一、概 述
元明粉的学名为硫酸钠(sodium sulfate),也称芒硝(salt cake),商品开头有粉状和晶体两种:
1、白色粉状的是无水硫酸钠,分子式na2so4,分子量142,应称元明粉,市上所售的含na2so4约92-98%。
2、含有10个分子结晶水的、水合物的硫酸钠,分子式na2so4·10h2o,分子量322.2,应称芒硝。市上所售的含na2so4约44%,其余为56%结晶水。
(一)元明粉的制备 元明粉产于雨量稀省的沙漠地带,此外常与它种盐类存于咸水湖中。工业上制备一般加硫酸于食盐中共热而得。反应式如下:
na2so4+2nacl→na2so4+2hcl↑
同时变生氯化氢气体,用水吸收就成盐酸。剩留下来的即为硫酸钠,俗称盐饼,所以硫酸钠是制备盐酸时的副产物。
(二)元明粉的性质
1、粉状元明粉多不纯净,常含硫酸及少量夹杂物;晶体的较纯净,但成分不及粉状强。粉状硫酸钠每100分可当结晶硫酸钠227分。两者均易溶于水及甘油中,而晶体硫酸钠更易溶解,它在空气中极易风化,失去10年分子结晶水就成白色粉末。
2、元明粉应呈中性,溶解时不应有固体残留物,且不宜含任何铁盐或镁盐,偶有氯化物的存在,也仅限于极微量。
3、元明粉味咸而带苦,它是硫酸的中性钠盐,这是一种很稳定的盐,能经得住强热而最后分解,在低于888℃温度下都保持固态,仅于888℃时熔化为流言蜚语。
4、无水元明粉易溶于水,当提高溶液温度(从0~33℃)时,它在水中的溶解度渐增,如继续升高温度,它的溶解度就下降。每100分水内,在各种温度下可溶无水元明粉量为:
0 10 15 20 25 30 33 40 103(℃)
5 9 13 19 28 40 50 49 42.6分
5、每1分无水元明粉(na2so4)相当于2.27分晶体元明粉(na2so4·10h20).10个分子水的元明粉为透时结晶,成块状或针状,约33℃液化于所含结晶水中;当100℃时全部结晶水散失,在常温下较无水元明粉更易溶于水。
6、元明粉是由强酸(硫酸)和强碱(烧碱)所组成的盐(na2so4+2naoh→na2so4+2h20),溶于水。凡是强酸与强碱所生的盐不起加水分解作用。
7、元明粉加入染液中是用来调节染料对纤维的上染率的。
二、元 明 粉 分 析 法
元明粉内含na2so4成分的多少,分析原理,是依据硫酸钠与氯化钡溶液相混和而起复分解作用,生成不溶性白色硫酸钡沉定如下式: na2+bacl2→2nacl+baso4↓
操作:1、精确称取试品约5克,溶于200毫升水中,用于漏斗及干滤纸滤入500毫升量瓶中,如有不溶性杂质则滤去,加水至500毫升标线。用移液管吸取滤液50毫升置于400毫升的烧杯中,加水200毫升及1n盐酸溶液15毫升,使溶液微呈酸性,加热至沸。用移液管加入热的10%氯化钡溶液约8毫升,随加随搅,使与硫酸钠起交换作用而生成白色的硫酸钡沉淀。用表面玻璃盖好,在热处放置至少2小时,使作用完全。
2、用无灰滤纸过滤,收集硫酸钡沉淀物,用少量温水对沉淀物冲洗,直到滤液中不呈氯离子cl-的反应为止(用硝酸银试液检验,如无混浊现象的白色agcl沉淀产生,即表明硫酸钡的过滤物中已无氯离子存在)。
3、将沉淀(baso4)及滤纸移置坩埚内,灼烧至恒重,记它的重量,即可求得硫酸钠的含量。
计算:(格式不好打,省去)
注:1、含酸量:元明粉中往往含有残余硫酸,这种酸质对印染上的应用是不适宜的,因此要求它的含酸量越少越好。例如用于印地科素染料作促染剂时,如元明粉的含酸量过多,就会促使染浴中的部分染料呈现早期显色而生成沉淀,影响染色成品的得色。
操作:用移液管移取试品滤液50毫升,置于250毫升的烧杯中,加水100毫升及酚酞指示剂数滴,以0.1n naoh溶液滴定,滴至试品深液显现粉红色时为止。
计算:(同上,省去)
2、铁盐试验:与烧碱分析法同。
3、氯化物试验:与烧碱分析法同。
4、硫酸镁测定:参阅本章第十九节硫酸镁。
三、元明粉在印染上的用途
(一)作直接染