Oosthoek encyclopedie

Oosthoek's Uitgevers Mij. N.V (1916-1925)

Gepubliceerd op 12-01-2019

Natriumsulfaat

betekenis & definitie

Natriumsulfaat, - sulfaat, zwavelzure soda, Bremer zout, Na2SO4 met 10H2O als kristalwater, Glauberzout, Sal mirabile Glauberi, komt in de natuur voor. De grootste hoeveelheid van het in de techniek gebruikte zout wordt bereid door omzetting van keukenzout met zwavelzuur, welk proces eerst leidt tot de vorming van het zure sulfaat, of bisulfaat, Na HSO4, welk zout met een nieuwe hoeveelheid keukenzout onder voortdurend omroeren in moffelovens verhit, het n. oplevert. Het op deze wijze gewonnen watervrije product vormt een witte samengesinterde massa, die aan vochtige lucht water aantrekt en overgaat in het zout met kristalwater, dat speciaal met den naam Glauberzout wordt aangeduid. Het watervrije sulfaat vindt toepassing als uitgangsproduct van het soda-proces volgens Leblanc, voor de glasfabrikage en die van ultramarijn.

De kristalwaterhoudende vorm lost gemakkelijk in water op, n.l. per 100 Gr. water bij 0° 5 Gr. en bij 30° 40 Gr. Bij hoogere temperatuur is het waterhoudende zout zelfs in waterige oplossing niet bestendig, maar gaat in den anhydrischen vorm over, welke bij hoogere temperatuur ongeveer dezelfde oplosbaarheid behoudt. Behalve het hydraat met 10 moleculen kristalwater, zijn ook nog andere minder stabiele hydraten bekend. De technische bereiding van n. behoort tot de oude anorganisch-chemische grootindustrie, vroeger als onderdeel van het Leblanc-proces voor soda (zie onder NATRIUMCARBONAAT), tegenwoordig als afzonderlijk bedrijf. Men gaat uit van de goedkoopste natriumbron, n.l. keukenzout, meestal in den vorm van het goedkoope steenzout met 90-95% NaCl. De omzetting geschiedt met behulp van zwavelzuur, en behoort daarom met de fabrikatie van superphosphaat tot de grootste zwavelzuurconsumenten. Het proces verloopt in twee stadia, weer te geven door de volgende vergelijkingen:

1. NaCl + H2SO4 ➝ NaHSO4 + HCl;
2. NaCl + NaHSO4 ➝ Na2SO4 + HCl.

De eerste reactie verloopt reeds vanzelf, de tweede vraagt verwarming van buiten af. Bovenstaande figuur geeft het schema van den meestal gebruikten sulfaat-oven. Het steenzout wordt door de opening A in de ijzeren pan B gebracht. Daarop wordt de noodige hoeveelheid sterk zwavelzuur (meestal Gloverzuur) gegoten, waarna een sterke zoutzuurgasontwikkeling (de pangassen) begint, welke door de afvoerbuis C1 naar een zoutzuurcondensatie-inrichting wordt gevoerd (zie ZOUTZUUR). Als de ontwikkeling ongeveer beëindigd is, wordt het ontstane bisulfaat met ijzeren krukken door de opening D naar den gesloten moffel E getrokken, waar het verhit wordt door de verbrandingsgassen van een stookinrichting F, welke de gesloten moffel van boven en van onderen omspoelen en ten slotte bij G naar een schoorsteen aftrekken. Tijdens de verhitting wordt de massa door de werkopeningen H voortdurend bewogen. Het ontwikkelde zoutzuurgas, nu in veel meer verdunden staat (de moffelgassen) ontwijkt door C2, en wordt afzonderlijk gecondenseerd. Na beëindiging der reactie wordt de sulfaat door H uitgeharkt en in ijzeren vaten weggevoerd.

Een enkele maal voegt men in den moffel nog extra bisulfaat toe, afkomstig van de salpeterzuur-fabrikatie, ja somtijds wordt zelfs hiermede uitsluitend gewerkt. Het gebruik van ijzeren pannen veroorzaakt steeds een verontreiniging van het sulfaat door ijzerverbindingen (± 0,1% Fe2O3). Voor het geval dit vermeden moet worden, zooals voor sommige toepassingen in de glasindustrie, gebruikt men looden pannen, welke echter duur zijn, en zeer zorgvuldig beneden hun smeltpunt moeten worden gehouden. IJzeren pannen, mits van geschikt zuurvast materiaal, kunnen duizenden charges weerstaan, bij b.v. 12 charges a ½ ton sulfaat-opbrengst per dag. Het werken aan de sulfaatovens is zwaar, en dikwijls zeer onhygiënisch; vandaar, dat men sinds lang naar mechanische installaties streeft. In Engeland zijn eenige soorten met wisselend succes in bedrijf.

Bekend is vooral die van Mactear. In het bijzonder voor het bereiden van sulfaat alleen uit bisulfaat en zout zijn de mechanische ovens een succes geweest. — Een proces voor sulfaatbereiding zonder zwavelzuur, direct uit keukenzout en zwaveldioxyde, dat hier en daar in Engeland en Duitschland in gebruik is, is het Hargreaves-procédé (zie aldaar). — N. wordt in den groothandel steeds kortweg „sulfaat” genoemd, verder ook gecalcineerd glauberzout, of met de Engelsche benaming „salt-cake”. De jaarlijksche productie bedraagt rond 400.000 ton. De meest voorkomende kwaliteiten zijn 92/94% Na2SO4, 95/96% Na2SO4, en het bovengenoemde loodenpannensulfaat. Het wordt gebezigd voor de glasindustrie, de fabrikatie van zwavelnatrium en ultramarijn, en verder voor de overvoering door oplossen en uitkristalliseeren in het Glauberzout Na2SO4, 10H2O, dat toepassing vindt in de kleurstofindustrie, pharmacie en kristalsodafabrikatie.