Natriumsulfaat

Natriumsulfaat (ook bekend als natriumsulfaat of natriumsulfaat) is de anorganische verbinding met formule Na2SO4 en verschillende gerelateerde hydraten. Alle vormen zijn witte vaste stoffen die zeer goed oplosbaar zijn in water. Met een jaarlijkse productie van 6 miljoen ton is het decahydraat een belangrijk chemisch basisproduct. Het wordt voornamelijk gebruikt voor de vervaardiging van wasmiddelen en in het kraftproces van papierpulp.

Toepassingen

-Grondstoffenindustrieën

Met Amerikaanse prijzen van $ 30 per ton in 1970, tot $ 90 per ton voor zoutkoekkwaliteit en $ 130 voor betere kwaliteiten, is natriumsulfaat een zeer goedkoop materiaal. Het grootste gebruik is als vulmiddel in poedervormige wasmiddelen voor huishoudelijk gebruik en verbruikt ca. 50% van de wereldproductie. Dit gebruik neemt af, aangezien consumenten steeds vaker overschakelen op compacte of vloeibare wasmiddelen die geen natriumsulfaat bevatten.

Een ander voorheen belangrijk gebruik voor natriumsulfaat, met name in de VS en Canada, is het Kraft-proces voor de vervaardiging van houtpulp. Organische stoffen die in de "zwarte drank" van dit proces aanwezig zijn, worden verbrand om warmte te produceren, die nodig is om de reductie van natriumsulfaat tot natriumsulfide te stimuleren. Door de vooruitgang in de thermische efficiëntie van het Kraft-herstelproces in de vroege jaren zestig werd echter een efficiënter zwavelterugwinning bereikt en werd de behoefte aan natriumsulfaataanmaak drastisch verminderd . Daarom daalde het gebruik van natriumsulfaat in de Amerikaanse en Canadese pulpindustrie van 1.400.000 ton per jaar in 1970 tot slechts ongeveer. 150.000 ton in 2006.

De glasindustrie biedt nog een belangrijke toepassing voor natriumsulfaat, als de tweede grootste toepassing in Europa. Natriumsulfaat wordt gebruikt als klaringsmiddel om kleine luchtbellen uit gesmolten glas te verwijderen. Het laat het glas vloeien en voorkomt schuimvorming tijdens het verfijnen. De glasindustrie in Europa verbruikt tussen 1970 en 2006 jaarlijks een stabiele 110.000 ton.

Natriumsulfaat is belangrijk bij de vervaardiging van textiel, vooral in Japan, waar het de grootste toepassing is. Natriumsulfaat helpt bij het "egaliseren", het verminderen van negatieve ladingen op vezels zodat kleurstoffen gelijkmatig kunnen doordringen. In tegenstelling tot het alternatieve natriumchloride, tast het de roestvrijstalen vaten die worden gebruikt bij het verven niet aan. Deze applicatie in Japan en de VS verbruikte in 2006 ongeveer 100.000 ton.

-Voedselindustrie

Natriumsulfaat wordt gebruikt als verdunningsmiddel voor kleurstoffen voor levensmiddelen. Het staat bekend als E-nummeradditief E514.

-Thermische opslag

De hoge warmteopslagcapaciteit in de faseverandering van vast naar vloeibaar en de gunstige faseveranderingstemperatuur van 32 ° C (90 ° F) maakt dit materiaal bijzonder geschikt voor het opslaan van laagwaardige zonnewarmte voor latere vrijgave in ruimteverwarmingstoepassingen. In sommige toepassingen wordt het materiaal verwerkt in thermische tegels die op zolder worden geplaatst, terwijl in andere toepassingen het zout wordt opgenomen in cellen die worden omgeven door door zonne-energie verwarmd water. Door de faseverandering kan de massa van het materiaal dat nodig is voor een effectieve warmteopslag aanzienlijk worden verminderd (de smeltwarmte van natriumsulfaatdecahydraat is 82 kJ / mol of 252 kJ / kg [23]), met als verder voordeel een consistentie van temperatuur zolang er voldoende materiaal in de juiste fase beschikbaar is.

Voor koeltoepassingen verlaagt een mengsel met gewoon natriumchloridezout (NaCl) het smeltpunt tot 18 ° C (64 ° F). De fusiewarmte van NaCl · Na2SO4 · 10H2O wordt licht verhoogd tot 286 kJ / kg.

-Kleinschalige toepassingen

In het laboratorium wordt watervrij natriumsulfaat veel gebruikt als inert droogmiddel, om sporen van water uit organische oplossingen te verwijderen. Het is efficiënter, maar trager dan het vergelijkbare middel magnesiumsulfaat. Het is alleen effectief onder ongeveer 30 ° C, maar het kan met verschillende materialen worden gebruikt omdat het chemisch redelijk inert is. Natriumsulfaat wordt aan de oplossing toegevoegd totdat de kristallen niet langer samenklonteren.

Glauber's zout, het decahydraat, wordt gebruikt als laxeermiddel. Het is effectief voor het verwijderen van bepaalde medicijnen zoals paracetamol uit het lichaam, bijvoorbeeld na een overdosis.

In 1953 werd natriumsulfaat voorgesteld voor warmteopslag in passieve zonneverwarmingssystemen. Dit profiteert van de ongebruikelijke oplosbaarheidseigenschappen en de hoge kristallisatiewarmte (78,2 kJ / mol).

Andere toepassingen voor natriumsulfaat zijn onder meer het ontdooien van ramen, de productie van zetmeel, als additief in tapijtverfrissers en als additief voor veevoeder.

Ten minste één bedrijf, Thermaltake, maakt een chill-mat voor een laptop (iXoft Notebook Cooler) met natriumsulfaat-decahydraat in een gewatteerde plastic pad. Het materiaal wordt langzaam vloeibaar en circuleert, waardoor de temperatuur van de laptop gelijk wordt en als isolatie fungeert.