Solfato di sodio: proprietà, sintesi, reazioni, usi

Il solfato di sodio, detto sale di Glauber, è un composto con formula Na₂SO₄ che si presenta spesso in forma idrata come nel minerale mirabilite. In questo minerale è presente sotto forma decaidrata.
In forma anidra è presente nel raro minerale thénardite

Nel 1625 il chimico tedesco Johann Rudolf Glauber scoprì per primo il solfato di sodio nell’acqua di una fonte in Austria e pertanto il sale prese il suo nome. Il solfato di sodio viene generato come rifiuto o sottoprodotto in molte operazioni come la neutralizzazione acida dei rifiuti, la rigenerazione a scambio ionico, la desolforazione dei gas di combustione e la produzione di rayon.

Proprietà

Si presenta come un solido cristallino bianco solubile in acqua e glicerolo ma scarsamente solubile in etanolo.
È una sostanza stabile scarsamente reattiva nei confronti di ossidanti e riducenti a temperature ordinarie mentre a temperature elevate si riduce a solfuro di sodio.
Derivando formalmente dall’acido solforico che è un acido forte e da idrossido di sodio che è una base forte le sue soluzioni hanno un valore di pH pari a 7.

Il solfato di sodio mostra una solubilità anomala in acqua tipica dei solfati dei metalli alcalini. Come si può vedere dal grafico la solubilità aumenta all’aumentare della temperatura fino a 32.38°C per poi decrescere a seguito di un ulteriore aumento della temperatura

Sintesi

È ottenuto principalmente dai minerali o come sottoprodotto di altri processi industriali.

In laboratorio è ottenuto dalla reazione tra bicarbonato di sodio e solfato di magnesio. Dalla reazione si ottiene anche idrossido di magnesio e biossido di carbonio

2 NaHCO₃ + MgSO₄ → Na₂SO₄ + Mg(OH)₂ + CO₂

Il solfato di sodio fu  originariamente prodotto alla fine del 1800  come sottoprodotto della produzione di acido cloridrico. Questo processo consiste in una fase di acidificazione, in cui il cloruro di sodio viene trattato con acido solforico ad alte temperature di circa 600-800 °C, seguita da una fase di purificazione in cui il solfato di sodio grezzo viene ricristallizzato dall’acqua

2 NaCl + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2 HCl

Può essere ottenuto dalla reazione tra acido solforico e idrossido di sodio secondo la reazione esotermica:

H₂SO₄ + 2 NaOH → Na₂SO₄ + 2 H₂O

Reazioni

Reagisce secondo reazioni di doppio scambio con numerosi sali per dare composti poco solubili.
Reagisce con:

• nitrato di piombo per dare il solfato di piombo:

Na₂SO_4(aq) + Pb(NO₃)_2(aq) → PbSO_4(s) + 2 NaNO_3(aq)

• nitrato di calcio per dare solfato di calcio:

Na₂SO_4(aq) + Ca(NO₃)_2(aq) → CaSO_4(s) + 2 NaNO_3(aq)

• cloruro di stronzio per dare solfato di stronzio:

Na₂SO_4(aq) + SrCl_2(aq) → SrSO_4(s) + 2 NaCl_(aq)

Usi

È usato nella fabbricazione del vetro per rimuovere le bolle d’aria e come agente essiccante. Trova utilizzo come riempitivo nei detergenti utilizzati per usi domestici.
È utilizzato dall’industria della carta per la riduzione del legno in polpa e quale diluente nei coloranti alimentari