元明粉是硫酸的钠盐。它的年产量为 600 万吨，是世界上主要的大宗商品化学品之一。无水，为白色结晶固体，分子式为Na2SO4；十水 Na2SO4·10H2O 自 17 世纪以来一直被称为芒硝，或者在历史上称为奇异盐。
元明粉主要用于制造洗涤剂和造纸制浆的牛皮纸工艺。世界上大约三分之二的产量来自芒硝，这是十水合物的天然矿物形式，其余的来自化学过程（如盐酸生产）的副产品。
历史
芒硝以约翰·鲁道夫·格劳伯 (Johann Rudolf Glauber) 的名字命名，他于 17 世纪在匈牙利泉水中发现了它，并因其药用特性而将其命名为 Sal mirabilis（神奇的盐）。芒硝的白色或无色晶体被用作泻药，直到 1900 年代出现更复杂的替代品。
在十八世纪，芒硝开始用作生产纯碱的原料，通过与钾碱反应。在 19 世纪，勒布朗工艺成为苏打水生产的主要方法，也是世界上主要的化学工艺之一，使用合成元明粉作为关键中间体。
物理和化学特性
元明粉在化学上非常稳定，在常温下对大多数氧化剂或还原剂不起反应。在高温下可还原为硫化钠。它是一种中性盐，可形成 pH 值为 7 的水溶液。此类溶液的中性反映了这样一个事实：Na2SO4 源自强酸硫酸和强碱氢氧化钠。元明粉与等量的硫酸反应得到硫酸氢钠酸式盐的平衡浓度：
Na2SO4(aq) + H2SO4(aq) ⇌ 2 NaHSO4(aq)
事实上，平衡非常复杂，取决于浓度和温度，并存在其他酸盐。
元明粉是典型的离子硫酸盐，含有Na+离子和SO42-离子。水溶液与 Ba2+ 或 Pb2+ 的盐结合时会产生沉淀，形成不溶性硫酸盐
Na2SO4(aq) + BaCl2(aq) → 2 NaCl(aq) + BaSO4(s)
元明粉在水中具有不寻常的溶解特性。它的溶解度在 0 °C 到 32.4 °C 之间增加十倍以上，达到每 100 g 水 49.7 g Na2SO4 的最大值。此时溶解度曲线改变斜率，溶解度几乎与温度无关。在 NaCl 存在下，元明粉的溶解度显着降低。这种变化为在被动太阳能加热系统中使用元明粉以及在元明粉的制备和纯化中的使用提供了基础。这种不一致性可以用水合作用来解释，因为 32.4 °C 对应于结晶十水合物（芒硝）转变为硫酸盐液相和无水固相的温度。
十水元明粉在水合盐中也很罕见，因为它具有 6.32 J·K-1·mol-1 的可测量残余熵（绝对零时的熵）。这归因于与大多数水合物相比，它能够更快地分配水。
元明粉显示出形成复盐的中等趋势。与常见的三价金属形成的唯一明矾是 NaAl(SO4)2（在 39 °C 以上不稳定）和 NaCr(SO4)2，而硫酸钾和硫酸铵形成许多稳定的明矾。与一些其他碱金属硫酸盐的双盐已知的，包括 Na2SO4.3K2SO4，它作为矿物闪石天然存在。通过元明粉与氯化钾反应形成的菱镁矿已被用作生产硫酸钾（一种肥料）方法的基础。其他复盐包括 3Na2SO4.CaSO4、3Na2SO4.MgSO4 (vanthoffite) 和 NaF.Na2SO4。
生产
世界元明粉的产量，主要是以十水合物的形式，每年约为 5.5 至 600 万吨 (Mt/a)。 1985 年，产量为 4.5 Mt/a，一半来自天然来源，一半来自化学品生产。 2000 年后，在 2006 年之前的稳定水平上，自然产量增加到 4 Mt/a，化学产量下降到 1.5 到 2 Mt/a，总计 5.5 到 6 Mt/a。对于所有应用，自然生产和化学生产的元明粉实际上是可以互换的。
天然来源
世界上三分之二的十水合物（芒硝）来自天然矿物芒硝，例如在萨斯喀彻温省南部的湖床上发现的芒硝。 1990年，墨西哥和西班牙是世界上天然元明粉的主要生产国（各约50万吨），俄罗斯、美国和加拿大各约35万吨。估计自然资源总量超过10亿吨。
