Solfato di sodio: Formula, Proprietà, Struttura, Applicazioni

Solfato di sodio (sale disodico di acido solforico, tetraossidosolfato di disodio, solfato di sodio, sale di Glauber, sodio, mirabilite) è il composto inorganico con la formula Na ₂ SO ₄ e i suoi idrati correlati. Tutte le forme sono solidi bianchi che sono altamente solubili in acqua.

È considerato uno dei principali prodotti chimici commercializzati. La sua produzione mondiale (quasi esclusivamente sotto forma di decaidrato) ammonta a circa 6 milioni di tonnellate all'anno.

L'Thenardite è il minerale anidro di solfato di sodio che viene prodotto in ambienti aridi dell'evaporite, nelle grotte asciutte, nelle vecchie operazioni minerarie come una efflorescenza e come deposito intorno alle fumarole.

Fu descritto per la prima volta nel 1825 a Salinas Espartinas (Ciempozuelos, Madrid, Spagna) e fu nominato thenardita in onore del chimico francese Louis Jacques Thénard (1777-1826).

Il chimico e farmacista olandese-tedesco Johann Rudolf Glauber (1604-1670) scoprì nel 1625, nell'acqua di una sorgente austriaca, il solfato di sodio decaidrato (più tardi noto come sale di Glauber). Lo chiamò sale mirabilis (sale miracoloso), grazie alle sue proprietà medicinali.

Tra il 1650 e il 1660, Glauber iniziò a produrre solfato di sodio da sale comune (NaCl) e acido solforico concentrato. Questo processo è considerato l'inizio dell'industria chimica.

I suoi cristalli sono stati usati come lassativo fino al 20 ° secolo.

Nel diciottesimo secolo, la reazione del sale di Glauber con cloruro di potassio (carbonato di potassio) iniziò ad essere utilizzata nella produzione industriale di carbonato di sodio (carbonato di sodio).

Attualmente è utilizzato principalmente per la produzione di detergenti e nel processo Kraft per la produzione di pasta di carta (il metodo dominante nella produzione di carta).

I depositi di sodio solfato si trovano negli Stati Uniti, Canada, Spagna, Italia, Turchia, Romania, Messico, Botswana, Cina, Egitto, Mongolia e Sud Africa.

I principali produttori sono la Cina (province di Jiangsu e Sichuan), seguita dalla Spagna, dove si trova il più grande giacimento di glauberite del mondo (a Cerezo de Río Tirón, Burgos).

La produzione mondiale totale di solfato di sodio naturale è stimata in circa 8 milioni di tonnellate e quella ottenuta come sottoprodotto di altri processi industriali tra 2 e 4 Mt.

In Spagna, secondo le informazioni pubblicate nell'inventario nazionale delle risorse di solfato di sodio e altri dati aggiornati, le scorte stimate di minerali di solfato di sodio nell'ordine di 730 Mt catalogate come "riserve" e 300 milioni di più catalogate come "altre risorse" .

Nell'Unione Europea, la Spagna è attualmente l'unico paese con minerali di sodio solfato (principalmente di Thenardite, Glauberite e Mirabilite).

Attualmente vi è un calo generale della domanda di solfato di sodio nel settore tessile.

Negli ultimi anni, altri settori come i detersivi hanno registrato una certa crescita, in alcune regioni, a causa del loro basso prezzo come materia prima.

I principali mercati in espansione per i detergenti a base di sodio solfato si trovano in Asia, America Centrale e Sud America.

formule

Struttura 2D

Struttura 3D

lineamenti

Proprietà fisiche e chimiche

Il solfato di sodio appartiene al gruppo reattivo dei composti del sodio e appartiene anche al gruppo dei solfati, degli idrogeni e dei disolfati.

infiammabilità

È una sostanza non combustibile. Non vi è alcun rischio di esplosione delle sue polveri.

reattività

Il solfato di sodio è molto solubile in acqua e igroscopico. È molto stabile, non reattivo nei confronti della maggior parte degli agenti ossidanti o riducenti a temperature normali. Ad alte temperature, può essere convertito in solfuro di sodio mediante riduzione carbotermica.

Le sostanze chimicamente non reattive sono considerate non reattive in condizioni ambientali tipiche (sebbene possano reagire in circostanze relativamente estreme o in catalisi). Sono resistenti all'ossidazione e alla riduzione (eccetto in condizioni estreme).

Reazioni chimiche pericolose

Quando l'alluminio viene fuso insieme al solfato di sodio o di potassio, si verifica un'esplosione violenta.

tossicità

Le sostanze chimicamente non reattive sono considerate non tossiche (sebbene le sostanze gassose in questo gruppo possano agire come asfissianti).

Sebbene il solfato di sodio sia generalmente considerato non tossico, deve essere maneggiato con cura. La polvere può causare asma o irritazione temporanea agli occhi. Questo rischio può essere evitato attraverso l'uso di occhiali protettivi e una maschera di carta.

applicazioni

Le sue principali applicazioni sono nella produzione di:

detersivo in polvere.
polpa di carta
tessile.
vetro.
sintesi di enzimi (vinificazione).
cibo umano e animale.
prodotti farmaceutici.
chimica di base in generale.
processi di acciaio.
Detersivo in polvere

Il solfato di sodio è un materiale molto economico. Il suo più grande uso è come riempitivo di detersivi in polvere per uso domestico, consumando ca. 50% della produzione mondiale. I nuovi detersivi compatti o liquidi non includono solfato di sodio, quindi questo uso sta diminuendo.

Un altro uso del solfato di sodio sta diminuendo di importanza, specialmente negli Stati Uniti. e il Canada, è nel processo Kraft per la produzione di pasta di legno. I progressi nell'efficienza termica del processo hanno ridotto drasticamente la necessità di solfato di sodio.

L'industria del vetro fornisce un'altra importante applicazione per il solfato di sodio. È la seconda più grande applicazione in Europa. Il solfato di sodio è usato per aiutare a eliminare piccole bolle d'aria dal vetro fuso.

In Giappone, la più grande applicazione di solfato di sodio è nella produzione di tessuti. Il solfato di sodio aiuta i coloranti a penetrare uniformemente nelle fibre e non corrode i contenitori di acciaio inossidabile utilizzati nella tintura (a differenza del cloruro di sodio, che è il metodo alternativo).

Il solfato di sodio è particolarmente adatto per la conservazione di calore solare di bassa qualità (per il successivo rilascio in applicazioni di riscaldamento) a causa della sua elevata capacità di accumulo di calore durante il passaggio di fase da solido a liquido, che viene dato a 32 ° C .

Per applicazioni di raffreddamento, una miscela con sale comune di sodio cloruro (NaCl) riduce il punto di fusione a 18 ° C.

In laboratorio, il solfato di sodio anidro è ampiamente usato come agente essiccante inerte, per rimuovere tracce di acqua dalle soluzioni organiche. La sua azione è più lenta di quella del solfato di magnesio, ma può essere utilizzata con una varietà di materiali poiché è chimicamente piuttosto inerte.

Il solfato di sodio decaidrato (sale di Glauber) veniva storicamente utilizzato come lassativo. È efficace per l'eliminazione di alcuni farmaci come il paracetamolo (acetaminofene) dal corpo dopo un sovradosaggio.

Altre applicazioni per il solfato di sodio includono il suo uso come additivo nella produzione di deodoranti per tappeti, come additivo nell'alimentazione dei bovini e nella produzione di amido.

Effetti clinici

Per le sue applicazioni terapeutiche, il solfato di sodio appartiene alla categoria dei lassativi salini e catartici utilizzati nel trattamento della stitichezza.

I catartici salini sono sali che trattengono i fluidi nell'intestino dall'azione osmotica del sale non assorbito, producendo un aumento della peristalsi indirettamente.

I catartici salini sono scarsamente assorbiti dal tratto gastrointestinale, pertanto la tossicità sistemica è improbabile a meno che non siano state ingerite quantità massicce. Tuttavia, grandi esposizioni possono causare disidratazione e alterazioni elettrolitiche secondarie agli effetti osmotici del composto.

L'abuso cronico di lassativo può verificarsi in pazienti con disturbi alimentari, sindrome di Munchausen o disordini fittizi. In generale, i pazienti accusano nausea, vomito e diarrea associati a crampi addominali. Gli effetti gravi possono includere disidratazione, ipotensione, ipernatriemia e anomalie elettrolitiche.

Sicurezza e rischi

Dichiarazioni di pericolo del sistema globale armonizzato di classificazione ed etichettatura dei prodotti chimici (SGA).

Il sistema globale armonizzato per la classificazione e l'etichettatura delle sostanze chimiche (SGA) è un sistema concordato a livello internazionale, creato dalle Nazioni Unite per sostituire i vari standard di classificazione ed etichettatura utilizzati in diversi paesi attraverso l'uso di criteri globali coerenti (Nazioni Unite United, 2015).

Le classi di pericolo (e il capitolo corrispondente del GHS), le norme di classificazione ed etichettatura e le raccomandazioni per il solfato di sodio sono le seguenti (Agenzia europea per le sostanze chimiche, 2017, Nazioni Unite, 2015, PubChem, 2017):

Classi di rischio del GHS

H315: Provoca irritazione cutanea [Attenzione Corrosione / irritazione cutanea - Categoria 2].

H317: Può provocare una reazione allergica cutanea [Warning Sensitization, Skin - Category 1].

H319: Provoca grave irritazione oculare [Avvertenza Lesioni oculari gravi / irritazione oculare - Categoria 2A].

H412: Nocivo per gli organismi acquatici con effetti avversi a lunga durata [Pericoloso per l'ambiente acquatico, pericolo a lungo termine - Categoria 3].

(PubChem, 2017)