સલ્ફેટ : સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ સાથે સંબંધિત ક્ષાર (લવણ, salt) અથવા એસ્ટર (ester). કાર્બનિક સલ્ફેટ સંયોજનોનું સૂત્ર R2SO4 છે; જેમાં R એ કાર્બનિક સમૂહ છે. સલ્ફેટ ક્ષારો એવાં સંયોજનો છે કે જેમાં સલ્ફ્યુરિક ઍસિડમાંથી મળતો સલ્ફેટ આયન, , હોય છે. સલ્ફેટ આયન એ સલ્ફર ધરાવતો એવો ઑક્સો-એનાયન (oxoanion) છે કે જેમાં સલ્ફર સૌથી ઉચ્ચતમ ઉપચયન (oxidation) અંક +6 ધરાવે છે. આથી તેને સલ્ફેટ (VI) એનાયન તરીકે પણ નિર્દેશવામાં આવે છે.
સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ (H2SO4) એ દ્વિબેઝિક (dibasic) ઍસિડ હોઈ બે વિસ્થાપનીય હાઇડ્રોજન ધરાવે છે અને આમ તે સામાન્ય (normal) અને બાઇસલ્ફેટ અથવા ઍસિડ-સલ્ફેટ એમ બે પ્રકારના ક્ષારો આપે છે; દા.ત., MgSO4 (સામાન્ય ક્ષાર) અને સોડિયમ બાઇસલ્ફેટ અથવા સોડિયમ હાઇડ્રોજન સલ્ફેટ (NaHSO4). સલ્ફ્યુરિક ઍસિડમાંના હાઇડ્રોજન પરમાણુઓનું કાર્બનયુક્ત સમૂહો [દા.ત., મિથાઇલ (CH3 ), ઇથાઇલ (C2H5 )] દ્વારા પરિસ્થાપન થવાથી એસ્ટર-સંયોજનો મળે છે; દા.ત., મિથાઇલ સલ્ફેટ [(CH3)2SO4].
બનાવટ (preparation) : સલ્ફેટ કે બાઇસલ્ફેટ ક્ષારો બનાવવાની સામાન્ય રીતો નીચે મુજબ છે :
(i) ધાતુ અને સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ વચ્ચેની પ્રક્રિયા દ્વારા; દા.ત.,
Zn + H2SO4 → ZnSO4 + H2
ઝિંક ઝિંક-સલ્ફેટ હાઇડ્રોજન
Cu + 2 H2SO4 (સાંદ્ર, ગરમ) → CuSO4 + SO2 + 2H2O
કૉપર કૉપર-સલ્ફેટ સલ્ફર પાણી
ડાયૉક્સાઇડ
(ii) બેઝ (base) અથવા બેઝિક (basic) ઑક્સાઇડ અને સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની પરસ્પર તટસ્થીકરણની પ્રક્રિયા દ્વારા : દા.ત.,
2NaOH + H2SO4 → Na2 SO4 + 2H2O
સોડિયમ સોડિયમ
હાઇડ્રૉક્સાઇડ સલ્ફેટ
Al2O3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2O
ઍલ્યુમિનિયમ ઍલ્યુમિનિયમ
ઑક્સાઇડ સલ્ફેટ
(iii) વધુ બાષ્પશીલ ઍસિડના ક્ષાર અને સાંદ્ર સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ વચ્ચેની પ્રક્રિયા દ્વારા; દા.ત.,
NaCl + H2SO4 → NaHSO4 + HCl
સોડિયમ સોડિયમ હાઇડ્રોજન
ક્લોરાઇડ બાઇસલ્ફેટ ક્લોરાઇડ
NaCl + NaHSO4 → Na2SO4 + HCl
સોડિયમ
સલ્ફેટ
(iv) બે ક્ષારો (જે પૈકી એક સલ્ફેટ ક્ષાર હોય) વચ્ચે દ્વિવિઘટનની પ્રક્રિયા દ્વારા; દા.ત.,
Ba(NO3)2 + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaNO3
બેરિયમ સોડિયમ બેરિયમ સોડિયમ
નાઇટ્રેટ સલ્ફેટ સલ્ફેટ નાઇટ્રેટ
ડાઇમિથાઇલ સલ્ફેટ [(CH3)2SO4] જેવા કાર્બનિક સલ્ફેટ બનાવવા માટે મિથાઇલ આલ્કોહૉલમાં ધૂમાયમાન (fuming) સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ ઉમેરી શૂન્યાવકાશમાં નિસ્યંદન કરવામાં આવે છે.
ગુણધર્મો : સામાન્ય સલ્ફેટ ક્ષારો પૈકી બેરિયમ, સ્ટ્રોન્શિયમ, લેડ સિલ્વર અને મરક્યુરી(I)ના સલ્ફેટ સિવાયના મોટાભાગના ક્ષારો પાણીમાં દ્રાવ્ય હોય છે. કૅલ્શિયમ સલ્ફેટ પાણીમાં અલ્પ પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય થાય છે. આલ્કલી સિવાયના ધાતુ-સલ્ફેટોને ગરમ કરતાં ધાતુનો ઑક્સાઇડ, સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ અને ઑક્સિજન મળે છે; દા.ત.,
2CuSO4 → 2CuO + 2SO2 + O2
ઘણાખરા સલ્ફેટ-લવણો સ્ફટિકરૂપમાં હોય ત્યારે સ્ફટિકન-જળ (water of crystallisation) ધરાવે છે; દા.ત., ZnSO4 ·ર 7H2O. આને કારણે કેટલાક સલ્ફેટો વિવિધ રંગ ધરાવતા હોય છે; જેમ કે, મોરથૂથુ (જલયુક્ત કૉપર-સલ્ફેટ, CuSO4 ·ર 5H2O) ભૂરો રંગ ધરાવે છે, જ્યારે નિર્જળ ક્ષાર (CuSO4) સફેદ હોય છે. FeSO4 ·ર 7H2O લીલા રંગનો હોય છે. આવા રંગીન સલ્ફેટોને જે તે રંગના વિટ્રિયોલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે; જેમકે, બ્લૂ વિટ્રિયોલ, ગ્રીન વિટ્રિયોલ વગેરે.
કેટલીક ધાતુઓના સલ્ફેટ-ક્ષારો દ્વિક્ષારો (double salts) આપે છે. આવા દ્વિક્ષારો ફટકડી(alum)ના સામાન્ય નામથી ઓળખાય છે; જેમ કે, પોટાશ-ઍલમ [K2SO4, Al2(SO4)3, 24H2O], એમોનિયમ-ઍલમ, [K2SO4, (NH4)z SO4 ·ર 24H2O], ક્રોમ-ઍલમ, [K2SO4, Cr2 (SO4)3, ·ર 24H2O] વગેરે.
ઉપયોગો : કેટલાંક સલ્ફેટ સંયોજનોના ઉપયોગો નીચે પ્રમાણે છે :
નિર્જળ સોડિયમ-સલ્ફેટ (Na2SO4) ક્રાફ્ટ-પેપર, પૂંઠા (paper board) અને કાચના ઉત્પાદનમાં, સંશ્લેષિત પ્રક્ષાલકોના પૂરક તરીકે; સિરેમિક ઉદ્યોગમાં ઓપ (glaze) આપવા માટે; કાપડના રેસાઓના પ્રક્રમણમાં, રંગકોના ઉત્પાદનમાં; ચામડાં કમાવવામાં તથા ખાદ્ય-ઉમેરણ (food additive) તરીકે વપરાય છે. મોરથુથુ અથવા કૉપર-સલ્ફેટ ખેતીવાડીમાં [જમીન-ઉમેરણ (soil additive), કીટનાશકો તથા બોર્ડો (bordeaux) મિશ્રણ], ચારામાં ઉમેરણ તરીકે, જંતુનાશકો (germicides) બનાવવા, કાપડ-ઉદ્યોગમાં બંધક (mordant) તરીકે, વર્ણકો (pigments) બનાવવા, વિદ્યુતઢોળ ચઢાવેલાં અસ્તરોમાં તેમજ વિદ્યુતકોષો(electric batteries)માં ઉપયોગમાં લેવાય છે. ક્રોમિક સલ્ફેટ [Cr2(SO4)3]નો ઉપયોગ ક્રોમિયમનો ઢોળ ચઢાવવા, બંધક (mordant) તરીકે, ઉદ્દીપક તરીકે, લીલા રંગનાં પેઇન્ટ અને વાર્નિશ બનાવવા, સિરેમિક પાત્રોને ઢોળ-ચમક ચઢાવવા માટે થાય છે.
સલ્ફેટ–ખનિજો : કુદરતી રીતે મળી આવતા સલ્ફેટ-ક્ષારોને સલ્ફેટ-ખનિજો (sulphate minerals) કહે છે. ખનિજીય (mineralogical) સાહિત્યમાં આવા લગભગ 200 જેટલા નમૂનાઓ નોંધાયેલા છે; પરંતુ તેમાંના મોટાભાગના દુર્લભ (વિરલ, rare) અને સ્થાનિક ઉપસ્થિતિવાળા છે. બેરાઇટ (barite) (BaSO4) અને સિલિસ્ટાઇટ (celestite) (SrSO4) જેવાં સલ્ફેટ-ખનિજોના પ્રાચુર્યપૂર્ણ નિક્ષેપો ધાતુઓના ક્ષારો બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે, તો કેટલાક સલ્ફેટ-ખનિજોના સંસ્તરોનો ખાતર અને ક્ષારની બનાવટ માટે ઉપયોગ થાય છે. પ્લાસ્ટર ઑવ્ પૅરિસ બનાવવા માટે ખાણમાંથી શુદ્ધ જિપ્સમ(gypsum)ના સંસ્તરો (beds) ખોદી કાઢવામાં આવે છે.
સલ્ફેટ-ખનિજો ચાર પ્રકારે મળી આવે છે :
(i) અગાઉ સલ્ફાઇડ ખનિજો રૂપે અસ્તિત્વમાં હોય તેમની પશ્ર્ચ-ઉપચયની (late oxidation) પેદાશો રૂપે, (ii) બાષ્પીભૂત (evaporite) નિક્ષેપો (deposits) તરીકે (iii) પરિવહિત દ્રાવણો(circulatory solution)માં અને (iv) ગરમ પાણી અથવા જ્વાલામુખીય વાયુઓ વડે બનેલા નિક્ષેપોમાં.
અગાઉ પ્રાથમિક સલ્ફાઇડના સ્રોત અસ્તિત્વમાં હોય ત્યાં અથવા તેની પાસે ઘણાં સલ્ફેટ-ખનિજો આયર્ન, કોબાલ્ટ, નિકલ, ઝિંક અને કૉપરના બેઝિક હાઇડ્રેટ રૂપે મળી આવે છે.
આવા સલ્ફાઇડ ખનિજો અપક્ષય પામતા (weathering) અથવા પરિવાહિત (circulating) જળના પ્રભાવ હેઠળ ઉપચયન પામે છે અને સલ્ફાઇડ આયનનું સલ્ફેટમાં રૂપાંતર થાય છે, જ્યારે ધાતુ આયન પણ ઉચ્ચતર સંયોજકતાવાળી અવસ્થામાં રૂપાંતર પામે છે. આવી ઉપચયન-નીપજોનાં નોંધપાત્ર સંસ્તરો રણ-વિસ્તારમાં મળી આવે છે. વળી ઉપચયનને કારણે ઉત્પન્ન થયેલ સલ્ફેટ-એનાયનો કૅલ્શિયમ કાર્બોનેટના ખડકો સાથે પ્રક્રિયા કરી જિપ્સમ (CaSO4·ર2H2O) પણ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. પ્રાથમિક સલ્ફાઇડોના ઉપચયન દ્વારા ઉદ્ભવેલા સલ્ફેટોમાં એન્ટલેરાઇટ (antlerite), બ્રૉકેન્ટાઇટ (brochantite), ચાલ્કેન્થાઇટ (chalcanthite), એન્ગલિસાઇટ (anglesite), પ્લમ્બોજેરોસાઇટ(plumbojarosite)નો સમાવેશ થાય છે.
સલ્ફેટ-પ્રચુર (sulphate-rich) લવણજલો(brines)નું બાષ્પીભવન થવાથી દ્રાવ્ય આલ્કલી અને આલ્કેલાઇન મૃદા સલ્ફેટ સ્ફટિકીકરણ પામે છે. આવાં લવણજલ સલ્ફેટ, હેલાઇડ અને બૉરેટ ખનિજોના આર્થિક રીતે અગત્યના એવા નિક્ષેપો ઉત્પન્ન કરે છે.
સલ્ફેટ ધરાવતાં ભૌમજલ (ground water) કેટલાક પંક (muds), મૃત્તિકાઓ (clays) તથા ચૂનાના પથ્થરોમાં રહેલા કૅલ્શિયમ-આયનો સાથે પ્રક્રિયા કરી જિપ્સમના સંસ્તરો ઉત્પન્ન કરે છે. આવા દળદાર દ્રવ્યને આલાબાસ્ટર (alabaster) અથવા પ્લાસ્ટર ઑવ્ પૅરિસ કહે છે.
પ્ર. બે. પટેલ