Na2so4 взаимодействует с водой

Сульфат натрия: способы получения и химические свойства

Сульфат натрия — соль щелочного металла натрия и серной кислоты. Белый. Плавится и кипит без разложения. Хорошо растворяется в воде (гидролиз не идет).

Относительная молекулярная масса Mr = 142,04; относительная плотность для тв. и ж. состояния d = 2,66; t_пл = 884º C; t_кип = 1430º C.

Способ получения

1. В результате взаимодействия разбавленной серной кислоты и гидроксида натрия образуется сульфат натрия и вода:

2. При температуре 450–800º C гидросульфат натрия реагирует с хлоридом натрия. В результате реакции образуется сульфат натрия и хлороводородная кислота:

NaHSO₄ + NaCl = Na₂SO₄ + HCl

3. В состоянии кипения в результате реакции между твердым хлоридом натрия и концентрированной серной кислотой происходит образование сульфата натрия и газа хлороводорода:

4. Твердый сульфид натрия и кислород взаимодействуют при температуре выше 400º C с образованием сульфата натрия:

5. При взаимодействии концентрированного раствора пероксида водорода и сульфида натрия образуется сульфат натрия и вода:

Качественная реакция

Качественная реакция на сульфат натрия — взаимодействие его с хлоридом бария, в результате реакции происходит образование белого осадка , который не растворим в азотной кислоте:

1. При взаимодействии с хлоридом бария , сульфат натрия образует сульфат бария и хлорид натрия:

Химические свойства

1. Сульфат натрия может реагировать с простыми веществами :

1.1. Сульфат натрия реагирует со фтором при температуре 100–150º C. При этом образуются фторид натрия, сульфурилфторид и кислород:

1.2. С водородом сульфат натрия реагирует при температуре 550–600º C, в присутствии катализатора Fe₂O₃ с образованием сульфида натрия и воды:

2. Сульфат натрия вступает в реакцию со многими сложными веществами :

2.1. Сульфат натрия реагирует с гидроксидом бария с образованием гидроксида натрия и сульфата бария:

2.2. При взаимодействии с концентрированной серной кислотой твердый сульфат натрия образует гидросульфат натрия:

2.3. Сульфат натрия реагирует с оксидом серы (VI) . Взаимодействие сульфата натрия с оксидом серы (VI) приводит к образованию пиросульфата натрия:

2.4. Сульфат натрия взаимодействует с хлоридом бария . При этом образуются хлорид натрия и сульфат бария:

Источник

Сульфат натрия, характеристика, свойства и получение, химические реакции

Сульфат натрия, характеристика, свойства и получение, химические реакции.

Сульфат натрия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Na₂SO₄.

Краткая характеристика сульфата натрия:

Сульфат натрия – неорганическое вещество белого цвета.

Химическая формула сульфата натрия Na₂SO₄.

Сульфат натрия – неорганическое химическое соединение, соль серной кислоты и натрия.

Хорошо растворяется в воде . Растворим также в глицерине, метаноле, этаноле. Не растворим в ацетоне.

Безводный Na₂SO₄ устойчив выше температуры 32,384 °C , ниже этой температуры в присутствии воды образуется кристаллогидрат Na₂SO₄·10H₂O.

Сульфат натрия существует в трех модификациях (α, β и γ). α-модификация сульфата натрия имеет ромбическую сингонию. β-модификация сульфата натрия также имеет ромбическую сингонию. γ-модификация имеет гексагональную сингонию. α-модификация переходит в β-модификацию при температуре 185 С о , β-модификация переходит γ-модификацию при 241 С о .

Сульфат натрия не токсичен, пожаро- и взрывобезопасен. Пылевоздушная смесь сульфата натрия не взрывоопасна.

В земной коре сульфат натрия находится в свободном чистом состоянии, в форме кристаллогидратов, а также в составе двойных солей.

Сульфат натрия в чистом состоянии широко распространён в природе в виде минерала тенардит.

Сульфат натрия образует с водой кристаллогидраты. Их формула Na₂SO₄·nH₂O, где n может быть 1, 7 или 10. Кристаллогидрат Na₂SO₄·10H₂O известен как минерал мирабилит (глауберова соль). Данный десятиводный кристаллогидрат сульфата натрия впервые обнаружен химиком И. Р. Глаубером в составе минеральных вод.

Двойные соли сульфат натрия образует с сульфатами ряда металлов , к которым, к примеру, относятся природные минералы астраханит Na₂SO₄·MgSO₄·4H₂O и глауберит Na₂SO₄·CaSO₄.

В пищевой промышленности используется 2 типа сульфата натрия:

– добавка Е514(i) – сульфат натрия (Sodium sulphate) с химической формулой Na₂SO₄;

– добавка Е514(ii) – гидросульфат натрия (Sodium hydrogen sulphate) с химической формулой NaHSO₄.

Физические свойства сульфата натрия:

Наименование параметра:	Значение:
Химическая формула	Na2SO4
Синонимы и названия иностранном языке	sodium sulfate (англ.)

натрий сернокислый (рус.)

тенардит (рус.) Тип вещества неорганическое Внешний вид бесцветные ромбические кристаллы Цвет бесцветный, белый Вкус соленый Запах без запаха Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) твердое вещество Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м 3 2680 Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см 3 2,68 Температура кипения, °C 1429 Температура плавления, °C 884 Гигроскопичность гигроскопичен Молярная масса, г/моль 142,04 Растворимость в воде (25 o С), г/100 г 27,9

Получение сульфата натрия:

Промышленный способ получения сульфата натрия заключается в разработке его месторождений в природе.

В лаборатории сульфат натрия получается в результате следующих химических реакция:

1. 1. взаимодействия сульфата магния и карбоната натрия :

1. 2. взаимодействия оксида натрия и оксида серы:

1. 3. взаимодействия сульфита натрия и пероксида водорода:

1. 4. взаимодействия гидросульфата натрия и гидроксида натрия :

1. 5. взаимодействия сульфата лития и карбоната натрия:

1. 6. взаимодействия оксида серы и гидроксида натрия:

1. 7. и иных реакций.

Источник

Серная кислота

Серная кислота

Строение молекулы и физические свойства

Серная кислота H₂SO₄ – это сильная кислота, двухосновная, прочная и нелетучая. При обычных условиях серная кислота – тяжелая маслянистая жидкость, хорошо растворимая в воде.

Растворение серной кислоты в воде сопровождается выделением значительного количества кислоты. Поэтому по правилам безопасности в лаборатории при смешивании серной кислоты и воды мы добавляем серную кислоту в воду небольшими порциями при постоянном перемешивании.

Валентность серы в серной кислоте равна VI.

Способы получения

1. Серную кислоту в промышленности производят из серы, сульфидов металлов, сероводорода и др. Один из вариантов — производство серной кислоты из пирита FeS₂.

Основные стадии получения серной кислоты :

• Сжигание или обжиг серосодержащего сырья в кислороде с получением сернистого газа.
• Очистка полученного газа от примесей.
• Окисление сернистого газа в серный ангидрид.
• Взаимодействие серного ангидрида с водой.

Рассмотрим основные аппараты, используемые при производстве серной кислоты из пирита (контактный метод):

Аппарат	Назначение и уравнения реакций
Печь для обжига	4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 + Q Измельченный очищенный пирит сверху засыпают в печь для обжига в «кипящем слое». Снизу (принцип противотока) пропускают воздух, обогащенный кислородом, для более полного обжига пирита. Температура в печи для обжига достигает 800 о С
Циклон	Из печи выходит печной газ, который состоит из SO2, кислорода, паров воды и мельчайших частиц оксида железа. Такой печной газ очищают от примесей. Очистку печного газа проводят в два этапа. Первый этап — очистка газа в циклоне. При этом за счет центробежной силы твердые частички ссыпаются вниз.
Электрофильтр	Второй этап очистки газа проводится в электрофильтрах. При этом используется электростатическое притяжение, частицы огарка прилипают к наэлектризованным пластинам электрофильтра).
Сушильная башня	Осушку печного газа проводят в сушильной башне – снизу вверх поднимается печной газ, а сверху вниз льется концентрированная серная кислота.
Теплообменник	Очищенный обжиговый газ перед поступлением в контактный аппарат нагревают за счет теплоты газов, выходящих из контактного аппарата.
Контактный аппарат	2SO2 + O2 ↔ 2SO3 + Q В контактном аппарате производится окисление сернистого газа до серного ангидрида. Процесс является обратимым. Поэтому необходимо выбрать оптимальные условия протекания прямой реакции (получения SO3): температура: оптимальной температурой для протекания прямой реакции с максимальным выходом SO3 является температура 400-500 о С. Для того чтобы увеличить скорость реакции при столь низкой температуре в реакцию вводят катализатор – оксид ванадия (V) V2O5. давление: прямая реакция протекает с уменьшением объемов газов. Для смещения равновесия вправо процесс проводят при повышенном давлении. Как только смесь оксида серы и кислорода достигнет слоев катализатора, начинается процесс окисления SO2 в SO3. Образовавшийся оксид серы SO3 выходит из контактного аппарата и через теплообменник попадает в поглотительную башню.
Поглотительная башня	Получение H2SO4 протекает в поглотительной башне. Однако, если для поглощения оксида серы использовать воду, то образуется серная кислота в виде тумана, состоящего из мельчайших капелек серной кислоты. Для того, чтобы не образовывался сернокислотный туман, используют 98%-ную концентрированную серную кислоту. Оксид серы очень хорошо растворяется в такой кислоте, образуя олеум: H2SO4·nSO3. Образовавшийся олеум сливают в металлические резервуары и отправляют на склад. Затем олеумом заполняют цистерны, формируют железнодорожные составы и отправляют потребителю.

Общие научные принципы химического производства:

1. Непрерывность.
2. Противоток
3. Катализ
4. Увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ.
5. Теплообмен
6. Рациональное использование сырья

Химические свойства

Серная кислота – это сильная двухосновная кислота .

1. Серная кислота практически полностью диссоциирует в разбавленном в растворе по первой ступени:

По второй ступени серная кислота диссоциирует частично, ведет себя, как кислота средней силы:

HSO₄ – ⇄ H + + SO₄ 2–

2. Серная кислота реагирует с основными оксидами, основаниями, амфотерными оксидами и амфотерными гидроксидами.

Например , серная кислота взаимодействует с оксидом магния:

Еще пример : при взаимодействии серной кислоты с гидроксидом калия образуются сульфаты или гидросульфаты:

Серная кислота взаимодействует с амфотерным гидроксидом алюминия:

3. Серная кислота вытесняет более слабые из солей в растворе (карбонаты, сульфиды и др.). Также серная кислота вытесняет летучие кислоты из их солей (кроме солей HBr и HI).

Например , серная кислота взаимодействует с гидрокарбонатом натрия:

Или с силикатом натрия:

Концентрированная серная кислота реагирует с твердым нитратом натрия. При этом менее летучая серная кислота вытесняет азотную кислоту:

Аналогично – концентрированная серная кислота вытесняет хлороводород из твердых хлоридов, например , хлорида натрия:

4. Т акже серная кислота вступает в обменные реакции с солями.

Например , серная кислота взаимодействует с хлоридом бария:

5. Разбавленная серная кислота взаимодействует с металлами, которые расположены в ряду активности металлов до водорода. При этом образуются соль и водород.

Например , серная кислота реагирует с железом. При этом образуется сульфат железа (II):

Серная кислота взаимодействует с аммиаком с образованием солей аммония:

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем . При этом она обычно восстанавливается до сернистого газа SO₂. С активными металлами может восстанавливаться до серы S, или сероводорода Н₂S.

Железо Fe, алюминий Al, хром Cr пассивируются концентрированной серной кислотой на холоде. При нагревании реакция возможна.

При взаимодействии с неактивными металлами концентрированная серная кислота восстанавливается до сернистого газа:

При взаимодействии с щелочноземельными металлами и магнием концентрированная серная кислота восстанавливается до серы:

При взаимодействии с щелочными металлами и цинком концентрированная серная кислота восстанавливается до сероводорода:

6. Качественная реакция на сульфат-ионы – взаимодействие с растворимыми солями бария. При этом образуется белый кристаллический осадок сульфата бария:

Видеоопыт взаимодействия хлорида бария и сульфата натрия в растворе (качественная реакция на сульфат-ион) можно посмотреть здесь.

7. Окислительные свойства концентрированной серной кислоты проявляются и при взаимодействии с неметаллами.

Например , концентрированная серная кислота окисляет фосфор, углерод, серу. При этом серная кислота восстанавливается до оксида серы (IV):

Уже при комнатной температуре концентрированная серная кислота окисляет галогеноводороды и сероводород:

Источник