Sulfate de sodium: formule, propriétés, structure, applications

Le sulfate de sodium (sel disodique de l'acide sulfurique, tétraoxidosulfate disodique, sulfate de soude, sel de Glauber, thénardite, mirabilite) est le composé inorganique de formule Na 2 SO 4 et ses hydrates apparentés. Toutes les formes sont des solides blancs très solubles dans l’eau.

Il est considéré comme l'un des principaux produits chimiques commercialisés. Sa production mondiale (presque exclusivement sous forme de décahydrate) s'élève à environ 6 millions de tonnes par an.

La thénardite est un minéral de sulfate de sodium anhydre qui est produit dans des environnements aromatiques à évaporite, dans des grottes sèches, dans de vieilles exploitations minières sous forme d'efflorescence et de dépôt autour de fumerolles.

Il a été décrit pour la première fois en 1825 à Salinas Espartinas (Ciempozuelos, Madrid, Espagne) et a été nommé Thénardite en l'honneur du chimiste français Louis Jacques Thénard (1777-1826).

Le chimiste et apothicaire néerlandais / allemand Johann Rudolf Glauber (1604-1670) a découvert en 1625, dans l'eau d'une source autrichienne, le sulfate de sodium décahydraté (appelé plus tard sel de Glauber). Il l'a appelé sel de mirabilis (sel miraculeux), en raison de ses propriétés médicinales.

Entre 1650 et 1660, Glauber commença à fabriquer du sulfate de sodium à partir de sel de sodium (NaCl) et d’acide sulfurique concentré. Ce processus est considéré comme le début de l'industrie chimique.

Ses cristaux ont été utilisés comme laxatif jusqu'au 20ème siècle.

Au dix-huitième siècle, la réaction du sel de Glauber avec la potasse (carbonate de potassium) a commencé à être utilisée dans la production industrielle de carbonate de sodium (carbonate de sodium).

Il est actuellement principalement utilisé pour la fabrication de détergents et dans le procédé Kraft pour la production de pâte à papier (la méthode dominante dans la production de papier).

Des gisements de sulfate de sodium se trouvent aux États-Unis, au Canada, en Espagne, en Italie, en Turquie, en Roumanie, au Mexique, au Botswana, en Chine, en Égypte, en Mongolie et en Afrique du Sud.

Les principaux producteurs sont la Chine (provinces de Jiangsu et du Sichuan), suivie de l'Espagne, où se trouve le plus grand gisement de glauberite au monde (à Cerezo de Río Tirón, Burgos).

La production mondiale totale de sulfate de sodium naturel est estimée à environ 8 millions de tonnes et celle obtenue comme sous-produit d'autres procédés industriels, entre 2 et 4 Mt.

En Espagne, selon les informations publiées dans l'inventaire national des ressources en sulfate de sodium et d'autres données actualisées, les stocks estimés de minéraux de sulfate de sodium seraient de l'ordre de 730 Mt catalogués comme "réserves" et de 300 Mt plus catalogués comme "autres ressources". .

Dans l'Union européenne, l'Espagne est actuellement le seul pays possédant des minerais de sulfate de sodium (principalement de la thénardite, de la glauberite et de la mirabilite).

Il existe actuellement une baisse générale de la demande de sulfate de sodium dans le secteur textile.

Ces dernières années, d'autres secteurs tels que les détergents ont connu une certaine croissance, dans certaines régions, en raison de leur faible prix en tant que matière première.

Les principaux marchés en expansion des détergents à base de sulfate de sodium se trouvent en Asie, en Amérique centrale et en Amérique du Sud.

Formules

Structure 2D

Structure 3D

Caractéristiques

Propriétés physiques et chimiques

Le sulfate de sodium appartient au groupe réactif des composés du sodium et appartient également au groupe des sulfates, des hydrogènesulfates et des disulfates.

Inflammabilité

C'est une substance non combustible. Il n'y a aucun risque d'explosion de ses poudres.

Réactivité

Le sulfate de sodium est très soluble dans l'eau et hygroscopique. Il est très stable et ne réagit pas à la plupart des agents oxydants ou réducteurs aux températures normales. À haute température, il peut être converti en sulfure de sodium par réduction carbothermique.

Les substances chimiquement non réactives sont considérées comme non réactives dans des conditions environnementales typiques (bien qu'elles puissent réagir dans des circonstances relativement extrêmes ou en catalyse). Ils résistent à l'oxydation et à la réduction (sauf dans des conditions extrêmes).

Réactions chimiques dangereuses

Lorsque l’aluminium est fusionné avec du sulfate de sodium ou de potassium, une violente explosion se produit.

Toxicité

Les substances chimiquement non réactives sont considérées comme non toxiques (bien que les substances gazeuses de ce groupe puissent agir comme asphyxiantes).

Bien que le sulfate de sodium soit généralement considéré comme non toxique, il doit être manipulé avec précaution. La poudre peut provoquer de l'asthme ou une irritation oculaire temporaire. Ce risque peut être évité en utilisant des lunettes de protection et un masque en papier.

Utilisations

Ses principales applications sont dans la fabrication de:

  • détergent en poudre.
  • pâte à papier
  • les textiles
  • verre
  • synthèse d'enzymes (vinification).
  • nourriture humaine et animale.
  • produits de pharmacie.
  • chimie de base en général.
  • procédés en acier.
  • Détergent en poudre

Le sulfate de sodium est un matériau très bon marché. Sa plus grande utilisation est comme charge dans les détergents en poudre domestiques, consommant env. 50% de la production mondiale. Les nouveaux détergents compacts ou liquides n'incluent pas de sulfate de sodium, de sorte que leur utilisation diminue.

Une autre utilisation du sulfate de sodium qui perd de son importance, notamment aux États-Unis. et le Canada utilise actuellement le procédé Kraft pour la fabrication de pâte de bois. Les progrès dans l'efficacité thermique du procédé ont considérablement réduit le besoin de sulfate de sodium.

L'industrie du verre fournit une autre application importante pour le sulfate de sodium. C'est la deuxième plus grande application en Europe. Le sulfate de sodium est utilisé pour aider à éliminer les petites bulles d'air du verre en fusion.

Au Japon, le sulfate de sodium est principalement utilisé dans la fabrication de textiles. Le sulfate de sodium aide les colorants à pénétrer uniformément dans les fibres et ne corrode pas les récipients en acier inoxydable utilisés pour la teinture (contrairement au chlorure de sodium, qui est la méthode alternative).

Le sulfate de sodium est particulièrement adapté au stockage de chaleur solaire de basse qualité (pour une libération ultérieure dans les applications de chauffage) en raison de sa grande capacité de stockage de chaleur lors de son passage de phase du solide au liquide, qui est donné à 32 ° C .

Pour les applications de refroidissement, un mélange avec du sel de chlorure de sodium (NaCl) réduit le point de fusion à 18 ° C.

En laboratoire, le sulfate de sodium anhydre est largement utilisé comme agent de séchage inerte pour éliminer les traces d’eau des solutions organiques. Son action est plus lente que celle du sulfate de magnésium, mais il peut être utilisé avec une variété de matériaux car il est chimiquement assez inerte.

Le sulfate de sodium décahydraté (sel de Glauber) était traditionnellement utilisé comme laxatif. Il est efficace pour éliminer certains médicaments tels que l'acétaminophène (acétaminophène) du corps après un surdosage.

Parmi les autres applications du sulfate de sodium, on peut citer son utilisation comme additif dans la fabrication de désodorisants pour tapis, comme additif dans l'alimentation du bétail et dans la fabrication de l'amidon.

Effets cliniques

Pour ses applications thérapeutiques, le sulfate de sodium appartient à la catégorie des laxatifs salins et cathartiques utilisés dans le traitement de la constipation.

Les cathartiques salines sont des sels qui retiennent les liquides dans l'intestin grâce à l'action osmotique du sel non absorbé, ce qui entraîne indirectement une augmentation du péristaltisme.

Les cathartes salines sont peu absorbées par le tractus gastro-intestinal. Par conséquent, une toxicité systémique est improbable si des quantités massives n'ont pas été ingérées. Cependant, des expositions importantes peuvent provoquer une déshydratation et des altérations électrolytiques consécutives aux effets osmotiques du composé.

La consommation chronique de laxatifs peut survenir chez des patients présentant des troubles de l’alimentation, un syndrome de Munchausen ou des troubles factices. En général, les patients présentent des nausées, des vomissements et une diarrhée associés à des crampes abdominales. Les effets graves peuvent inclure la déshydratation, l'hypotension, l'hypernatrémie et des anomalies électrolytiques.

Sécurité et risques

Mentions de danger du Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGA).

Le Système général harmonisé de classification et d'étiquetage des produits chimiques (SGA) est un système internationalement reconnu, créé par les Nations Unies et destiné à remplacer les diverses normes de classification et d'étiquetage utilisées dans différents pays grâce à l'utilisation de critères mondiaux cohérents (Nations Unies). United, 2015).

Les classes de danger (et le chapitre correspondant du SGH), les normes de classification et d'étiquetage, ainsi que les recommandations relatives au sulfate de sodium sont les suivantes (Agence européenne des produits chimiques, 2017, Nations Unies, 2015, PubChem, 2017):

Classes de danger du SGH

H315: Provoque une irritation cutanée [Attention Corrosion / irritation cutanée - Catégorie 2].

H317: Peut provoquer une allergie cutanée [Avertissement Sensibilisation Peau - Catégorie 1].

H319: Provoque une sévère irritation des yeux [Attention! Lésions oculaires graves / irritation oculaire - Catégorie 2A].

H412: Nocif pour les organismes aquatiques, entraîne des effets néfastes à long terme [Danger pour le milieu aquatique, danger à long terme - Catégorie 3].

(PubChem, 2017)

Codes des conseils prudentiels

P261, P264, P272, P273, P280, P302 + P352, P305 + P351 + P338, P321, P332 + P313, P333 + P313, P337 + P313, P362, P363, P503 et P501.