Сульфат натрия Na2SO4: свойства, получение, применение

Сульфат натрия Na2SO4 — средняя растворимая соль, образованная сильным основанием и сильной кислотой, молярная масса 142 г/моль.

Ключевые факты

Формула
Na2SO4
Класс
соль (средняя, растворимая)
Молярная масса
142 г/моль для расчётов ЕГЭ; по массам IUPAC 142,04 г/моль
Другие названия
глауберова соль (кристаллогидрат Na2SO4·10H2O); мирабилит (природный минерал)
Состояние
твёрдое кристаллическое вещество
Степени окисления
Na +1, S +6, O −2
Связи
ионная между Na+ и SO42−, внутри сульфат-иона ковалентная полярная
Кристаллическая решётка
ионная
Среда раствора
нейтральная

Обновлено · Химия · Редакция НейроМиши

Что такое сульфат натрия?

Сульфат натрия — самая распространённая из натриевых солей серной кислоты. Его десятиводный кристаллогидрат называют глауберовой солью, по имени немецкого химика, который открыл вещество в XVII веке; в природе она встречается как минерал мирабилит и входит в состав воды соляных озёр.

Соль образована сильным основанием NaOH и сильной серной кислотой, поэтому ни один из её ионов не гидролизуется. Для экзаменационных задач это опорный пример нейтральной среды и типичный продукт реакций нейтрализации и обмена.

Какие физические свойства у сульфата натрия?

Физические свойства: сульфат натрия Na2SO4
СвойствоЗначение
Агрегатное состояниетвёрдое кристаллическое вещество
Цвет и запахбелый порошок или бесцветные кристаллы, без запаха
Растворимость в водехорошая: около 19 г безводной соли в 100 г воды при 20 °C
Температура плавленияоколо 884 °C
Среда растворанейтральная, рН около 7

Какие химические свойства у сульфата натрия?

Сульфат натрия не окисляется и не восстанавливается в обычных условиях, а его катион не образует осадков. Поэтому реакции соли определяет сульфат-ион: он даёт осадки с ионами бария и свинца. Кроме того, соль взаимодействует с серной кислотой, а её раствор можно электролизовать.

  1. С хлоридом бария: белый осадокNa2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2NaCl
  2. С нитратом барияNa2SO4 + Ba(NO3)2 → BaSO4↓ + 2NaNO3
  3. С нитратом свинца(II): белый осадокNa2SO4 + Pb(NO3)2 → PbSO4↓ + 2NaNO3
  4. С избытком серной кислоты: образуется гидросульфатNa2SO4 + H2SO4 → 2NaHSO4Условия: избыток концентрированной кислоты
  5. Электролиз водного раствора: разлагается только вода2H2O → 2H2↑ + O2↑Условия: электролиз раствора сульфата натрия

При электролизе раствора ион натрия не восстанавливается, а сульфат-ион не окисляется, поэтому у катода выделяется водород, у анода — кислород, а соль остаётся в растворе. Фактически идёт электролиз воды.

Как получают сульфата натрия?

Добыча и побочный продукт

Значительную часть сульфата натрия получают из природных залежей мирабилита и рассолов. Он образуется и как побочный продукт, например при получении соляной кислоты из поваренной соли.

  • 2NaCl + H2SO4 → Na2SO4 + 2HCl↑

В лаборатории

Школьный способ — нейтрализация серной кислоты щёлочью или реакция кислоты с содой, которая сопровождается бурным выделением газа.

  • 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
  • Na2CO3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2O + CO2↑

Как распознать сульфат натрия? Качественная реакция

Сульфат-ион определяют по ионам бария: образуется белый осадок сульфата бария, нерастворимый в кислотах. Ион натрия окрашивает пламя горелки в яркий жёлтый цвет.

  • Ba2+ + SO42− → BaSO4↓

Где применяют сульфата натрия?

  • производство стекла: заменяет часть соды в шихте;
  • целлюлозно-бумажная промышленность: сульфатная варка древесины;
  • наполнитель стиральных порошков и компонент текстильных красителей;
  • медицина: слабительное средство на основе глауберовой соли.

Меры предосторожности. Малоопасное вещество. Пыль может раздражать дыхательные пути, а использовать глауберову соль как слабительное нужно только по назначению врача.

Чему равна молярная масса сульфата натрия?

M(Na2SO4) = 2·23 + 32 + 4·16 = 142 г/моль

Молярную массу вещества складывают из относительных атомных масс элементов с учётом индексов. На ЕГЭ массы округляют до целых, у хлора берут 35,5. Если брать массы IUPAC до сотых, получится 142,04 г/моль.

Посчитать молярную массу в калькуляторе · Количество вещества: n = m/M

Где сульфат натрия встречается на ЕГЭ?

Вопросы и ответы

Чему равна молярная масса сульфата натрия?

M(Na2SO4) = 2·23 + 32 + 4·16 = 142 г/моль. По массам IUPAC до сотых получается 142,04 г/моль. У глауберовой соли Na2SO4·10H2O она равна 142 + 10·18 = 322 г/моль.

Что такое глауберова соль и чем она отличается от сульфата натрия?

Это тот же сульфат натрия, но в виде кристаллогидрата с десятью молекулами воды. Безводная соль белый порошок, а глауберова соль образует прозрачные кристаллы, которые на воздухе постепенно теряют воду.

Почему среда раствора сульфата натрия нейтральная?

Основание NaOH и кислота H2SO4 обе сильные, поэтому ни катион, ни анион не реагируют с водой, и баланс ионов водорода и гидроксида не нарушается.

Что получится на электродах при электролизе раствора сульфата натрия?

У катода выделится водород, у анода кислород. Сама соль не расходуется, так что её концентрация в растворе постепенно растёт, пока вода разлагается.

Потренироваться на заданиях

Страница объясняет вещество, а тренажёр помогает применить это в заданиях. В кабинете НейроМиши — задания ЕГЭ по химии с проверкой ответа и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.

Задачи по теме — с проверкой Разбор заданий ЕГЭ по химии

Связанные элементы, таблицы и вещества

Элементы в составе: натрий Na, сера S, кислород O.

Другие вещества

Все вещества справочника · Таблица Менделеева

Источники