|
 |
|
Reakcijom vodene otopine sumporne kiseline i čvrstog natrijeva sulfita nastaju sumporovov(IV)oksid,voda i vodena otopina natrijeva sulfata.Može li ikako nastati natrijev sulfat u čvrstom stanju pri toj reakciji,i ako da pri kakvim uvjetima?
|
|
Ime i prezime:
Hrvoje Bagadur
moslavantonela805@gmail.com
|
 |
 |
Jednadžba reakcije sumporne kiseline i natrijevog sulfita glasi:
H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + SO2 + H2O
Iz nje vidimo da će množinski omjer nastalog natrijevog sulfata i vode, koristimo li čistu sumpornu kiselinu, biti 1:1. Koncentrirana sumporna kiselina koja se obično koristi u laboratorijima sadrži 1,7 % vode (tj. koristi se 98,3 %-tna sumporna kiselina), tako da će smjesa koju ćemo dobiti ako u koncentriranu sumpornu kiselinu uspemo ekvivalentnu količinu natrijevog sulfata imati nešto veći udio vode.
Ako baš želimo dobiti čisti natrijev sulfat, koristit ćemo sumporov trioksid ili eventualno oleum (otopina sumporovog trioksida u sumpornoj kiselini), s tim da ne znam što točno kristalizira iz otopine natrijevog sulfata u sumpornoj kiselini.
No, vratimo se vodenim otopinama, odnosno uvjetima koji pripadaju laboratorijskoj svakodnevici. Natrijev sulfat ima dosta zanimljivu krivulju topljivosti. Njegova topljivost u vodi drastično raste od nule do 32,4 °C (od 4,9 g / 100 mL pa do 49,7 g / 100 mL), nakon čega lagano pada do 42,5 g / 100 mL pri 100 °C. Razlog takovom ponašanju leži u tomu što iznad 32,4 °C iz otopine kristalizira bezvodni natrijev sulfat, a ispod 32,4 °C natrijev sulfat dekahidrat, poznat i kao Glauberova sol (sâm Glauber je tu sol po otkriću nazvao čudesnom (sal mirabilis)). Preciznije, razlog je u različitim toplinama otapanja, koje opet proizlaze iz topline hidratacije natrijevog kationa, budući da je u bezvodnoj soli natrijev kation okružen sulfatnim anionima, a u dekahidratu molekulama vode.
Neobična krivulja topljivosti znači da će se iz otopine najviše moguće koncentracije, pri 32,4 °C, i grijanjem i hlađenjem izlučivati kristali. Grijanjem će se osloboditi mala količina bezvodnog natrijevog sulfata, a hlađenjem daleko više natrijevog sulfata dekahidrata. Međutim, u toj otopini i dalje ima oko šesnaest puta više molekula vode, nego formulskih jedinki natrijevog sulfata. Miješanjem natrijevog sulfita s koncentriranom sumpornom kiselinom dobit ćemo smjesu natrijevog sulfata i vode u omjeru 1:1. Iz takve smjese sasvim će sigurno kristalizirati bezvodni natrijev sulfat jer vode naprosto nema dovoljno da bi sva sol bila hidratirana. Ako će temperatura smjese biti ispod 32,4 °C, manji dio kristalnog produkta bit će dekahidrat, a u suprotnom ćemo dobiti isključivo bezvodnu sol.
Sve u svemu, želiš li natrijev sulfit poptuno prevesti u natrijev sulfat, trebat će ti sumporov trioksid, a ako ti je u redu da ti dio produkta zaostane u otopini, možeš uzeti koncentriranu sumpornu kiselinu, s tim da ćeš morati sve skupa držati na temperaturi malo iznad 30 °C (s tim da je pametnije ići i na višu temperaturu, zbog manje topljivosti) i poslije sušiti skupljene kristale. Hlađenjem matičnice na 0 °C može se dobiti većina zaostale soli, i to kao dekahidrat koji se grijanjem iznad 32,4 °C može prevesti u bezvodnu sol.
I, na kraju, ne mogu ne primijetiti da je natrijev sulfat daleko lakše dobavljiv od natrijevog sulfita. Zbog toga pripravljanje sulfata iz sulfita nema nikakvu praktičnu vrijednost, a k tomu donosi i sasvim solidan rizik da si oštetiš oči i dišni sustav sumporovim dioksidom.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
i.cvrtila@rug.nl
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
