Tất tần tật các thông tin cần biết về Na2S

Na2S là một hợp chất hóa học được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau trong đời sống. Tuy nhiên không phải ai cũng hiểu rõ các tính chất lý hóa cũng như phương pháp điều chế Na2S đúng cách? Hãy cùng LabVIETCHEM tìm lời giải đáp trong bài viết dưới đây nhé!

1. Na2S - Đá thối là gì?

Na2S là hợp chất hóa học được cấu tạo bởi hai nguyên tử Natri (Na) và một nguyên tử lưu huỳnh (S). Nó có mùi khá khó chịu, vì trong môi trường không khí ẩm Na2S cùng các muối hidrat giải phóng ra khí hidro sunfua và mùi của khí này tương tự mùi trứng thối nên còn gọi là đá thối.

Mặt khác, hợp chất này còn được gọi bằng một số cái tên khác như: sodium sulfur, sodium sulfide, đinatri. Chúng tồn tại ở hai dạng khan và ngậm 9 nước, nhưng chủ yếu vẫn là dạng ngậm nước Na2S.9H20. 

Tùy vào hàm lượng, Natri sunfua có nhiều loại, tuy nhiên chủ yếu nhất là 2 loại sau:

- Loại thường gặp có 60% khối lượng Na2S.

- Loại dùng trong kỹ thuật có thể rắn màu vàng, hợp chất không màu nếu tồn tại ở dạng dung dịch.

Hình 1: Na2S là hợp chất hóa học có thể chuyển sang màu vàng khi gặp không khí ẩm 

2. Na2S là chất điện li mạnh hay yếu?

Để biết được Na2S là chất điện li mạnh hay yếu, trước đó chúng ta cần hiểu rõ hai khái niệm này. 

- Chất điện li yếu: chỉ có một số phân tử hòa tan phân li ra ion, còn lại vẫn tồn tại dưới dạng phân tử. Bao gồm: base yếu, axit yếu, một số muối chịu tác động của các yếu tố dung môi, nhiệt độ khi điện li. Độ điện li trong khoảng 0 < α < 1

- Chất điện li mạnh: các phân tử hòa tan đều phân li ra ion khi tan trong nước. Bao gồm: base mạnh, axit mạnh, hầu hết các muối, muối của axit mạnh, muối natri… Các chất điện li mạnh có α = 1.

Na2S là muối hòa tan trong nước nên nó là chất điện li mạnh có phương trình điện li: Na2S → 2Na+ + S2-

3. Các tính chất nổi bật của Na2S

3.1. Tính chất vật lý

- Tồn tại ở dạng chất rắn không màu. 

- Điểm nóng chảy: 1176 độ C (khan), 50 độ C (dạng ngậm 9 nước)

- Độ tan: hợp chất hòa tan trong nước và tan nhẹ trong ethanol, không tan trong este.

- Khối lượng riêng: 1.856 g/cm3 (khan), 1.43 g/cm3 (dạng ngậm 9 nước)

- Khối lượng mol: 78.0452 g/mol (khan) và 240.18 g/mol (dạng ngậm 9 nước)

- Độ tan trong nước: 186 g/L ở 20 độ C và 390 g/L ở 50 độ C

Hình 2: Cấu tạo Na2S

3.2. Tính chất hóa học

Các phản ứng hóa học phổ biến của Na2S:

- Làm quỳ tím chuyển sang màu xanh.

- Nếu gặp không khí ẩm sẽ chuyển sang màu vàng và có mùi trứng thối.

- Phản ứng với lưu huỳnh tạo thành polysulfides: 2Na2S + 8S →  2Na2S5

- Phản ứng oxy hóa cùng hidro peroxit: Na2S + 4H2O2 →  4H2O + Na2SO4

- Phản ứng với thuốc thử vô cơ: S2- + H2O →  HS- + OH-

- Phản ứng với HCl tạo ra khí độc H2S: Na2S + 2HCl →  2NaCl + H2S

- Phản ứng oxi hóa khi đun nóng Na2S sẽ tạo ra natri cacbonat và lưu huỳnh dioxit: 2Na2S + 3O2 + 2CO2 → 2Na2CO3 + 2SO2 

4. Phương pháp điều chế/sản xuất Na2S

4.1 Điều chế Na2S trong phòng thí nghiệm

Bước 1: Chuẩn bị nguyên liệu

Muốn điều chế Na2S cần có nguyên liệu và nguyên liệu chính để tạo nên hợp chất này là natri và lưu huỳnh. 

Bước 2: Tạo ra natri hidroxit (NaOH)

Chúng ta có thể tạo ra natri hidroxit từ phản ứng giữa nước và natri, giúp thu được NaOH và H2 (khí hydro).

Bước 3: Tạo ra lưu huỳnh dioxit (SO2)

Từ phản ứng giữa oxi và lưu huỳnh chúng ta thu được SO2. Tuy nhiên phản ứng này có thể tạo ra sự cắt đôi của một số liên kết của phân tử lưu huỳnh, từ đó tạo ra lưu huỳnh nguyên tử.

Bước 4: Phản ứng hợp thành natri sunfua

Đưa H2O, SO2 và NaOH vào một hệ thống phản ứng hoặc một tháp phản ứng. Trong quá trình đó, SO2 và NaOH phản ứng với nhau để tạo ra H2O và Na2S.

Na2S được tách ra từ hỗn hợp sau phản ứng thông qua quy trình kết tinh, chưng cất hoặc hiện tượng kết tủa.

Bước 5: Tinh chế và xử lý Na2S

Na2S sau khi tách ra được tinh chế và xử lý các tạp chất trộn lẫn để trả lại độ tinh khiết cho sản phẩm cuối cùng. Quy trình này diễn ra theo trình tự: chưng cất, kết tinh và lọc 

Bước 6: Đóng gói và lưu trữ

Na2S được đóng gói vào bao bì phù hợp và lưu trữ ở điều kiện phù hợp để chất lượng và độ an toàn của sản phẩm luôn đảm bảo.

Hình 3: Na2S được điều chế theo quy trình tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm

4.2 Sản xuất Na2S quy mô công nghiệp

Khi tiến hành khử natri sunfua với cacbon ở dạng than đá, ta thu được Na2S

Na2SO4 + 4C →  Na2S + 4CO

5. Ứng dụng của Na2S trong các lĩnh vực của đời sống

Na2S có nhiều ứng dụng quan trọng trong sản xuất và đời sống. Cụ thể:

- Chế biến da: Na2S dùng để tẩy trắng và xử lý một số thành phần hữu cơ không mong muốn như: chất bẩn, tơ da.

- Sản xuất giấy và bột giấy: Na2S làm sạch và xử lý bột giấy thành bột tro. Nó còn dùng để tách lignin từ gỗ và sản xuất bột giấy tái chế.

- Bột màu và in ấn: Natri sunfua giúp loại bỏ hết các dư lượng hữu cơ và màu sắc không mong muốn từ bột màu trước khi dùng lên các bề mặt.

- Nhiếp ảnh: Na2S dùng để ngăn sự oxy hóa của các dung dịch tráng phim và giúp bảo quản hình ảnh tốt hơn.

- Xử lý nước: Dùng để tẩy trắng và khử sắt, đồng thời loại bỏ mùi hôi và chất gây ô nhiễm trong nước.

- Sản xuất hóa chất: Na2S dùng để sản xuất các hóa chất như: sulfua kim loại hay các hợp chất khác của lưu huỳnh.

Hình 4: Na2S dùng để tẩy trắng và làm sạch bột giấy

6. Cảnh báo mức độ an toàn của đá thối Na2S

- Có thể gây bỏng da

Natri có thể gây bỏng da nếu tiếp xúc trực tiếp do nó có tính chất của 1 bazơ mạnh. Vì thế cần đeo đồ bảo hộ đầy đủ trước khi tiếp xúc và cần đến ngay cơ sở y tế để xử lý nếu bị bỏng Na2S.

- Ảnh hưởng hệ hô hấp

Khi natri sunfua tiếp xúc với axit sẽ tạo ra khí độc có mùi hôi thối khó chịu. Khí này có thể làm tổn thương mắt, da và hệ hô hấp của con người.

- Nguy cơ tiềm ẩn nếu bảo quản sai cách

Na2S xung khắc với axit và chất oxy hóa. Thế nên trong quá trình bảo quản không để chúng gần nhau để gây ra những phản ứng không mong muốn.

Tốt nhất là bảo quản natri sunfua ở nơi khô thoáng và tránh ánh nắng trực tiếp.

Trên đây là toàn bộ thông tin về Na2S do LabVIETCHEM tổng hợp và chia sẻ. Nếu bạn còn điều gì thắc mắc hoặc muốn tìm mua sản phẩm chất lượng uy tín, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn nhé!