硫酸鈉（英文：鈉 sulfate），又稱為無水芒硝、sodium sulphate anhydrous，是鈉的硫酸鹽。分子式為Na2SO4。是一種白色結晶固體或粉末，摩爾質量為142.04 g/摩爾，密度為2.671 g/cm3，易溶于水，其溶液大多為中性，溶于甘油而不溶于乙醇。暴露于空氣中易吸水生成十水合硫酸鈉（Na2SO4·10H2O），又名芒硝，偏堿性。硫酸鈉可與鋇鹽反應生成硫酸鋇[bèi]沉淀，可被H2或C等還原劑還原，與酸反應生成硫酸氫鹽。
硫酸鈉在造紙工業上主要用于制作牛皮紙漿，在玻璃工業中用于為平板玻璃提供鈉元素和硫元素，在洗滌劑工業用作充填劑和稀釋劑。在印染工業中用作促染料和緩染劑，制革工業中用作底革植物速鞣[róu]預處理劑、毛皮酸膨脹抑制劑、勻染劑等，在食品工業中可用作食用色素的稀釋劑，焦糖色素制造劑。硫酸鈉也用作緩瀉劑和鋇鹽中毒的解毒劑。用于飼料中具有補鈉、補硫，調節離子平衡的作用。也用于照片沖洗中和用作干燥劑等。
硫酸鈉性質穩定。未有特殊的燃燒爆炸特性。受高熱分解產生有毒的硫化物煙氣。會對眼睛產生刺激或造成嚴重損傷；如果攝入，可能會引起胃腸道紊亂；對皮膚和粘膜無刺激性。
物質結構
分子結構
硫酸鈉的共有32個價電子，鈉和硫酸根之間為離子鍵，中是共價鍵，但氧和氧之間不能形成共價鍵，因為沒有觀察到該化合物具有過氧化物的性質。
晶體結構
硫酸鈉依結晶條件的不同而從溶液中沉析出Na2SO4，Na2SO4·7H2O和Na2SO4·10H2O，所有上述化合物的晶體都是無色的。無水硫酸鈉是斜方晶系構成的晶體，七水硫酸鈉是正方或斜方晶系構成的晶體，十水硫酸鈉是單斜晶系。
當溫度由0 ℃提高到32℃時，溶解度增加，繼續提高溫度會引起溶解度下降。在0~32 ℃的溫度范圍內，從過飽和水溶液中析出單斜晶系的芒硝Na2SO4·10H2O。在比較高的溫度下，直到233℃時生成斜方晶體的sodium sulphate anhydrous。芒硝的溶解度有良好的溫度系數。在32.4 ~120 ℃的溫度范圍內，無水硫酸鈉的溶解度隨溫度的提高而降低。有NaCl或 氫氧化鈉存在時，硫酸鈉的溶解度一般是降低的，但是關系式復雜。
十水硫酸鈉極易生成過飽和溶液。絕對極限過飽和度是一介穩界限，低于它時實際上沒有一次晶核生成。沒有晶種存在時，硫酸鈉結晶是困難的。如果遇到的是負溫結晶，有晶種存在時新的成長中心的出現則取決于溶液的冷卻速度。25 ℃時飽和的溶液，在0.29~0.6 ℃的過冷度下開始結晶，而且溶液冷卻得愈快，過冷度也愈大。
十水硫酸鈉，即芒硝為干涸鹽湖的化學沉積物。它從含鈉和硫酸根的過飽和鹽湖中，在溫度低于33°C條件下晶出。當溶液中存在氯化鈉和其它可溶性鹽類時，它的沉淀溫度下降至18°C以下。與石膏、石鹽、無水芒硝、瀉利鹽等共生。用于化學制堿工業。
硫酸鈉，即無水芒硝，產于含硫酸鈉鹵水鹽湖中，由結晶沉淀而成，與芒硝、七水硫酸鎂、白鈉鎂礬、鈣芒硝、石膏、泡堿、石鹽等共生。無水芒硝結晶溫度高于芒硝，一般在33°C以上，如果洛液中存在氯化鈉和其它可溶性鹽類時，則可在更低溫度下發生沉淀。此外，芒硝經脫水作用也可形成無水芒硝?；鹕絽^域的硫質噴氣孔周圍也有少量產出。用于制堿、造紙和玻璃工業。
理化性質
物理性質
硫酸鈉外觀性狀白色、無臭、味咸而苦的結晶或粉末。密度為2.671 g/cm3，熔點為884℃，沸點為1430℃。熱力學函數（298 K，100 kPa）：生成焓[hán]為-1384.5 KJ/摩爾，吉布斯自由能為-1266.7 kJ/mol，熵[shāng]為149.6 J/(mol·K)，溶解熱為1.17 kJ/mol。硫酸鈉溶于水，其溶液大多為中性，溶于甘油而不溶于乙醇。易潮解。硫酸鈉吸水可生成七水硫酸鈉（Na2SO4·7H2O）或十水硫酸鈉（Na2SO4·10H2O）。十水硫酸鈉俗稱芒硝，在241℃時硫酸鈉會轉變成六方形結晶。芒硝為無色晶體，在干燥的空氣中易風化變成白色粉末。
化學性質
加熱分解
硫酸鈉加熱分解時，放出硫氧化物和氧化鈉的有毒煙霧。
與鋇鹽反應
硫酸鈉與鋇鹽反應，生成硫酸鋇沉淀。
還原反應
硫酸鈉對大多數氧化劑或還原劑不反應。硫酸鈉與還原劑H2或CH4或CO或C反應，S被還原。
在高溫下，它可以通過碳熱還原轉化為硫化鈉。該反應被用于勒布朗工藝，這是一種已失效的碳酸鈉工業路線。
與酸反應
硫酸鈉與酸反應生成硫酸氫鹽。
應用
硫酸鈉主要用作造紙、玻璃、洗滌劑等工業用途，也用作緩瀉劑和鋇鹽中毒的解毒劑，以及用于飼料，照片沖洗和干燥劑。
工業
20世紀80年代，硫酸鈉的主要用途在于制作牛皮紙漿（也稱硫酸鹽紙漿）。在制作紙漿的過程中，硫酸鈉還原為硫化物，這種硫化物是搗漿的活性組成。不過，隨著造紙工業的技術發展，硫酸鈉的需要量持續減少。
硫酸鈉的另一重要用途是玻璃工業。蘇打粉是玻璃生產中的主要化學原料，在一定程度上，硫酸鈉可提供鈉，以滿足需要，對某些類型的玻璃，硫的存在也是有好處的。由于技術上的原因。消耗在玻璃工業上的硫酸鈉，主要用于平板玻璃，而在瓶罐和其它玻璃中應用較少。
硫酸鈉還有一個主要用途是在洗滌劑工業。由于硫酸鈉沒有腐蝕、中性以及便宜，所以它是理想的充填劑和稀釋劑。此外，它還具有輕度去垢的性質。
在印染工業中用作直接染料、硫化染料、還原染料等染棉纖維的促染劑，作直接染料染絲綢時的緩染劑。制革工業中用作底革植物速鞣預處理劑、毛皮酸膨脹抑制劑、勻染劑等。
在食品工業中，硫酸鈉可用作食用色素的稀釋劑，焦糖色素制造劑。
硫酸鈉還用于生產合成泡沫材料、硫化鈉及其有關化合物等。
藥用
硫酸鈉可拮抗體內鋇離子，鋇離子形成不溶性硫酸鋇，從而阻斷后者的毒性，用于鋇中毒的解毒藥。硫酸鈉亦可用作瀉藥，其進入胃腸道后，通過增加腸道容積而擴張，刺激腸壁，反射性地使腸蠕動增加而導瀉。
飼料
硫酸鈉具有補鈉、補硫，調節離子平衡的作用。硫主要通過它所存在的有機代謝物起作用，可用于合成軟骨基質、牛磺酸、肝素、胱氨酸等有機成分。硫也是蛋白質合成所必需的甲硫氨酸的成分，通過這些物質參與機體蛋白質、被毛以及多種激素的合成。在家禽飼料中添加硫酸鈉有促進羽毛生長的作用。
相片沖洗
硫酸鈉可使感光材料乳劑膜中的明膠變得堅硬，防止膠膜軟化，提高感光材料的耐沖性，因而可用作堅膜劑、黑白及水溶性彩色負片的前堅膜液一般使用3~5%的硫酸鈉水溶液。
干燥劑
在有機合成實驗室硫酸鈉是一種最為常用的后處理干燥劑。
歷史
1625年，約翰·魯道夫·格勞伯（Johann Rudolf Glauber）從奧地利的泉水中發現了硫酸鈉，因此水合物形式被稱為格勞伯的鹽。由于其藥用特性，他將其命名為sal mirabilis（奇跡鹽）：這些晶體被用作通用的瀉藥，直到20世紀初出現了更復雜的替代品。
在18世紀，通過與碳酸鉀或鉀鹽反應，十水合硫酸鈉被用作工業生產蘇打的原料。純堿需求增加，硫酸鈉供應量也隨之增加。在19世紀，以合成硫酸鈉為關鍵中間體的大規模尼古拉斯·勒布朗（Leblanc）工藝成為純堿生產的主要方法。
分布
硫酸鈉存在于自然界有下列幾種：結晶芒硝（Na2SO4·10H2O）、無水芒硝（Na2SO4）、白鈉鎂礬（Na2SO4·MgSO4·4H2O）、鈣芒硝（Na2SO4·CaSO4）、硫酸鉀石（Na2SO4·3K2SO4）。天然存在的硫酸鈉礦分布很廣，通常是硫酸鎂（鈣）的復鹽及芒硝。天然硫酸鈉主要存在于硫酸鈉的鹵鹽或干旱地區鹽湖的次表層沉積晶體中，世界天然硫酸鈉的經濟儲量估計為33億噸。天然硫酸鈉礦物主要分布在中國、墨西哥、加拿大、美國、西班牙和俄羅斯，阿根廷、智利、伊朗和土耳其也有少量的天然硫酸鈉。歐洲地區的硫酸鈉生產以俄羅斯、西班牙、德國和英國為主要產區，產量在全球范圍內占據較大比重。北美洲地區以美國為主要生產國家，硫酸鈉產量較為穩定。中國是全球最大的硫酸鈉生產國，生產能力總計為1600萬噸/年，遠超國內需求總量（約600萬噸）。中國的內蒙古自治區、青海省、西藏自治區以及新疆的某些地區鹽湖較多，里面也存在著大量的硫酸鈉。
制備
工業制備
sodium sulphate anhydrous加水溶解，經沉淀、過濾、蒸發、結晶、分離、干燥后可制得藥用硫酸鈉（又名格勞柏鹽或瀉藥）。
10水硫酸鈉加水溶解，經過濾、除雜質、過濾、蒸發、精制、過濾、結晶、干燥后可制得化學試劑用10水硫酸鈉。將濾液濃縮、烘干可制得化學試劑用無水硫酸鈉。
用芒硝礦經溶解、除去雜質、蒸發﹑結晶、烘干脫水可制得工業用硫酸鈉。其反應式為
將鈣硝礦石粉碎，加水球浸磨，取得芒硝液，再蒸發脫水可得工業用硫酸鈉。
曼海姆工藝通過氯化鈉和硫酸反應生成硫酸鈉。該反應在流化床反應器或稱為曼海姆爐的特制爐中進行。這種方法最后一次在美國使用是在20世紀80年代。哈格里夫斯工藝通過SO2、O2和H2O與NaCl反應生成硫酸鈉。美國只有少量的硫酸鈉使用哈格里夫斯工藝制造，但哈格里夫斯和曼海姆工藝在世界其他地區被廣泛使用。
用食鹽與硫酸制造鹽酸時，硫酸鈉是一種副產品：
實驗室制備
在實驗室中，硫酸鈉可以由碳酸氫鈉和硫酸鎂反應，通過沉淀碳酸鎂來合成。然而，由于商業資源很容易獲得，因此實驗室合成并不經常進行。
安全事宜
危險性
硫酸鈉性質穩定。未有特殊的燃燒爆炸特性。受高熱分解產生有毒的硫化物煙氣。會對眼睛產生刺激或造成嚴重損傷；如果攝入，可能會引起胃腸道紊亂；對皮膚和粘膜無刺激性。
GHS圖標：危險
GHS危險性說明
H320：引起嚴重的眼睛損傷或眼睛刺激。
H370：對特定靶器官造成損害。
危害
人體危害：硫酸鈉可能導致胃腸道刺激和腹瀉。
動物危害：在飲用含有7500 mg/L硫酸鈉的水15天后，家禽死亡率為33%。過量用藥引起的豬中毒爆發的特征是抽搐、震顫和驚厥。尸檢時最明顯的病變是大腦皮層的廣泛空泡化和壞死。
環境危害：土壤中硫酸鈉含量達到710 mg/L時，會對植物根系生長和水分吸收有抑制作用；達到4000 mg/L時，會對植物造成傷害。在水生生物中，枝角目（cladoceran）和青口貝（mussel）對硫酸鹽的敏感性高于（midge）和胖頭鰷魚（fathead minnow），而胖頭魚對硫酸鹽的長期敏感性高于其他3個物種。
毒理
小鼠經口半數致死劑量（LD50）：5 989 mg/kg。小鼠經靜脈注射最低致死劑量（LDLo）：1 220 mg/kg。
兔經靜脈注射半數致死劑量（LD50）：1 220 mg/kg。
安全防護
生產過程密閉，加強通風。空氣中粉塵濃度超標時，必須佩戴自吸過濾式防塵口罩。緊急事態搶救或撤離時，應該佩戴空氣呼吸器。戴化學安全防護眼鏡。穿防毒物滲透工作服。戴橡膠手套。及時換洗工作服。保持良好的衛生習慣。注意不要被鐵釘或有鋒利尖端、棱角的硬物刺破包裝袋而造成產品泄漏。遠離火種、熱源。應與酸類等分開存放，切忌混儲。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。操作人員必須經過專門培訓，嚴格遵守操作規程。
應急措施
急救措施
皮膚急救：沖洗干凈，然后用水和肥皂清洗皮膚。
眼部急救：首先用大量清水沖洗幾分鐘（如果可能的話，請摘下隱形眼鏡），然后就醫。
吸入急救：呼吸新鮮空氣，休息。如呼吸困難，吸氧并。必要時就醫。
食入急救：飲足量溫水，催吐。及時就醫。
泄露處置
隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。避免揚塵，小心掃起，置于袋中轉移至安全場所。大量泄漏：用塑料布、帆布覆蓋。收集回收或運至廢物處理場所處置。
消防方法
消防人員必須穿全身防火防毒服，在上風向滅火。滅火時盡可能將容器從火場移至空曠處。
參考資料 >
Sodium Sulfate | Na2SO4 | CID 24436 - PubChem.pubchem.2023-12-30
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WHO FOOD ADDITIVES SERIES: 44.inchem.2024-01-09
Sodium Sulfate | Na2SO4 | CID 24436 - PubChem.pubchem.2024-01-12