SODIUM SULFATE (NA2SO4): STRUKTUR, SIFAT, PENGGUNAAN, PEROLEHAN - KIMIA - 2025

The natrium sulfat merupakan garam anorganik memiliki satu rumus kimia Na ₂ SO ₄ . Ini terdiri dari padatan putih, hadir dalam tiga bentuk: anhydrous, the heptahydrate (hampir tidak tersedia) dan decahydrate (yang dikenal sebagai garam Glaubert); yang terakhir adalah bentuk natrium sulfat yang paling melimpah.

Sodium sulfate decahydrate, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, ditemukan pada tahun 1625 oleh Glaubert di mata air, yang menamakannya garam mirabilis (garam ajaib) karena khasiat obatnya.

Tonton gelas dengan sampel natrium sulfat. Sumber: Walkerma via Wikipedia.

Sodium sulfate memiliki banyak aplikasi dalam industri tekstil dan kertas, serta dalam pembuatan kaca. Penggunaannya diperluas ke aplikasi termal, yang mencakup pasokan panas sekitar dan pendinginan laptop.

Sodium sulfate adalah senyawa dengan toksisitas rendah dan tindakan berbahaya terutama mekanis dan non-kimiawi. Untuk alasan kristalografi, garam ini, seperti pasangan kaliumnya, K ₂ SO ₄ , memiliki struktur kisi dan polimorfik.

Struktur

Garam anhidrat

Ion natrium sulfat anhidrat. Sumber: Claudio Pistilli

Rumus Na ₂ SO _{4 langsung} menunjukkan bahwa ion Na ⁺ dan SO ₄ ^2- berada dalam perbandingan 1: 2 dalam kristal garam ; Artinya, untuk setiap dua kation Na ⁺ ada anion SO ₄ ^{2- yang} berinteraksi dengannya melalui tarikan elektrostatis (gambar atas).

Tentu saja, ini berlaku untuk anhidrat Na ₂ SO ₄ , dengan tidak ada molekul air dikoordinasikan dengan natrium dalam kristal.

Sodium sulfat

Meskipun merupakan garam yang tampaknya sederhana, deskripsinya secara struktural kompleks. Na ₂ SO ₄ menampilkan polimorfisme, yang memiliki hingga lima fasa kristal: I, II, III, IV dan V, yang suhu transisinya masing-masing adalah 180, 200, 228, 235 dan 883 ºC.

Meskipun tidak ada referensi yang menyatakannya, Na ₂ SO ₄ I haruslah yang memiliki struktur kristal heksagonal, lebih padat dibandingkan ortorombik Na ₂ SO ₄ III, yang kristalnya Na ⁺ membentuk tetrahedra (NaO ₄ ) dan koordinasi oktahedra (NaO ₆ ); artinya, ia dapat dikelilingi oleh empat atau enam anion SO ₄ ^2- .

Garam kering

Sedangkan struktur kristal monoklinik hidrat terpentingnya, Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O, lebih sederhana. Di dalamnya, secara praktis molekul air yang berinteraksi atau berkoordinasi dengan Na ⁺ dalam Na (H ₂ O) ₆ ⁺ oktahedra , dengan SO ₄ ^2- cukup memberikan stabilitas yang cukup pada kristal sehingga ada dalam fase padat.

Namun, titik lelehnya (32,38ºC) jauh lebih rendah daripada titik leleh garam anhidrat (884ºC) menunjukkan bagaimana molekul air dan ikatan hidrogennya melemahkan interaksi ionik yang lebih kuat dalam Na ₂ SO ₄ .

Properti

Nama

-Sodium sulfat (IUPAC)

-Glauber garam (decahydrate)

Garam ajaib (decahydrate)

-Disodium sulfat.

Masa molar

142,04 g / mol (anhidrat)

322,20 g / mol (dekahidrat)

Penampilan fisik

Padatan kristal higroskopis putih

Bau

Toilet

Rasa

Pahit dan asin

Massa jenis

2,664 g / cm ³ (anhidrat)

1.464 g / cm ³ (dekahidrat)

Perhatikan bagaimana molekul air di dalam kristal menyebabkannya mengembang dan, oleh karena itu, menurunkan kepadatannya.

Titik lebur

884 ºC (anhidrat)

32,38 ºC (decahydrate)

Titik didih

1.429 ºC (anhidrat)

Kelarutan air

4,76 g / 100 ml (0 ºC)

13,9 g / 100 ml (20 ° C)

42,7 g / 100 ml (100 ° C)

Semua nilai kelarutan sesuai dengan garam anhidrat, yang cukup larut dalam air pada semua suhu.

Kelarutan meningkat secara tiba-tiba antara 0ºC dan 38,34ºC, mengamati bahwa dalam kisaran suhu ini kelarutan meningkat lebih dari 10 kali lipat. Namun, dari 32,38ºC kelarutannya tidak bergantung pada suhu.

Kebetulan pada suhu 32,8 ºC, natrium sulfat dekahidrat larut dalam air kristalnya sendiri. Dengan demikian, kesetimbangan tercapai antara garam dekahidrat, garam anhidrat dan larutan natrium sulfat jenuh.

Selama kondisi tiga fase dipertahankan, suhu akan tetap konstan, yang memungkinkan suhu termometer dikalibrasi.

Sedangkan kelarutan garam heptahidrasi adalah:

19,5 g / 100 ml (0 ºC)

44,0 g / 100 ml (20 ° C)

Perhatikan bahwa pada 20 ° C garam heptahidrat tiga kali lebih mudah larut daripada garam anhidrat.

Indeks bias

1.468 (anhidrat)

1,394 (decahydrate)

Stabilitas

Stabil di bawah kondisi penyimpanan yang direkomendasikan. Tidak cocok dengan asam dan basa kuat, aluminium dan magnesium.

Penguraian

Ketika dipanaskan hingga dekomposisi, ia mengeluarkan asap beracun sulfur oksida dan natrium oksida.

pH

Larutan berair 5% memiliki pH 7.

Reaktivitas

Sodium sulfat terdisosiasi dalam larutan air menjadi 2 Na ⁺ dan SO ₄ ^2- , yang memungkinkan ion sulfat bergabung dengan Ba ²⁺ untuk mengendapkan barium sulfat. Ini secara praktis membantu menggantikan ion barium dari sampel air.

Natrium sulfat diubah menjadi natrium sulfida dengan bereaksi pada suhu tinggi dengan batubara:

Na ₂ SO ₄ + 2 C => Na ₂ S + 2 CO ₂

Garam Glaubert, NaSO ₄ .10H ₂ O bereaksi dengan kalium karbonat menghasilkan natrium karbonat.

Aplikasi

Industri kertas

Sodium sulfate digunakan dalam pembuatan bubur kertas. Ini digunakan dalam produksi kertas Kraft, yang tidak mengandung lignin dan tidak mengalami proses pemutihan, yang membuatnya sangat tahan. Selain itu, digunakan dalam pembuatan karton.

Deterjen

Ini digunakan sebagai bahan pengisi untuk deterjen rumah tangga sintetis, ditambahkan ke deterjen untuk mengurangi tegangan permukaan.

Kacamata

Ini digunakan dalam pembuatan kaca untuk mengurangi atau menghilangkan keberadaan gelembung udara kecil di kaca cair. Selain itu, ini menghilangkan pembentukan terak selama proses pemurnian kaca cair.

Industri tekstil

Sodium sulfate digunakan sebagai mordan, karena memfasilitasi interaksi pewarna dengan serat kain. Sodium sulfate decahydrate digunakan dalam uji pewarna.

Selain itu, natrium sulfat digunakan sebagai pengencer pewarna dan zat bantu pencetakan pewarna; seperti pewarna langsung, pewarna belerang, dan bahan lain yang mendorong pewarnaan kapas. Ini juga digunakan sebagai agen penghambat untuk pewarna sutra langsung.

Obat

Sodium sulfate decahydrate digunakan sebagai pencahar, karena diserap dengan buruk di usus, dan karena itu tetap berada di lumen usus yang menyebabkan peningkatan volume. Ini merangsang peningkatan kontraksi peristaltik yang memicu pengeluaran isi usus.

Sodium sulfate adalah penangkal racun barium dan timbal. Garam Glaubert efektif dalam menghilangkan obat tertentu yang tertelan secara berlebihan; misalnya parasetamol (acetoaminophen).

Selain itu, digunakan untuk memasok elektrolit yang kekurangan yang ada dalam larutan isoosmotik.

Agen pengering

Sodium sulfate, sebagai reagen inert, digunakan untuk menghilangkan air dari larutan senyawa organik.

Bahan baku

Sodium sulfate digunakan sebagai bahan baku untuk produksi berbagai zat, termasuk: sodium sulfide, sodium carbonate, dan ammonium sulfate.

Memperoleh

Sodium sulfate diperoleh dengan ekstraksi penambangan dan dengan reaksi kimia.

Ekstraksi penambangan

Ada tiga bijih atau mineral yang dieksploitasi dengan hasil komersial: thenardite (Na ₂ SO ₄ ), mirabilite (Na ₂ SO ₄ · 10H ₂ O) dan glaubarite (Na ₂ SO ₄ · CaSO ₄ ).

Di Spanyol, deposit thenardite dan mirabilite dieksploitasi oleh penambangan bawah tanah di galeri dan pilar. Sedangkan glauberit diperoleh di tempat terbuka dengan menggunakan rakit besar yang ditempatkan di atas deposit mineral.

Lahan disiapkan dengan peledakan intensitas rendah untuk menghasilkan porositas yang memungkinkan pencucian natrium sulfat. Fase produksi terjadi dengan irigasi sprinkler air tawar glauberit, pencuciannya menyebar ke bawah.

Air garam natrium sulfat dikumpulkan, meninggalkan residu kalsium sulfat sebagai isian.

Produksi bahan kimia

Natrium sulfat diperoleh selama produksi asam klorida melalui dua proses: proses Mannheim dan proses Hardgreaves.

Proses Mannheim

Itu dilakukan di tungku baja besar dan dengan platform reaksi baja 6 m. Reaksi terjadi antara natrium klorida dan asam sulfat:

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

Proses Hardgreaves

Ini melibatkan reaksi natrium klorida, sulfur oksida, oksigen, dan air:

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

Lainnya

Natrium sulfat diproduksi dalam reaksi netralisasi antara natrium hidroksida dan asam sulfat:

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

Sodium sulfate adalah produk sampingan dari produksi berbagai senyawa. Itu diekstraksi dari limbah cair yang dibuang selama produksi viscose dan plastik. Juga dalam produksi natrium dikromat, fenol, asam borat dan litium karbamat.

Resiko

Sodium sulfate dianggap sebagai senyawa toksisitas rendah. Namun, hal itu dapat membahayakan orang yang menggunakannya secara tidak benar.

Misalnya kontak dapat menyebabkan iritasi mata, kemerahan dan nyeri. Pada kulit bisa menyebabkan iritasi dan alergi pada beberapa orang. Menelannya bisa menyebabkan iritasi pada saluran pencernaan dengan mual, muntah dan diare. Dan terakhir, inhalasi menghasilkan iritasi pada saluran pernafasan.

Referensi

1. Menggigil & Atkins. (2008). Kimia anorganik. (Edisi keempat). Mc Graw Hill.
2. Wikipedia. (2019). Sodium sulfat. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
3. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Sodium sulfat. Database PubChem. CID = 24436. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. BN Mehrotra. (1978). Struktur kristal Na ₂ SO ₄ III. Diperoleh dari: rruff-2.geo.arizona.edu
5. Glauberite-Thenardite (natrium sulfat). . Diperoleh dari: igme.es