Sulfate

Was sind Sulfate?

Sulfate sind die Salze oder Ester der Schwefelsäure. Die Salze enthalten dabei entweder das Sulfation SO₄²^– oder das Hydrogensulfat-Anion HSO₄⁻.  Die Ester der Schwefelsäure bezeichnest du mit der allgemeinen Formel R-O-SO₂-O-R‘, wobei R und R‘ jeweils für einen organischen Rest stehen.

In der Natur findest du zahlreiche Mineralien, die aus Sulfaten aufgebaut sind. Neben ihrem natürlichen Vorkommen werden Sulfate aber auch gezielt hergestellt. Denn sie finden in verschiedenen Bereichen wie in der Medizin oder der Technik Anwendung. Calciumsulfat-Dihydrat wird zum Beispiel seit mehr als 2.000 Jahren als Bausubstanz Gips verwendet. Doch Sulfate können auch schädlich für uns Menschen sein.

Sulfate Giftigkeit

Die schädlichen Sulfate nennst du Sodium-Lauryl-Sulfate (SLS). Du findest sie in Maschinen-, Auto- und Bodenputzmitteln. An dieser Verwendung kannst du bereits erkennen, wie aggressiv Sulfate sein können.

In der Kosmetikbranche werden SLS häufig als Inhaltsstoffe von Shampoos und Kosmetika verwendet. Weil sie in Shampoos eine negative Ladung haben, ziehen SLS Schmutz an. Außerdem sorgen SLS für gutes Schäumen.

Gegen die Verwendung von SLS in Shampoos spricht jedoch, dass sie eine stark entfettende Wirkung haben und die Kopfhaut austrocknen. Bei ohnehin sensibler Kopfhaut können SLS zu Hautirritationen, spannender und schuppiger Haut führen. Bei langer Nutzung kann sich diese Unverträglichkeit sogar zu einer Allergie oder anderen Hautproblemen entwickeln.

Neben der Kopfhaut greifen SLS auch die Gesichtshaut an. Hier können sie Augen und Schleimhäute stark reizen sowie Rötungen und Augenschmerzen begünstigen. Die Lauryl-Sulfate werden schnell über die Haut aufgenommen und bleiben dann im Körper.

Das Einatmen der Lauryl-Sulfate kann zu Reizungen in der Lunge führen.

Sulfate Herstellung

An der Herstellung erkennst du bereits, woher die Aggressivität der Sulfate kommt. Denn sie entstehen, wenn verdünnte Schwefelsäure mit unedlen Metallen reagiert. Die Schwefelsäure ist nämlich stark ätzend. Sulfate entstehen unter Bildung von Wasserstoff :

Schwefelsäure + unedles Metall → Metallsulfat + Wasserstoff

Bei den unedlen Metallen kann es sich zum Beispiel um Magnesium oder Zink handeln. Kupfer reagiert dagegen nicht mit verdünnter Schwefelsäure.

Schwefelsäure + Magnesium → Magnesiumsulfat + Wasserstoff
Schwefelsäure + Zink → Zinksulfat + Wasserstoff
Schwefelsäure + Kupfer → keine Reaktion

Sulfate nachweisen

Das Nachweisen der Salze der Schwefelsäure ist besonders im Trinkwasser wichtig. Denn in Deutschland bestimmt die Trinkwasserverordnung, dass Sulfate nur in einer Menge von maximal 240mg/l im Trinkwasser vorliegen dürfen. Ein höherer Sulfatgehalt greift nämlich die Rohre und Leitungen an und kann bei Menschen Durchfall verursachen.

Der chemische Nachweis erfolgt durch Bariumchlorid. Dafür wird die Substanzprobe im Labor erst mit Salzsäure angesäuert und dann mit Bariumchlorid versetzt. Entsteht ein weißer Niederschlag, liegen Sulfat-Ionen vor. Aus der Lösung fällt unlösliches Bariumsulfat aus:

SO₄²⁻ +  Ba²⁺ → BaSO₄ ↓

Sulfate Eigenschaften

Hier findest du die wichtigsten Eigenschaften von Sulfaten:

• Löslichkeit: Viele Sulfate lösen sich sehr gut in Wasser, zum Beispiel die Sulfate der Alkalimetalle und Nebengruppenmetalle. In der wässrigen Lösung liegen dann die elektrisch positiven Metall-Ionen und die zweifach elektrisch negativen Sulfat-Ionen vor. Erdalkalimetallsulfate und Schwermetallsulfate lösen sich dagegen schwer in Wasser.
• Hitzebeständigkeit: Alkali- und Erdalkalisulfate verhalten sich beim Erhitzen sehr stabil. Dagegen zersetzen sich Hydrogensulfate beim Erwärmen zu Disulfaten und geben Wasser ab. Werden sie stark erhitzt, dann bilden Hydrogensulfate Schwefeltrioxid und zersetzen sich zu Sulfaten.
• Der pKs-Wert des Hydrogensulfat-Ions ist 1,89.

• Das Hydrogensulfat-Anion (HSO₄⁻) tritt sowohl als Säure als auch als Base auf. Du bezeichnest es daher als amphoter.

Schwefelsäure

Jetzt kennst du dich bestens mit Sulfaten, den Salzen der Schwefelsäure, aus! Doch wie gut kennst du eigentlich die Schwefelsäure? Schau hier vorbei und finde es heraus!