Тиосульфат натрия

Тиосульфат натрия
Тиосульфат натрия
	;
Общие
Систематическое; наименование	тиосульфат натрия
Традиционные названия	гипосульфит
Хим. формула	Na2S2O3, Na2S2O3·5H2O (кристаллогидрат)
Физические свойства
Молярная масса	158,11 г/моль
Плотность	2,345 г/см³
Термические свойства
	Температура
• плавления	48,5 °С (пентагидрат)
Химические свойства
	Растворимость
• в воде	70,120; 22980 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS	7772-98-7
PubChem	24477
SMILES	[Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S
RTECS	XN6476000
	Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Тиосульфа́т на́трия (антихлор, гипосульфит, сульфидотриоксосульфат натрия, натрий серноватистокислый) — неорганическое соединение, соль натрия и тиосерной кислоты c химической формулой Na₂S₂O₃ или Na₂SO₃S, образует кристаллогидрат состава Na₂S₂O₃·5H₂O. Применяется в медицине, фотографии и других отраслях промышленности.

Историческая справка

Тиосульфат натрия был получен, вероятно, впервые в 1799 году Шоссье^[en], нагревавшим сульфат натрия с древесным углем. В 1877 году Вагнер рекомендовал название «тиосерная» для соответствующей кислоты, после чего термин «тиосульфат натрия» почти полностью вытеснил более раннее название «гипосульфит натрия» из химической литературы^[1]. Тиосульфат натрия как реагент для титрования иода предложен в 1853 году Шварцем (Karl Leonhard Heinrich Schwarz, 1824–1890)^[2].

Получение

окислением полисульфидов натрия;
кипячение избытка серы с Na₂SO₃:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na_2SO_3 + S \rightarrow Na_2S_2O_3} }[/math]

взаимодействием H₂S и SO₂ с NaOH (побочный продукт в производстве NaHSO₃, сернистых красителей, при очистке промышленных газов от S):

[math]\displaystyle{ \mathsf{4SO_2 + 2H_2S + 6NaOH \rightarrow 3Na_2S_2O_3 + 5H_2O} }[/math]

кипячение избытка серы с гидроксидом натрия:

[math]\displaystyle{ \mathsf{3S + 6NaOH \rightarrow 2Na_2S + Na_2S_2O_3 + 3H_2O} }[/math]

затем по приведённой выше реакции сульфит натрия присоединяет серу, образуя тиосульфат натрия.

Одновременно в ходе этой реакции образуются полисульфиды натрия (они придают раствору жёлтый цвет). Для их разрушения в раствор пропускают SO₂.

чистый безводный тиосульфат натрия можно получить реакцией серы с нитритом натрия в формамиде. Эта реакция количественно протекает (при 80 °C за 30 минут) по уравнению:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2NaNO_2 + 2S \rightarrow Na_2S_2O_3 + N_2O} }[/math]

растворение сульфида натрия в воде в присутствии кислорода воздуха:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Na_2S + 2O_2 + H_2O \rightarrow Na_2S_2O_3 + 2NaOH} }[/math]

Физические и химические свойства

Имеет вид бесцветных кристаллов. Образует три модификации: моноклинную α (a = 0,8513, b = 0,8158, c = 0,6425, β = 97,08°, z = 4, пространственная группа P2₁/c), а также β и γ. α-модификация переходит в β при температуре 330 °C, β переходит в γ при 380 °C. Плотность α-модификации 2,345 г/см³^[3].

Хорошо растворяется в воде: 50,1 г/100 мл (0 °C), 70,2 г/100 мл (20 °C), 231,8 г/100 мл (80 °C)^[3], процесс растворения эндотермический.

Молярная масса 248,17 г/моль (пентагидрат). При 48,5 °C кристаллогидрат растворяется в своей кристаллизационной воде, образуя перенасыщенный раствор; обезвоживается около 100^оС.

При нагревании до 220 °C распадается по схеме:

[math]\displaystyle{ \mathsf{4Na_2S_2O_3 \rightarrow 3Na_2SO_4 + Na_2S + 4S} }[/math]

Тиосульфат натрия — сильный восстановитель. С сильными окислителями, например, свободным хлором, окисляется до сульфатов или серной кислоты:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na_2S_2O_3 + 4Cl_2 + 5H_2O \rightarrow 2H_2SO_4 + 2NaCl + 6HCl} }[/math]

Более слабыми или медленно действующими окислителями, например, иодом, переводится в соли тетратионовой кислоты:

[math]\displaystyle{ \mathsf{2Na_2S_2O_3 + I_2 \rightarrow Na_2S_4O_6 + 2NaI} }[/math]

Приведённая реакция очень важна, так как служит основой иодометрии. Следует отметить, что в щелочной среде окисление тиосульфата натрия иодом может идти до сульфата.

Выделить тиосерную кислоту (тиосульфат водорода) реакцией тиосульфата натрия с сильной кислотой невозможно, так как она неустойчива и тут же разлагается на воду, серу и диоксид серы:

[math]\displaystyle{ \mathsf{Na_2S_2O_3 + H_2SO_4 \rightarrow Na_2SO_4 + H_2O + S + SO_2} }[/math]

Применение

для удаления следов хлора после отбеливания тканей;
для извлечения серебра из руд;
фиксаж в фотографии^[4];
реактив в иодометрии;
противоядие при отравлении: As, Br, Hg и другими тяжёлыми металлами, цианидами (переводит их в роданиды) и др.;
для дезинфекции кишечника;
для лечения чесотки (совместно с соляной кислотой);
противовоспалительное и противоожоговое средство;
как среда для определения молекулярных весов по понижению точки замерзания (криоскопическая константа 4,26°);
в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E539;
добавки для бетона;
для очищения тканей от иода;
марлевые повязки, пропитанные раствором тиосульфата натрия, использовали для защиты органов дыхания от отравляющего вещества хлора в Первую мировую войну;
антидот при передозировке лидокаина.
в аквариумистике для подготовки водопроводной воды к содержанию рыб (мгновенно связывает металлы и удаляет хлор)

См. также

Примечания

↑ Thiosulphuric Acid
↑ Петрашень В. И., Объемный анализ, 1946, с. 246.
↑ ^3,0 ^3,1 Куликова, 1992.
↑ Гурлев, 1988, с. 297.

Литература

Антихлор // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Петрашень В. И. Объемный анализ. — М.—Л.: Госхимиздат, 1946. — 292 с.
Гурлев Д. С. Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов). — К.: Тэхника, 1988.
Куликова Л. Н. Натрия тиосульфат // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди—Полимерные. — С. 186—187. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.

[1] Thiosulphuric Acid

[_5364be1265037d3f-2] Петрашень В. И., Объемный анализ, 1946, с. 246.

[_a5e51eeb9fb648ff-3] 3,0 ^3,1 Куликова, 1992.

[_1e4ac4f19483faff-4] Гурлев, 1988, с. 297.

[1]

[2]

[3]

[4]