制备方法方法一(滩田法)
利用自然界不同季节温度变化使原料液中的水分蒸发,将粗芒硝结晶出来。夏季将含有氯化钠、硫酸钠、硫酸镁、氯化镁等成分的咸水灌入滩田,经日晒蒸发,冬季析出粗芒硝。此法是从天然资源中提出芒硝的主要方法,工艺简单,能耗低,但作业条件差,产品中易混入泥砂等杂质。
方法二(机械冷冻法)利用机械设备将原料液加热蒸发后冷冻至-5~-10℃时析出芒硝。与滩田法比较,此法不受季节和自然条件的影响。产品质量好,但能耗高。
方法三(盐湖综合利用法)主要用于含有多种组分的硫酸盐-碳酸盐型咸水。在提取各种的同时,将粗芒硝分离出来。例如加工含碳酸钠、硫酸钠、、硼化物及钾、溴、锂的盐湖水,可先碳化盐湖卤水,使碳酸钠转化成碳酸氢钠结晶出来;冷却母液至5~15℃,使结晶出来;分离硼砂后的二次母液冷冻至0~5℃,析出。
其他方法可由硫酸和氢氧化钠反应制得。H2SO4+ 2NaOH→Na2SO4+ 2H2O。由也可制得。
还可用碳酸氢钠和硫酸反应制备:2NaHCO3+H2SO4→Na2SO4+2H2O+2CO2。
在实验室可用氯化钠固体和浓硫酸在加热条件下制取硫酸钠。2NaCl+H2SO4→2HCl↑+Na2SO4
或用与铜反应制备:2NaOH+CuSO4=====Na2SO4+Cu(OH)2↓
在家庭中可用碳酸钠或碳酸氢钠与硫酸铜反应制得:
2CuSO4+2Na2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3 ↓+ 2Na2SO4 +CO2↑
4NaHCO3+2CuSO4=Cu2(OH)2CO3↓+2Na2SO4+3CO2↑+H2O
可采用滩田法、机械冷冻法、盐湖综合法。滩田法和机械冷冻法适于加工以Na、Mg、Cl、SO4为主要成分的海水型盐水及其他各种芒硝矿。因低温下硫酸钠的溶解度急剧变小,根据水盐体系相平衡关系可以从卤水中分离出粗芒硝。
物理性质外观与性状:单斜晶系,晶体短柱状,集合体呈致密块状或皮壳状等,无色透明,有时带浅黄或绿色,易溶于水。白色、无臭、有苦味的结晶或粉末, 有吸湿性。外形为无色、、大的结晶或颗粒性小结晶。
结构:单斜、斜方或六方晶系。
溶液:硫酸钠溶液为无色溶液。
: 884℃ (七水合物于24.4℃转无水,十水合物为32.38℃,于100℃失10H2O)
: 1404℃: 2.68g/cm
(298.15K,100kPa):
标准摩尔生成热ΔfHmθ(kJ·mol):-1387.1
标准摩尔生成ΔfGmθ(kJ·mol^-1):-1270.2
标准熵Smθ(J·mol^-1·K^-1): 149.6
溶解性: 不溶于,溶于水,溶于甘油。
其它性质:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl;硫酸钠是含氧酸的强酸强碱盐。
溶解度:
温度 | 0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | 60℃ | 70℃ | 80℃ | 90℃ | 100℃ |
溶解度 | 4.9 | 9.1 | 19.5 | 40.8 | 48.8 | 46.2 | 45.3 | 44.3 | 43.7 | 42.7 | 42.5 |
结晶水 | 24°C以下7H2O | 32.4°C以下10H2O | 无水硫酸钠或1H2O |
化学性质稳定性:稳定,不溶于强酸、铝、镁,吸湿。暴露于空气中易吸湿成为含水硫酸钠。241℃时转变成六方型结晶。高纯度、颗粒细的无水物称为元明粉。极易溶于水。有凉感。味清凉而带咸。在潮湿空气中易水化,转变成粉末状含水硫酸钠覆盖于表面。无水芒硝产于含硫酸钠卤水的盐湖中,与芒硝、钙芒硝、泻利盐、白钠镁矾、石膏、盐镁芒硝、石盐、泡碱等共生;也可由芒硝脱水而成;火山喷气孔周围有少量产出。
毒性:无毒
毒理学数据:小鼠经口:LD50 5989mg/kg
生态学数据:对水是稍微危害的,若无政府许可,勿将材料排入周围环境。
PH值:7,中性
计算化学数据:
1、 疏水参数计算参考值(XlogP):无
2、 氢键供体数量:2
3、 氢键受体数量:4
4、 可旋转化学键数量:0
5、 互变异构体数量:
6、 拓扑分子极性表面积(TPSA):74.6
7、 重原子数量:6
8、 表面电荷:0
9、 复杂度:81.3
10、 同位素原子数量:0
11、 确定原子立构中心数量:0
12、 不确定原子立构中心数量:0
13、 确定化学键立构中心数量:0
14、 不确定化学键立构中心数量:0
15、 共价键单元数量:2
主要用途1、化学工业用作制造硫化钠硅酸钠水玻璃及其它化工产品。
2、造纸工业用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂。
3、玻璃工业用以代替纯碱做助溶剂。
4、纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固剂。
5、用于有色金属冶金、皮革等方面。
6、用来制、纸浆、玻璃、水玻璃、,也用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等。是用食盐与硫酸制造盐酸时的副产品。化工上用于制造硫化钠,硅酸钠等。实验室用于洗去钡盐。工业上用作制取NaOH和H₂SO₄的原料,也用于造纸,玻璃,印染,合成纤维,制革等。 在实验室硫酸钠是一种最为常用的后处理干燥剂。
7、主要用作合成洗涤剂的填充料。造纸工业用于制造硫酸盐纸浆时的蒸煮剂。玻璃工业用以代替纯碱。化学工业用作制造硫化钠、硅酸钠和其他化工产品的原料。纺织工业用于调配维尼纶纺丝凝固浴。医药工业用作缓泻剂。还用于有色冶金、皮革等方面。
8、使水化产物硫铝酸钙更快地生成,从而加快了水泥的水化硬化速度。硫酸钠的掺量一般为水泥质量的0.5%~2%,能提高混凝土早期强度50%~100%,28天强度有时提高,有时降低,提高幅度约在10%左右,随水泥品种、养护条件及其掺量而异。还用作合成洗涤剂的填充料,也用于造纸工业、玻璃工业、化学工业、纺织工业及医药工业等。
9、用作分析试剂,如脱水剂、定氮时消化催化剂,原子吸收光谱分析中干扰抑制剂。还用于医药工业。
10、用于化工、造纸和玻璃、染料、印染和医药工业,在合成纤维、制革、有色冶金、瓷釉等的制造中也有应用,还用于洗涤剂和肥皂中作添加剂。
11、在硫酸盐镀锌中可用作缓冲剂以稳定镀液的ph值。