Natriumsulfat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Natriumsulfat
Andere Namen	Dinatriumsulfat E 514 Glaubersalz (Decahydrat)
Summenformel	Na2SO4
CAS-Nummer	7757-82-6
ATC-Code	A06AD13 A12CA02
Kurzbeschreibung	farb- und geruchloser Feststoff
Eigenschaften
Molare Masse	142,04 g·mol−1
Aggregatzustand	fest
Dichte	2,70 g·cm−3 (20 °C)
Schmelzpunkt	888 °C
Siedepunkt	Zersetzung ab 890 °C
Löslichkeit	gut in Wasser: 170 g·l−1, bei 20 °C
Sicherheitshinweise
Bitte die eingeschränkte Gültigkeit der Gefahrstoffkennzeichnung bei Arzneimitteln beachten GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Toxikologische Daten	5989 mg·kg−1 (LD50, Maus, oral)
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

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Natriumsulfat (Na₂SO₄, veraltete Bezeichnung Schwefelsaures Natron) ist ein Natriumsalz der Schwefelsäure und setzt sich aus zwei Natriumkationen (Na⁺) und dem Sulfatanion (SO₄²⁻) zusammen. Das Decahydrat (Na₂SO₄·10H₂O) wird nach dem Chemiker Johann Rudolph Glauber auch Glaubersalz genannt. Auch das Karlsbader Salz, das durch Eindampfen von Karlsbader Mineralwasser gewonnen wird, besteht hauptsächlich aus Natriumsulfat-Decahydrat und wird als Abführmittel eingesetzt.

Geschichte

Natriumsulfat wurde 1625 von dem Chemiker und Apotheker Johann Rudolph Glauber als ein Bestandteil von Mineralwasser entdeckt. Glauber beschrieb den salzigen Geschmack des Präparates, dass es auf der Zunge schmilzt und im Gegensatz zu Salpeter nicht brennt, wenn man es in eine Flamme hält. Zudem erkannte er, dass das bei der Eindampfung erhaltene Natriumsulfat beim Erhitzen leichter wird, da es Kristallwasser enthält. Auch die wichtigste medizinische Wirkung als Abführmittel erkannte Glauber schon zu dieser Zeit.

Ab 1658 experimentierte Glauber mit Kochsalz und Schwefelsäure und erhielt dabei neben Salzsäure (als Spiritus salis, Geist des Salzes bezeichnet) auch Natriumsulfat, das er nun genauer untersuchen konnte. Dabei entdeckte er insgesamt 26 verschiedene mögliche medizinische Anwendungen, aber auch Anwendungen in der Alchemie und Kunst.

Nach Johann Glauber wurde das Sal mirabilis später in der Regel Glaubersalz genannt.

Vorkommen

Natriumsulfat kommt in der Natur als orthorhombisch kristallisierender Thenardit (α-Na₂[SO₄]) bzw. als Hochtemperaturmodifikation (> 271 °C) als trigonal kristallisierender Metathenardit sowie als wasserhaltiger Mirabilit (Na₂[SO₄] • 10H₂O) vor.

Gewinnung und Darstellung

Natriumsulfat wird größtenteils aus dem natürlichen Mineral Mirabilit gewonnen. Weltweit größter Produzent mit über 70 % ist China (Stand: 2011). Es fällt jedoch auch als Nebenprodukt in der chemischen Industrie bei Reaktionen an, bei denen Schwefelsäure mit Natronlauge neutralisiert wird. Eine weitere Möglichkeit zur technischen Darstellung besteht in der Umsetzung von Steinsalz (NaCl) mit Schwefelsäure zwecks Gewinnung von Salzsäure mit Natriumsulfat als Nebenprodukt:

$\mathrm {2\ NaCl+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2\ HCl}$

Natriumchlorid und Schwefelsäure reagieren zu Natriumsulfat und Chlorwasserstoff.

Natriumsulfat lässt sich im Labor durch folgende Reaktionen darstellen:

$\mathrm {\ Na_{2}CO_{3}+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+H_{2}O+CO_{2}}$

Natriumcarbonat und Schwefelsäure reagieren zu Natriumsulfat, Wasser und Kohlenstoffdioxid.

$\mathrm {2\ NaOH+H_{2}SO_{4}\rightarrow Na_{2}SO_{4}+2\ H_{2}O}$

Bei der Neutralisation von Natronlauge mit Schwefelsäure entstehen Natriumsulfat und Wasser.

Eigenschaften

Natriumsulfat

Das wasserfreie Natriumsulfat schmilzt bei 888 °C, ist hygroskopisch und gut in Wasser löslich, wobei es sich erwärmt (Lösungswärme). Dagegen löst sich das Decahydrat unter starker Abkühlung, bedingt durch den sogenannten Entropie-Effekt. Das Kristallwasser verlässt ab etwa 32 °C den Kristallverband, wodurch es scheint, als schmelze das Natriumsulfat, tatsächlich löst es sich aber im frei gewordenen Wasser. Aus dieser an wasserfreiem Natriumsulfat übersättigten Lösung scheidet sich das wasserfreie Salz ab. Bei dieser Temperatur hat Natriumsulfat ein ausgeprägtes Löslichkeitsmaximum.

Löslichkeit einiger Salze in Wasser bei verschiedenen Temperaturen

Verwendung

Natriumsulfat wird in Waschmitteln als Füllstoff, bei der Zellstoffgewinnung (Sulfatverfahren) sowie in der Glas-, Textil- und Farbindustrie eingesetzt. Geglühtes, kristallwasserfreies Natriumsulfat wird im Labor zur Trocknung von organischen Lösungsmitteln verwendet. Es wird außerdem als Latentwärmespeichermaterial verwendet.

In Form des Decahydrates findet Natriumsulfat als Laxans in der Medizin Verwendung. Das Natriumsulfat-Decahydrat (Glaubersalz) wirkt exzessiv abführend aufgrund einer kompetiven Beeinflussung des Elektrolytehaushaltes.

In der Lebensmitteltechnologie dient es als Festigungsmittel, Säureregulator und Trägersubstanz. Natriumsulfat und Natriumhydrogensulfat sind in der EU als Lebensmittelzusatzstoff der Nummer E 514 ohne Höchstmengenbeschränkung (quantum satis) für Lebensmittel allgemein zugelassen.

Im Bereich der Homöopathie findet Natriumsulfat, unter der Bezeichnung Natrium sulfuricum, Verwendung in Arzneimitteln gegen Erkältung, Kopfschmerzen und Verdauungsschwäche. Die zugeschriebenen Wirkungen besonders gegen Erkältung, Kopfschmerzen und Verdauungsschwäche sind wissenschaftlich nicht bestätigt.

Glaubersalz wird auch als mineralischer Pflanzendünger verwendet.

Einzelnachweise

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