Что такое сульфат натрия
Сульфат натрия - это соль натрия и серной кислоты. Его молекулярная формула - Na2SO4. Это бесцветные кристаллы без запаха, хорошо растворимые в воде.
Сульфат натрия образует кристаллогидраты, самый известный из которых - декагидрат, получивший название "глауберова соль".
Физические свойства сульфата натрия:
- Температура плавления: 884°C
- Плотность: 2,7 г/см3
- Растворимость в воде при 25°C: 49,7 г/100 мл
При нагревании безводный сульфат натрия устойчив выше +32,384°C. Ниже этой температуры в присутствии воды образуется кристаллогидрат \Na2SO4·10H2O\.
Химические реакции
В результате электролиза водного раствора сульфата натрия на катоде выделяется водород, на аноде - кислород. Происходит обогащение ионами натрия у катода и ионами SO42- у анода.
Качественная реакция на сульфат-ион:
- К раствору соли добавляют хлорид бария BaCl2
- Образуется белый осадок сульфата бария BaSO4
| Na2SO4 + BaCl2 → | 2NaCl + BaSO4 |
Получение сульфата натрия
В промышленности сульфат натрия производят взаимодействием хлорида натрия с серной кислотой при 500-550°C. Однако в настоящее время этот метод почти не применяется из-за наличия природных залежей.
Сульфат натрия также получается как побочный продукт в производствах хромпика, никеля, кобальта.
2. Месторождения и добыча
В природе сульфат натрия встречается в минералах тенардит и мирабилит (глауберова соль), а также в рапе и донных отложениях соленых озер хлоридно-сульфатного типа.
Крупнейшие месторождения расположены в США, Мексике, Китае. В России один из лидеров по добыче - ПАО "Кучуксульфат".
Для извлечения природного сульфата натрия используют открытый и подземный способы. Полученное сырье подвергают очистке, фильтрации, сушке.
Сравнительно недавно появился метод добычи сульфата натрия из сточных вод химических и металлургических производств. Это позволяет утилизировать отходы и получать дополнительный доход.
3. Применение в производстве моющих средств
Одна из важнейших областей использования сульфата натрия - производство моющих и чистящих средств. Ранее это вещество массово добавляли в состав синтетических порошков для стирки.
В последние годы большинство стран перешли на выпуск концентрированных компактных стиральных порошков, в которых сульфат натрия применение незначительно или отсутствует.
Тем не менее, многие российские производители по-прежнему закупают эту добавку для своих средств в объеме более 300 тыс. тонн ежегодно.
Преимущества использования
- Удешевляет стоимость готовой продукции
- Улучшает моющие свойства
- Придает порошку сыпучесть
Недостатки
- Плохо влияет на окружающую среду
- Может раздражать кожу рук при контакте
4. Применение в стекольной промышленности
Стекольное производство - еще одно крупное направление применения сульфата натрия. Здесь это вещество выполняет следующие функции:
- Снижает температуру плавления стекольной шихты
- Уменьшает летучесть щелочных компонентов
- Улучшает оптические свойства стекла
Как правило, сульфат натрия вводят в шихту в количестве 5-10% от общей массы. Это позволяет экономить топливо и улучшать качество готовых изделий.
5. Применение в целлюлозно-бумажной промышленности
Еще одной важнейшей отраслью потребления является производство целлюлозы и бумаги. Здесь сульфат натрия используют как компонент варочных растворов.
Преимущества сульфатного способа получения целлюлозы:
- Высокое качество целлюлозы
- Возможность использования различной древесины
- Меньшее загрязнение сточных вод
Сульфат натрия также применяют непосредственно при отбеливании целлюлозы перед производством бумаги.
6. Другие области применения
Кроме вышеперечисленного, сульфат натрия находит применение:
- В текстильной промышленности как закрепитель красителей
- В кожевенном производстве для удаления волоса и подготовки шкур
- В электролитическом рафинировании цветных металлов
Также это вещество используют в научных исследованиях и аналитических лабораториях в качестве реагента и осушителя.
7. Использование в медицине
Сульфат натрия давно применяется в медицинских целях благодаря своим полезным свойствам. В основном это слабительное и желчегонное действие.
Механизм слабительного эффекта
Попадая в кишечник, сульфат натрия задерживает воду, раздражает рецепторы слизистой оболочки и стимулирует перистальтику. В результате разжижается кал, усиливается моторика кишечника, и его содержимое быстрее выводится.
Показания к применению
- Запоры
- Подготовка к диагностическим и хирургическим процедурам на кишечнике
- Отравления (снижает всасывание токсинов)
- Для выведения глистов после дегельминтизации
Способ применения и дозы
Сульфат натрия принимают внутрь в виде раствора. Рекомендуемая доза для взрослого 15-30 г за один прием, для детей - 1 г на год жизни.
Действие развивается через 4-6 часов. Курс лечения не должен превышать 5 дней.
8. Безопасность и утилизация отходов
Согласно классификации ГОСТ, сульфат натрия относится к малоопасным веществам (4 класс опасности). Тем не менее, при производстве и использовании необходимо соблюдать определенные меры предосторожности.
Воздействие на окружающую среду
Сброс отходов в водоемы приводит к изменению их солевого состава, гибели флоры и фауны. Поэтому сточные воды должны проходить очистку и утилизацию.
Утилизация отходов производства
Отработанные растворы и твердые отходы рекомендуется направлять на переработку с целью повторного извлечения сульфата натрия.
Это позволяет снизить техногенную нагрузку на экосистемы и получить экономическую выгоду для предприятий.
