سولفید سدیم آزمایشگاهی

سولفید سدیم

سولفید سدیم (دی سدیم سولفید یا سولفور سدیم) جامدی سفید رنگ و محلول در آب است که می تواند محلول های قلیایی ایجاد نماید. سولفید سدیم و هیدرات های آن در معرض هوا، می توانند گاز هیدروژن سولفید (H₂S) آزاد نمایند که بوی بسیار تندی (شبیه به بوی تخم مرغ گندیده) دارد. سدیم سولفید صنعتی به دلیل وجود پلی سولفیدها معمولاً به رنگ زرد و قرمز آجری وجود دارد.

انواع سولفید سدیم

1-سولفید سدیم متبلوردر حالت متبلور هر مولکول سولفید سدیم بین 7 تا 9 مولکول آب تبلور دارد و خلوص آن در حدود 29 تا 30 درصد می باشد.

2-سولفید سدیم پرکدر این حالت سولفید سدیم در انتهای فرآیند تولید طی عملیاتی مانند برش به شکل تکه های پولکی شکل در می آید، در این حالت سدیم سولفید دارای خلوصی در حدود 60 درصد می باشد.

3-سولفید سدیم شکستهسولفید سدیمی که به صورت کلوخه از شکستن قطعات بزرگ آن پس از خشک شدن به دست می آید و دارای خلوص 55 تا 60 درصد می باشد.کاربردهای اصلی سدیم سولفید عبارتند از:

• در ساخت رنگ های نساجی گوگردی و در رنگرزی منسوجات و ابریشم مصنوعی مورد استفاده قرار می گیرد. (می توان ازسولفات مس نیز به عنوان جایگزین استفاده نمود)
• در صنعت چرم سازی (می توان از سولفات سدیم نیز به عنوان جایگزین استفاده نمود

     در صنایع کاغذ سازی کاربرد بسیار زیادی دارد، به عنوان مثال در تولید کاغذهای تحریر و روزنامه از این ترکیب استفاده می گردد.

 به عنوان احیاء کننده ضعیف در برخی واکنش های شیمیایی کاربرد دارد.

5- در صنعت کشاورزی به عنوان انگل کش کاربرد بسیار زیادی دارد.

روش های تولید سولفید سدیم

به طور کلی سه روش به منظور تولید سدیم سولفید وجود دارد:

احیاء سدیم سولفات با زغال سنگ

واکنش هیدروژن سولفید و سدیم هیدروکسید (سود پرک، سود سوزآور)

الکترولیز نمک سدیم کلرید و ترکیب ملغمه سدیم با گوگرد

مواردی همچون دسترسی به مواد اولیه، نوع فرآیند، کیفیت محصول تولید شده، راندمان واکنش و جنبه های اقتصادی فرآیند موجب انتخاب روش مناسب می شود.

تولید سدیم سولفید به روش احیاء سدیم سولفات با زغال سنگ

در این روش از سولفات سدیم و زغال سنگ به عنوان مواد اولیه استفاده می شود. ابتدا سدیم سولفات و زغال سنگ را به نسبت 2 به 1 با یکدیگر مخلوط می نمایند، سپس حدود 5 درصد کربنات سدیم به آن می افزایند که از یک سو باعث سرعت بخشیدن به جریان واکنش می شود و از سوی دیگر عاملی در جهت خنثی نمودن هرگونه اسید آزاد عمل می نماید. مخلوط را درون یک کوره انعکاسی(شعله ای، Reverberatory Furnace) در درجه حرارت 1000 درجه سانتی گراد قرار می دهند، به طوری که برای تکمیل شدن عمل احیاء نیاز به حدود 2 تا 2/5 ساعت زمان است.

محصول به دست آمده از کوره که به آن خاکستر سیاه (Black Ash) گفته می شود را پس از سرد نمودن، خرد کرده و توسط آب گرم چندین مرتبه شستشو می دهند و در پایان در دمای 50 درجه سانتی گراد سدیم سولفید حاصل را استخراج می نمایند. انواع مختلف سدیم سولفید با رنگ های زرد متمایل به قهوه ای روشن از این روش به دست می آید. اما اگر بخواهیم بلورهای سفید سولفید سدیم تولید نماییم، با افزودن حدود 0/5 درصد سیانید سدیم (سیانور سدیم) به مایع قبل از بلور سازی، امکان پذیر خواهد بود.

تولید سدیم سولفید در اثر واکنش هیدروژن سولفید و سدیم هیدروکسید

در این روش سدیم هیدروکسید با غلظت حدود 38 درصد را به درون برج تزریق می نمایند تا با گاز هیدروژن سولفید وارد واکنش شود. در اثر این واکنش محصول میانی سدیم هیدروسولفید (سولفیدات سدیم، NaHS) تولید می گردد.

این واکنش در دمای 50 درجه سانتی گراد و فشار 3 اتمسفر انجام می گیرد. به این ترتیب سدیم هیدروسولفید به دست آمده پس از تکمیل عمل جذب توسط پمپ وارد مرحله بعدی فرآیند می شود. لازم به ذکر است که در صورت نیاز می توان محصول میانی سدیم هیدروسولفید را در این مرحله از چرخه تولید خارج نموده و پس از تغلیظ و پرک نمودن به عنوان محصول به بازار عرضه نمود. در غیر این صورت محصول میانی سدیم هیدروسولفید را وارد رآکتور نموده و با محلول 38 درصد سدیم هیدروکسید مجدداً وارد واکنش می نمایند، تا در نهایت محصول سولفید سدیم حاصل شود.

سولفید سدیم حاصل در این مرحله وارد تبخیر کننده شده و توسط جداکننده، بخارات آن خارج می شود. ماده حاصل در این مرحله پس از عبور از پمپ به بستر شناوری وارد می گردد که در آن بستر شناور، سیلندری محتوی آب سرد قرار دارد. لایه ای از مایع سدیم سولفید که در داخل بستر شناور وجود دارد به سیلندر چسبیده و این لایه بر اثر برودت آب داخل سیلندر به صورت کریستال شده توسط کاردکی از سیلندر جدا می گردد و سپس وارد دستگاه پرک ساز می شود و به صورت پرک در می آید.

ولفور سدیم یا سولفید سدیم، ترکیب معدنی جامد به رنگ زرد است که معمولاً به شکل پرک موجود می باشد. این ترکیب شیمیایی در بسیاری صنایع کاربرد دارد؛ صنایعی نظیر چرم سازی، تولید رنگ های گوگردی و انواع رنگدانه ها، جداسازی یون های فلزی در استخراج فلزات از سنگ معدن، نساجی، دباغی و …، مهم ترین موارد کاربردی ترکیب سولفور سدیم هستند.

سولفور سدیم در صنعت خمیر و کاغذ ، تصفیه آب ، صنایع نساجی و فرآیندهای مختلف ساخت شیمیایی از جمله تولید مواد شیمیایی لاستیکی ، رنگهای گوگرد و بازیابی روغن استفاده می شود. سولفور سدیم همراه با فرم هیدرات آن هنگام تماس با هوای مرطوب ، سولفید هیدروژن (H2S) را آزاد می کند. H2S یک فرستنده گازی درون زا است که دارای خواص ضد التهابی و ضد پپتوتیکی است. همراه با سولفیدهای دیگر ، اثرات ضد التهابی و محافظ بافت سولفور سدیم در مدل های التهاب و استرس اکسیداتیو مورد بررسی قرار گرفته است. جالب است بدانید ، سولفور سدیم نقش محافظت کننده در برابر ایسکمی قلبی یا آسیب مجدد جریان خون دارد ، همچنین از ریه ها در برابر آسیب ناشی از ونتیلاتور محافظت می کند. البته هنوز کاملاً مشخص نشده است.

نمکهای سولفور سدیم محلول در آب هستند که محلول قلیایی قوی دارند. هنگام قرار گرفتن در معرض هوای مرطوب ، سولفور سدیم رطوبت را جذب می کنند و می توانند به طور خودجوش گرم شوند و مواد احتراق اطراف را آتش بزنند. در چنین شرایطی سولفید هیدروژن نیز منتشر می شود، که بوی شبیه تخم مرغ پوسیده دارد.

مشخصات سولفور سدیم:

• نام شیمیایی این محصول : سولفور سدیم.
• نام تجاری سولفور سدیم :سولفید سدیم.
• شکل ظاهری این ماده : ماده ای زرد رنگ متمایل به قرمز می باشد که به آسانی در آب و الکل حل می شود و همچنین با اکسیژن به سرعت واکنش داده و به طور عمده به صورت مایع ، پرک و کلوخه تولید و تهیه می شود.
• حلالیت سولفور سدیم در آب : در آب و الکل به طور کامل حل می شود.

موارد ذکر شده از مشخصات اصلی این ماده ی شیمیایی است . در ادامه نیز به کاربرد های اصلی این ماده ی شیمیایی با ارزش اشاره خواهیم کرد . از آنجا که سولفور سدیم توانایی آن را دارد رطوبت هوا را جذب کند باید در محیط های خشک آن را نگهداری کنیم زیرا این امر به آتش سوزی سایر مواد احتراقی منجر می شود . معمولا بوی نامطلوبی بعد از جذب رطوبت توسط این ترکیب شیمیایی احساس می شود . واکنش پذیری این ماده با با فلزات نیز بالا است به همین دلیل در انبارهای سرپوشیده و دور از نور آفتاب از آن باید نگهداری کرد .از آن جا که خاصیت خورندگی نیز دارد باید در انتخاب ظرف نگهداری آن نیز دقت لازم در نظر گرفته شود . البته بهتر است بدانید خاصیت خورندگی آن کم است . فروش این محصول که به صورت پرک است در کیسه های چند کیلوگرمی در اختیار خریداران قرار می گیرد.

سولفور سدیم کاربرد های بسیاری دارد در زیر به برخی از اصلی ترین کاربردهای آن اشاره خواهیم کرد . کاربرد آن در زندگی روزمره هم به صورت مستقیم و هم به صورت غیر مستقیم است به طوری که در بسیاری از ترکیبات خانگی از سولفور سدیم به طور قابل ملاحظه ای استفاده شده است.

اشتعال پذیری سولفور سدیم

تنها ماده بسیار قابل اشتعال در گروه سولفیدهای معدنی ، سولفید هیدروژن است. با این حال ، برخی سولفیدهای معدنی دیگر ، مانند سولفور سدیم ، می توانند به صورت خودبخود گرم شوند و حتی اگر در معرض هوای مرطوب قرار بگیرند ، خود را روشن کنند

در صورت قرار گرفتن در معرض شعله ، سولفور سدیم گاز دی اکسید گوگرد را آزاد می کند که تحریک کننده و سمی است

واکنش پذیری سولفور سدیم

سولفورهای معدنی معمولاً اساسی هستند (بعضی از آنها کاملاً خوب هستند ، بنابراین با اسیدها ناسازگار هستند)

بسیاری از این ترکیبات در حال کاهش عوامل هستند (آنها به شدت با مواد اکسید کننده واکنش نشان می دهند).

نمک های سولفید ساده (مانند سولفور سدیم ، سولفید پتاسیم و سولفید آمونیوم) با اسیدها واکنش جدی نشان می دهند و گاز سولفید هیدروژن را آزاد می کنند که بسیار سمی و قابل اشتعال است

سولفور سدیم قابل اشتعال است. و می تواند هنگام گرم شدن یا شوکه شدن منفجر شود.

به شدت با کربن ، مانند ذغال سنگ ، نمک های دیازونیوم ، اکسید کننده های قوی و آب واکنش نشان می دهند.

سمیت سولفور سدیم

بسیاری از اعضای گروه سولفیدهای معدنی مانند پایه های قوی عمل می کنند و می توانند باعث سوختگی شدید پوست شوند.

این خاصیت به حلالیت آن بستگی دارد. نامحلول ترین سولفیدهای معدنی (به عنوان مثال مرکوریوم (II) سولفید و سولفید کادمیوم) سوز آور نیستند.

سولفور سدیم برای محیط زیست خطرناک است ، و ارگانیسم های آبزی را تهدید می کند

موارد استفاده سولفور سدیم

در خانه از سولفور سدیم برای خنثی کردن زهکشی ها ، در تمیز کردن محصولات (برای فر و حمام)، محصولات مو ، مواد شوینده ماشین ظرفشویی و کیسه های هوا در اتومبیل استفاده می شود

در صنعت از سولفور سدیم در مواد تمیز کننده ، سیمان و ساخت مواد شیمیایی دیگر استفاده می شود.

خطرات سولفور سدیم برای سلامتی

قرار گرفتن در معرض سولفور سدیم در کشورهای در حال توسعه رایج است. این مواد خورنده در غلظت کم در محصولات مختلف خانگی یافت می شوند.

قلیاهای خورنده باعث نکروز مایعات می شوند. این باعث هضم چربی ها در غشای سلولی ، از بین رفتن سلول و اجازه ورود آن به بافت مخاط می شود

قرار گرفتن سولفور سدیم در دهان

در بافت گوارشی این سولفیدها التهاب اولیه ایجاد می کنند ، به دنبال آن نکروز بافت و سپس تنگی ایجاد می شود.

بیمارانی که مقدار کمی مصرف کرده اند ممکن است دچار سوزش و سوختگی درجه یک (هایپرآمی و ورم) در دهان و حنجره ، مری یا معده شوند.

بیمارانی که مقدار متوسطی مصرف کرده اند ممکن است دچار سوختگی درجه دو شوند (تاول های سطحی ، فرسایش و زخم) و ممکن است دچار تنگی (معمولاً مری) شوند.

برخی از بیماران بخصوص کودکان خردسال ممکن است در دستگاه تنفسی فوقانی دچار ورم شوند.

مبتلایان به مسمومیت شدید ناشی از بلع ممکن است دچار سوختگی و نکروز جدی در معده با عوارضی از قبیل: سوراخ شدن (مری ، معده و گاهی اوقات دوازدهه) ، و خونریزی دستگاه گوارش شوند.

همچنین ممکن است باعث: افت فشار خون ، افزایش ضربان قلب ، تاکی پنه ، تنگی ، (عمدتا مری) ، سرطان مری و دستگاه تنفسی فوقانی شود

استنشاق سولفور سدیم

استنشاق مختصر می تواند باعث سرفه و برونکاسپاسم شود.

اگر مقدار زیادی از سولفور سدیم استنشاق شود ممکن است باعث ایجاد ورم در دستگاه تنفسی فوقانی ، و همچنین سوختگی ، استیدور و در موارد نادر ، صدمات حاد ریوی شود

سولفور سدیم در معرض چشم

این می تواند منجر به تحریک شدید ملتحمه ، کم خونی ، نقص اپی تلیال قرنیه ، ایسکمی اندام ، از بین رفتن دائمی بینایی و در موارد شدید سوراخ شود

کاربرد های اصلی این ماده ی شیمیایی:

1.استفاده از آن برای موبری پوست.

2.استفاده از آن در صنایع معدن برای جداسازی سنگ فلز.

3.استفاده از آن در صنایع کاغذ سازی به منظور ساخت و تولید خمیر کاغذ. .

4.استفاده از آن در صنایع شیمیایی برای تولید رنگ های گوگردی.

5.استفاده از آن در صنایع نساجی به منظور کاهش رنگ های گوگردی.

از دیگر کاربردهای این ماده ی باارزش می توان به موارد زیر اشاره کرد :

– در منزل می توان از از سولفور سدیم برای خنثی کردن زهکشی ها

– تمیز کردن محصولات گوناگون به ویژه فر و حمام.

– تهیه ی محصولات مو.

– تولید مواد شوینده ماشین ظرفشویی.

– ساخت و تهیه ی کیسه های هوا در اتومبیل.

صنایعی مختلف نیز مانند چرم سازی برای تولید انواع رنگ ها از جمله رنگ های گوگردی والبته انواع رنگدانه ها، و به ویژه جداسازی یون های فلزی با استفاده از آن در استخراج انواع فلزات به دست آمده سنگ معدن از اصلی ترین موارد کاربردی این ماده در صنعت است.

با وجود همه ی کاربردهای این ماده ی شیمیایی در صورتی که بدون ایمنی خاص از آن ها استفاده شود زیان های جدی رخ خواهد داد .

اصولا در استفاده و مصرف هر ماده ی شیمیایی باید اصولی در نظر گرفته شود . اگر سولفور سدیم به مقدار متوسط بلعیده شود سوختگی درجه دو را به همراه خواهد داشت البته اثر آن برای کودکان شدیدتر است . به همین دلیل باید در نگهداری آن توجه ویژه ای صورت گیرد.

فرایند تولید سولفور سدیم.

در حالت کلی سولفور سدیم با استفاده از سه روش تولید و تهیه می شود :

1.واکنش ویژه برای تولید آن از طریق سولفید هیدروژن و سود سوزآور.

2.احیا شدن سولفات سدیم با استفاده از ذغال یا گاز.

3.استفاده از الکترولیز نمک طعام و همچنین ترکیب ملغمه سدیم حاصل با گوگرد.

همه ی روش های ذکر شده برای تولید و تهیه سولفور سدیم روش های ارزشمندی هسنتد و آنچه که مشخص می کند کدام روش در اولویت قرار بگیرد این است که بازده محصول و شرایط موجود و همچنین کیفیت محصول به تولید کننده این فرصت را اجازه می دهد که حق انتخاب مطلوبی داشته باشد . جنبه ی اقتصادی و همچنین مواد اولیه ی موجود نیز به شدت فرایند مورد نیاز برای تولید سولفور سدیم را کنترل می کند ولی به طور قابل ملاحظه تولیدکنندگان روش اول را در اولویت قرار می دهند . در فرایند اول سود را در تانک مخصوصی ریخته و از یک سمت آن گاز کلر را تحت واکنش سود قرار می دهند مقداری از گاز کلر با سود واکنش می دهد و مقدار دیگر آن از دهانه ی تانک خارج می شود .با توجه به میزان گاز کلر خارج شده می توان میزان تولیدی سولفور سدیم را نیز تشخیص داد . البته میزان واکنش پذیری کلر و سود بسیار بالا است .میزان درصد جرمی این محصول بر اساس درخواست مشتری قابل تغییر است . همچنین این محصول قابلیت آن را دارد که رقیق یا غلیظ شود عموما غلظت ۶۰ درصد پرک مورد استفاده قرار می گیرد.

نکات دانستنی در مورد سولفور سدیم

سولفور سدیم اشتعال پذیر است به همین دلیل باید از قرار دادن آن در هر محیطی جلوگیری کرد . هوا می تواند به شدت به ترکیب شیمیایی این ماده تاثیر بگذارد . در صورتی که نکات ایمنی در رابطه با این محصول شیمیایی رعایت نشود ممکن است سلامت انسان به طور جدی در خطر باشد البته این ترکیب شیمیایی تنها سلامت انسان را تحت تاثیر قرار نمی دهد بلکه برای محیط زیست نیز خطرناک بوده و وارد شدن آن به دریا نیز می تواند سبب مرگ آبزیان باشد و یا در بدن آبزیان نهفته شود و به زنجیره ی غذایی منتقل گردد. شعله ی این ترکیب شیمیایی ماده ی سمی تولید می کند که اگر در معرض آن قرار گرفته شود می تواند عوارض جدی داشته باشد . حال که موارد ایمنی و خواص این ماده برای شما آشکار شد می توانید با به کارگیری اصول کافی ایمنی استفاده از آن را تحت کنترل قرار دهید.

در سال های اخیر سنتزهای مهم به کمک این ماده ی شیمیایی انجام شده است و همین امر توجه به این ترکیب شیمیایی را افزایش داده است . حمل و نقل آن نیز از از محل تولید تا محل مصرف نیز باید با رعایت اصول صورت بگیرد به ویژه اگر مسیر انتقال طولانی باشد بروز هرگونه تغییر در خواص شیمیایی محصول به دلیل تغییرات آب و هوایی شدت می یابد . آب و هوای خشک مناسب ترین شرایط برای نگه داری آن است به شرطی که تحت نور خورشید قرار نگیرد .

کاربردهای سولفات سدیم

کاربردهای سولفات سدیم را می‌توان به صورت زیرخلاصه کرد:

صابون و پاک‌کننده‌ها: ۲۰ درصد سولفات سدیم در تهیه پودرهای پاک‌کننده خانگی و بین ۶۰-۲۰ درصد سولفات سدیم به عنوان پرکننده یا کف‌زای سفید و بی‌اثر دارند.

منبع سودا : به عنوان منبع اقتصادی و دسترس Na2O و یا گوگرد در بعضی صنایع است( صنایع چوب، کاغذ کرافت، شیشه، پارچه، دباغی ، ذوب نیکل، مکمل غذای حیوانات، عکاسی، تصفیه آب، روغن‌های سولفات) حدود ۶۵ درصد سولفات سدیم در تهیه کاغذهای مخصوص بسته‌بندی استفاده می شود.

شیشه: به عنوان منبع اکسید سدیم و گوگرد در شیشه سازی برای حذف حباب‌ها و یا جلادادن و جلوگیری از تشکیل کف روی شیشه در انواع شیشه‌های پنچره، تخت، بطری‌های مختلف، فایبرگلاس‌های عایق، پیرکس و … به کار می‌رود. درصد کمی از سولفات سدیم در صنایع شیشه‌سازی استفاده می‌شود.

منسوجات: در حین رنگرزی پارچه برای حفظ اسنحکام، جدا نگه‌داشتن آلاینده‌های آلی و جلوگیری از نمک‌گذاری ماده رنگ‌زا به کار می‌رود.

شیمیایی: پیش ماده ساخت موادی مانند سولفات سرب ( باطری، رنگدانه) سولفات پتاسیم(کود، داروسازی، شیشه و …) سولفات آلومینوم سدیم و… است.

داروسازی: سولفات سدیم در آب و گلیسرول محلول است و لیکن در الکل حل نمی‌شود. محلول ۸۹٫۳ درصد سولفات سدیم که معمولا شکل تزریقی آن است و فشاری همانند سرم خون دارد.

سولفات سدیم به صورت محلول رقیق به عنوان ملین تجویز می‌شود. همچنین قبل از عمل جراحی دستگاه گوارش و برای تخلیه لوله گوارش، سولفات دو سود به همراه ترکیبات پلیمر غلیظ اکسید اتیلن و آب به نام ماکروگل (Macrogol) به بیمار خورانده می‌شود. این ماده مصرف زیادی در تهیه پاک‌کننده‌ها از جمله پودرها و مایعات پاک‌کننده دارد.

ترکیب دارویی سولفات سدیم معمولا به صورت تزریقی و با نام‌های سلوئید(Celloid))، نمک فاینون (Fynon salt) و سولفات سدیم تزریقی تهیه می‌شود. سولفات سدیم تزریقی در داروهای دامپزشکی به عنوان مسهل و تقویت‌کننده فعالیت معده تجویز می‌شود.

کالاهای جایگزینی

پاک‌کننده ها: جایگزین ندارد

شیشه: سولفات کلسیم، کربنات سدیم

خمیرکاغذ: سود سوزآور، امولسیون گوگرد

اهمیت استراتژیک کالا در دنیای امروز

تخمین یک الگوی مصرف جهانی یرای سولفات سدیم به دلیل تغییرات گوناگونی که ممکن است در آینده در کشورهای جهان بوجود آید قدری مشکل است.کشورهای کانادا ، فنلاند، سوئد، بزرگترین تولیدکنندگان کاغذ کرافت در جهان هستند و شاید ۹۵ درصد سولفات سدیم در این کشور ها در این مورد مصرف می‌شود. در آمریکا، انگلستان، فرانسه، آلمان، ژاپن و برخی کشورهای دیگر تولید کاغذ کرافت کم بوده و مصرف اصلی سولفات سدیم در پودرهای شوینده، صنایع شیشه، سایر تولیدات شیمیایی فرایند رنگرزی و … می‌باشد.

بر اساس آمارهای منتشر شده از سوی سازمان زمین‌شناسی آمریکا (USGS) در سال‌های ۱۹۹۹، ۲۰۰۰ درصد مصرف سولفات سدیم در صنایع مختلف و بر اساس کاربردهای اصلی به صورت زیر برآورد شده است.

صابون و پودرهای شوینده :۴۵ %

صنایع نساجی: ۱۸ %

صنایع خمیر و کاغذ: ۱۳ %

صنایع شیشه: ۱۰%

سایر موارد ۱۴%

بر طبق آنچه گفته شده است اگرچه سولفات سدیم یک کالای استراتژیکی نیست(کالای حد واسطی است) اما در صنایع مختلف به ویژه در بخش‌هایی از صنایع شیمیایی موارد مصرف گوناگونی دارد و علیرغم اهمیت زیاد سولفات سدیم در صنایع شیمیایی، غالبا به عنوان یک محصول جانبی یا یک ترکیب واسطه و نه به عنوان محصول اصلی مطرح است.

جهت خرید به فروشگاه مراجعه کنید.