硫酸ナトリウムは、式 Na2SO4 の白色の結晶性化合物です。洗剤、製紙、ガラス製造業界で充填剤、乾燥剤、消泡剤として使用されています。
| IUPAC名 | 硫酸二ナトリウム |
| 分子式 | Na2SO4 |
| CAS番号 | 7757-82-6 |
| 同義語 | 硫酸二ナトリウム、無水硫酸ナトリウム、硫酸ナトリウム |
| インチチ | InChI=1S/2Na・H2O4S/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2 |
Na2So4 モル質量
硫酸ナトリウムのモル質量は 142.04 g/mol です。 2 つのナトリウム陽イオン (Na+) と硫酸陰イオン (SO42-) から構成されるイオン性化合物です。モル質量は、硫酸ナトリウム分子内のすべての原子の原子質量を加算することによって計算されます。この場合、それぞれ 22.99 g/mol の質量を持つ 2 つのナトリウム原子、32.06 g/mol の質量を持つ 1 つの硫黄原子、およびそれぞれ 15.99 g/mol の質量を持つ 4 つの酸素原子があります。それらを合計すると、硫酸ナトリウムのモル質量が得られます。
硫酸ナトリウムの沸点
硫酸ナトリウムは 1,429 °C (2,604 °F) という高沸点を持っています。これは、正に帯電したナトリウムイオンと負に帯電した硫酸イオンの間に強い静電気引力が生じる化合物のイオン性によるものです。これらの力に打ち勝つには大量のエネルギーが必要となるため、硫酸ナトリウムの沸点は非常に高くなります。
硫酸ナトリウムの融点
硫酸ナトリウムの融点は水分含有量によって異なります。無水硫酸ナトリウム (水を含まない) の融点は 884°C (1,623°F) です。ただし、硫酸ナトリウム十水和物 (水分子 10 個) は、32.4°C (90.3°F) という低い温度で溶けます。硫酸ナトリウム十水和物の結晶構造に水分子が存在すると、ナトリウムと硫酸イオンの間のイオン結合が弱まり、融点が下がります。
硫酸ナトリウムの密度 g/ml
硫酸ナトリウムはその形状によって密度が異なります。無水硫酸ナトリウムの密度は 2.664 g/cm3 ですが、硫酸ナトリウム十水和物の密度は 1.464 g/cm3 です。密度の違いは、十水和物の結晶構造に水分子が存在するため、体積が増加し、密度が減少します。
硫酸ナトリウムの分子量
硫酸ナトリウムの分子量は 142.04 g/mol です。これは、2 つのナトリウム イオンと 1 つの硫酸イオンで構成される硫酸ナトリウム分子の質量です。
硫酸ナトリウムの構造
硫酸ナトリウムは、ナトリウムイオンと硫酸イオンの繰り返し単位からなる結晶構造を持っています。硫酸イオンは四面体で、四隅に 4 つの酸素原子、中央に 1 つの硫黄原子があります。ナトリウムイオンは硫酸イオンの間に位置する小さな球です。硫酸ナトリウムの結晶構造は、その水分含有量に応じて変化します。無水硫酸ナトリウムは、硫酸ナトリウム十水和物とは異なる結晶構造を持っています。
硫酸ナトリウムの式
硫酸ナトリウムの化学式はNa2SO4です。これは、硫酸ナトリウムの各分子には 2 つのナトリウムイオン (Na+) と 1 つの硫酸イオン (SO42-) が含まれていることを意味します。この式は、化合物の分子内の原子の最も単純な整数比を表します。
| 外観 | 白色の結晶固体 |
| 比重 | 2,664 g/cm3 (無水)、1,464 g/cm3 (十水和物) |
| 色 | 白 |
| 匂い | 無臭 |
| モル質量 | 142.04 g/モル |
| 密度 | 2,664 g/cm3 (無水)、1,464 g/cm3 (十水和物) |
| 融合点 | 884℃（無水）、32.4℃（十水和物） |
| 沸点 | 1,429℃ |
| フラッシュドット | 適用できない |
| 水への溶解度 | 44.1 g/100 mL (無水)、47.6 g/100 mL (十水和物) |
| 溶解性 | 水に可溶、エタノールに不溶 |
| 蒸気圧 | 0.01mmHg（20℃） |
| 蒸気密度 | 適用できない |
| pKa | 1位：2.01、2位：7.20、3位：9.41 |
| pH | 9-11 (10% 溶液) |
硫酸ナトリウムの安全性と危険性
硫酸ナトリウムは一般に安全に使用できると考えられていますが、特定の状況では炎症や損傷を引き起こす可能性があります。接触または吸入すると、皮膚、目、呼吸器系を刺激する可能性があります。大量に摂取すると吐き気、嘔吐、下痢を引き起こす可能性があります。また、水路に放出されると水生生物に悪影響を与える可能性があります。硫酸ナトリウムは可燃性または爆発性の物質とは見なされません。ただし、加熱したり高温にさらしたりすると、有毒なフュームが発生する可能性があります。適切な取り扱い手順に従い、保護具を着用し、硫酸ナトリウムを安全な場所に保管することが重要です。
| ハザードシンボル | なし |
| セキュリティの説明 | S24/25: 皮膚や目との接触を避けてください。 S36/37: 適切な保護服と手袋を着用してください。 |
| 国連識別番号 | 国連 2118 |
| HSコード | 2833.11.00 |
| 危険等級 | 危険ではありません |
| 梱包グループ | 適用できない |
| 毒性 | LD50 (経口、ラット): 5,900 mg/kg |
硫酸ナトリウムの合成方法
硫酸ナトリウムを合成するには、塩化ナトリウムと硫酸を反応させる方法や、水酸化ナトリウムと硫酸を反応させる方法など、さまざまな方法があります。
硫酸ナトリウムを生成するには、塩化ナトリウムと硫酸を反応させると硫酸ナトリウムと塩化水素ガスが発生します。このプロセスでは、制御された条件下で発熱反応を実行することにより、有害なガスを最小限に抑えます。続いて、溶液を濾過してから蒸発させ、硫酸ナトリウムの結晶を生成します。
硫酸ナトリウムの合成には、硫酸と水酸化ナトリウムを組み合わせて硫酸ナトリウムと水を形成することも含まれます。反応は発熱するため、オーバーフローを避けるために慎重な取り扱いが必要です。混合物を濾過した後、得られた溶液を蒸発させて硫酸ナトリウム結晶を得る。
別の方法では、炭酸ナトリウムと硫酸を反応させ、硫酸ナトリウム、水、二酸化炭素を生成します。この方法では有毒なガスが発生するため、ドラフトの使用が必要です。次いで、溶液を濾過し、蒸発させて、硫酸ナトリウム結晶を得る。
レーヨン、洗剤、ガラスの製造など、他の工業プロセスでも副産物として硫酸ナトリウムが生成されます。これらのプロセスでは硫酸ナトリウムが廃棄物として生成されますが、これは精製して他の目的に再利用できます。
硫酸ナトリウムの用途
硫酸ナトリウムは、次のようなさまざまな産業で幅広い用途に使用されます。
- 洗剤: 粉末洗剤の充填剤として使用され、容量を増やし、製品の流れを改善します。
- ガラス: ガラスの製造時にフラックスとして使用され、融点を下げ、最終製品の透明度を向上させるのに役立ちます。
- 繊維: 素材の強度と耐久性を向上させるために、レーヨンなどの合成繊維の製造に使用されます。
- 紙: 紙の製造においてパルプ化剤として使用され、木の繊維を分解して不純物を除去するのに役立ちます。
- 食品: 食品添加物として、主に加工食品の増粘剤および乳化剤として使用されます。
- 医薬品: 便秘の治療に役立つ下剤などの特定の医薬品の製造に使用されます。
- 化学物質: 硫化ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムなど、さまざまな化学物質の製造に使用されます。
- 水処理: 硬水からカルシウムおよびマグネシウムイオンを除去するために水処理プラントで使用されます。
- 石油掘削: 石油掘削において増量剤として使用され、掘削液の密度の制御に役立ちます。
質問:
Q: 硫酸ナトリウムの式は何ですか?
A: 硫酸ナトリウムの化学式は Na2SO4 です。
Q: 硫酸ナトリウムとは何ですか?
A: 硫酸ナトリウムは白色の結晶固体で、洗剤、ガラス、繊維、紙、食品などのさまざまな工業用途で一般的に使用されています。
Q: 硫酸ナトリウムは酸性ですか、それとも塩基性ですか?
A: 硫酸ナトリウムは酸性でも塩基性でもありません。それは中性の化合物です。
Q: 硫酸ナトリウムは何色ですか? A: 硫酸ナトリウムは白色の結晶固体であるため、無色です。