Сульфат натрію

Брайан Клег на сульфаті натрію, відомий як “чудодійна сіль” через сильну проносну дію.

Міра Сентилінгам

Цього тижня Брайан Клег робить пропозицію висвітлити хімію сульфату натрію.

Брайан Клег

Якби ви розглянули всі можливі іонні сполуки, яким можна було б назвати прізвисько „чудодійна сіль”, або sal mirabalis, то неминуче було б кілька претендентів. Можливо, старий добрий хлорид натрію через його здатність покращувати смак їжі, або, можливо, сульфат міді через приголомшливий блакитний колір у кристалічній формі. Але те, що може не прийти мені на думку відразу, це сульфат натрію, мабуть, названий так, тому що він робить хороше проносне. Також відома як сіль Глаубера, після її першовідкривача Йоганна Глаубера сульфат натрію є простою неорганічною сполукою формули Na2SO4.

Відкриття Глаубером сульфату натрію в мінеральній джерельній воді в середині ХVІІ століття відбулося в той час, коли медицина все ще зосереджувалась головним чином на досягненні балансу чотирьох уявних "гуморів": крові, мокроти, жовтої жовчі та чорної жовчі. Хвороба вважалася наслідком виходу з гумуру рівноваги, тому нещасного пацієнта, як правило, лікували кровопусканням, блювотою, що викликає блювоту, або проносним засобом для «очищення» організму від незбалансованих речовин. Коли сульфат натрію виявився відносно нешкідливим, але надзвичайно ефективним проносним, його прийняли в медичну зброю.

Плямисте озеро в Окананаган-Валлі, Осою, Британська Колумбія. Він містить щільні відкладення сульфату магнію, сульфатів кальцію та натрію.

Джерельна вода, без сумніву, підібрала свій сульфат натрію із відносно поширеного мінералу із спорідненою назвою мірабіліт, який є майже чистою гідридною версією сполуки з десятьма молекулами води на кожну з сульфату натрію. Джерелом цього матеріалу є іони натрію, що виділяються при ерозії магматичних порід, реагуючи у воді з відкладеннями сірки. Деякий час у дев'ятнадцятому столітті сульфат натрію виготовлявся з хлориду натрію та сірчаної кислоти в процесі Леблана як посередник для задоволення зростаючих потреб у карбонаті натрію, поки виробництво не було знищено вищим процесом Солвея. Тепер ми повернулися до мірабіліту як первинного джерела, який легко перетворюється на безводний сульфат натрію (також відомий як злий звук тенардиту), оскільки гідратована форма нестійка в сухій атмосфері.

Більшість з нас використовували продукт, що містить сульфат натрію, хоча, як не дивно, він присутній у ролі, яка не має практичної функції. Порошкоподібні миючі засоби для прання білизни зазвичай містять сульфат натрію просто для розливу продукту, роблячи виробників миючих засобів найбільшими споживачами сполуки. Це не робить нічого для прання, але як дуже дешева, нейтральна рН речовина, яка легко розчиняється в теплій воді, вона просто проходить через систему, роблячи продукт менш витратним для одержання одиниці ваги. Навколо його не так багато, як раніше, оскільки популярність порошку знизилася, і немає необхідності в наповнювачі в рідинах і гелях. Нашу сполуку іноді плутають з лаурилсульфатом натрію (також відомим як додецилсульфат натрію) та лауретсульфатом натрію, які є поверхнево-активними речовинами, що використовуються в ряді засобів для чищення від миючих засобів до зубних паст, але обидва ці сполуки є досить складними органічними структурами, які не виробляються з основного сульфату натрію.

Наш сульфат також виявляється фінішним агентом - не у більш звичному середовищі винного чи пивного начищення, а у виробництві скла. У спиртних напоях роль тонувального агента полягає у вилученні органічних речовин, які роблять рідину каламутною, де у склі вона набирає накип і запобігає утворенню маленьких бульбашок. Але, мабуть, найцікавіше застосування сульфату натрію - у швидко прогресуючому світі зберігання тепла сонячної енергії.

Оскільки сонячні теплові електростанції, які концентрують надходить світло за допомогою дзеркал для накопичення енергії у формі тепла, стають все більш поширеними, існує необхідність утримувати це тепло перед його використанням. Сульфат натрію вимагає великої кількості енергії, щоб перейти з твердої речовини на рідку, і переходить через другу фазу на рівні близько 32 градусів Цельсія, коли він переходить у безводну форму, а це означає, що він може зберігати значно більше теплової енергії, ніж очікувалося б особливої маси. Хоча це не підходить для високотемпературних систем, які зберігають тепло безпосередньо від сонячних колекторів, він може бути цінним у вторинних сонячних установках, наприклад, де нагрітий матеріал поступово виділяє тепло для обігріву будівлі.

Як і багато простих речовин, виявлених у перші часи хімії, сульфат натрію пройшов низку застосувань, оскільки зайняв своє місце на медичній сцені як проносне глауберова сіль. І хоча ці програми продовжують змінюватися - як, наприклад, зменшується використання порошкового миючого засобу для прання білизни, - здається імовірним, що ми завжди будемо використовувати цю непристойну неорганічну сполуку.

Міра Сентилінгам

Науковий письменник Брайан Клег із солоною хімією сульфату натрію. Наступного тижня сполука, що полегшує тягар життя.

Ендрю Терлі

„Якщо життя дарує тобі лимони, приготуй лимонад”. Так сказано, але замість цього ви можете зробити лимонну кислоту.

Міра Сентилінгам

Дізнайтеся про його використання в хімії наступного тижня в його елементі. До цього часу, дякую за слухання, я Мера Сентилінгем.