كبريتيت الصوديوم (Na2SO3): هيكل وخصائص واستخدامات
كبريتيت الصوديوم أو كبريتيت الصوديوم ، الذي تركيبة كيميائية هي Na 2 SO 3 ، عبارة عن ملح صوديوم قابل للذوبان تم الحصول عليه كمنتج لتفاعل حمض الكبريتيك (أو أكسيد الكبريت (IV)) مع هيدروكسيد الصوديوم.
بين عامي 1650 و 1660 ، بدأ Glauber في تصنيع كبريتيت الصوديوم من الملح المشترك (NaCl) وحمض الكبريتيك المركز. تعتبر هذه العملية بداية الصناعة الكيميائية.
تنتج عملية الكبريتيت لب الخشب ، والذي يُلاحظ كألياف السليلوز النقية تقريبًا باستخدام عدة أملاح من حمض الكبريتيك لاستخراج اللجنين من رقائق الخشب.
وبالتالي ، تحتوي الكبريتات على عدد كبير من التطبيقات من أنواع مختلفة ، بما في ذلك في صناعة المواد الغذائية كإضافة. من بين وظائفها الأكثر أهمية قدرتها على تثبيط التحمير الإنزيمي وغير الإنزيمي ، ومراقبة وتثبيط نمو الميكروبات ، والوقاية من النتانة المؤكسدة وتعديل الخواص الريولوجية للأغذية.
تحضير كبريتيت الصوديوم
عموما ، على نطاق المختبر ، يتم إنتاج كبريتيت الصوديوم من تفاعل محلول هيدروكسيد الصوديوم مع غاز ثاني أكسيد الكبريت (2NaOH + SO 2 → Na 2 SO 3 + H 2 O).
ثم سيشير تطور ثاني أكسيد الكبريت عن طريق إضافة بضع قطرات من حمض الهيدروكلوريك المركز إلى ما إذا كان هيدروكسيد الصوديوم قد انتهى تقريبًا ، وتحويله إلى كبريتيت الصوديوم المائي (Na 2 SO 3 + 2HCl → 2NaCl + SO 2 + H 2 O).
من ناحية أخرى ، يتم الحصول على هذا المركب الكيميائي صناعيًا عن طريق تفاعل ثاني أكسيد الكبريت بمحلول كربونات الصوديوم.
تولد التركيبة الأولية ثاني كبريتيت الصوديوم (NaHSO 3 ) ، والذي يتحول عند تفاعل مع هيدروكسيد الصوديوم أو كربونات الصوديوم إلى كبريتيت الصوديوم. يمكن تلخيص ردود الفعل هذه في التفاعل العالمي SO 2 + Na 2 CO 3 → Na 2 SO 3 + CO 2 .
التركيب الكيميائي
تتميز جميع أشكال كبريتيت الصوديوم بكونها مواد صلبة بيضاء ، بلورية ورطبة ، والتي لها القدرة على جذب جزيئات الماء في البيئة المحيطة والاحتفاظ بها بسهولة ، والتي عادة ما تكون في درجة حرارة الغرفة.
يرتبط نوع التركيب البلوري بوجود الماء في المجمع. يحتوي أنهيدريد كبريتيت الصوديوم على بنية تقويمية أو سداسية ، وإذا كان هناك جزيئات ماء في المركب ، فإن هيكله يتغير (على سبيل المثال ، كبريتيت الصوديوم هيبتاهيدرات له هيكل أحادي الميل).
خصائص
هذا النوع له بعض الخواص الفيزيائية والكيميائية التي تميزه عن الأملاح الأخرى الموضحة أدناه:
الخواص الكيميائية
كمحلول مائي مشبع ، تحتوي هذه المادة على درجة حموضة تقريبية تبلغ 9. بالإضافة إلى ذلك ، تتأكسد المحاليل التي تتعرض للهواء في نهاية الأمر إلى كبريتات الصوديوم.
من ناحية أخرى ، إذا سُمح لكبريتيت الصوديوم في المحلول المائي بالتبلور عند درجة حرارة الغرفة أو أقل ، فإن ذلك يحدث في صورة heptahydrate. بلورات heptahydrates منتفخة في الهواء الساخن والجاف ، فإنها تتأكسد أيضا في الهواء لتشكيل كبريتات.
بهذا المعنى ، يكون الشكل اللامائي أكثر ثباتًا ضد الأكسدة عن طريق الجو. الكبريتيت لا يتوافق مع الأحماض والمواد المؤكسدة القوية ودرجات الحرارة المرتفعة. كما أنه غير قابل للذوبان في الأمونيا والكلور.
الخصائص الفيزيائية
يحتوي أنهيدريد سلفات الصوديوم على كتلة ضارية تبلغ 126.43 جم / مول ، وكثافة 2.633 جم / سم 3 ، ونقطة انصهار تبلغ 33.4 درجة مئوية (92.1 درجة فهرنهايت أو 306.5 كيلو متر) ، وهي نقطة درجة الغليان التي تبلغ 1،429 درجة مئوية (2،604 درجة فهرنهايت أو 1،702 كلفن) ، ولا يمكن اشتعالها. وبالمثل ، فإن الذوبان (يقاس عند درجة حرارة 20 درجة مئوية) هو 13.9 جم / 100 مل.
تطبيقات
بسبب خواصها التفاعلية ، فإن كبريتيت الصوديوم متعدد الاستخدامات ويستخدم حاليًا على نطاق واسع في أنواع مختلفة من الصناعات.
- يستخدم على نطاق واسع في معالجة المياه والتخلص من الأكسجين الذائب في الماء للغلايات.
- لها أيضًا تطبيقات في صناعة الورق (لب شبه سائل).
- في التصوير الفوتوغرافي يتم استخدامه في صناعة المطورين.
إلى درجة كافية تستخدم في حفظ الأغذية ومضادات الأكسدة.
-في صناعة الغزل والنسيج تستخدم في عمليات التبييض ومضاد الكلورو.
، ويستخدم أيضا كعامل مختزل.
- بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه في الانتعاش الثانوي لآبار النفط.
- يستخدم حتى في صناعة المركبات العضوية والأصباغ والأحبار ورايون فسكوزي والمطاط.
- يستخدم في صناعة العديد من المواد الكيميائية ، بما في ذلك كبريتات البوتاسيوم ، كبريتيت الصوديوم ، سيليكات الصوديوم ، هيبوسلفيت الصوديوم وكبريتات الألومنيوم الصوديوم.
المخاطر
الآثار الناجمة عن التعرض للمركب
إن التعرض المطول أو المتكرر لهذه المادة قد يسبب التهاب الجلد والحساسية. يمكن أن يتسبب التعرض للأشخاص ذوي الحساسية للكبريتات والربو التأتبي في حدوث تضيق قصبي حاد وتقليل مستويات حجم الزفير القسري.
وبالمثل ، يمكن أن يؤدي التحلل الحمضي لكبريتيت الصوديوم إلى إطلاق أبخرة سامة وخطيرة من أكاسيد الكبريت ، بما في ذلك ثاني أكسيد الكبريت ، والذي يمكن أن يتسبب في تدهور دائم في الرئة بسبب التعرض المزمن والحاد.
وبالمثل ، فإن التسمم الحاد بثاني أكسيد الكبريت أمر نادر الحدوث لأنه يتم اكتشاف الغاز بسهولة. إنه أمر مزعج لدرجة أن الاتصال لا يمكن التسامح معه.
تشمل الأعراض السعال والبحة والعطس والعينين المائيين وصعوبة التنفس. ومع ذلك ، يمكن للموظفين الذين يعانون من التعرض الشديد الذي لا يمكن تجنبه أن يعانون من تلف رئوي كبير وربما قاتل.
السمية الإيكولوجية
كبريتيت الصوديوم هو محلول غير خطير ، والذي يشيع استخدامه كعامل لإزالة الكلور في المياه العادمة. تركيزات عالية تسهم في ارتفاع الطلب على الأكسجين الكيميائي في البيئات المائية.
استهلاك الأطعمة مع المواد الحافظة
واحدة من المضافات التي يمكن أن تسبب مشاكل في الأشخاص الحساسة هي المجموعة المعروفة باسم عوامل الكبريت ، والتي تشمل إضافات الكبريتيت غير العضوية المختلفة (E220-228) ، من بينها كبريتيت الصوديوم (SO 2 ).
في الأشخاص الذين يعانون من فرط الحساسية أو الربو ، يمكن أن يكون استهلاك الأطعمة التي تحتوي على كبريتيت أو استنشاق ثاني أكسيد الكبريت سامًا.
هذه المركبات هي المسؤولة عن انقباض الشعب الهوائية مما يؤدي إلى صعوبة في التنفس. العلاج الوحيد لهذا رد الفعل المفرط هو تجنب الأطعمة والمشروبات التي تحتوي على الكبريتات.
مراجع
1. بريتانيكا ، إ. كبريتيت الصوديوم. تم الاسترجاع من britannica.com
2. معلومات الغذاء. (SF). E221: كبريتيت الصوديوم. تم الاسترجاع من food-info.net
3. PubChem. (SF). كبريتيت الصوديوم. تم الاسترجاع من pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
4. سولفاي المستدامة. (SF). كبريتيت الصوديوم. تم الاسترجاع من solvay.us
5. ويكيبيديا. (SF). كبريتيت الصوديوم. تم الاسترجاع من en.wikipedia.org
