Тиосульфат натрия с соляной кислотой

Тиосульфат натрия с соляной кислотой

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
Т. плав. 48,5 °С (пентагидрат)
Т. разл. 300 °C [1]
Химические свойства
Растворимость в воде 70,1 20 ; 229 80 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS 7772-98-7
PubChem 24477
Рег. номер EINECS 231-867-5
SMILES
Кодекс Алиментариус E539
RTECS XN6476000
ChEBI 132112
ChemSpider 22885
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

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.

Содержание

Получение [ править | править код ]

  • окислением полисульфидов Na;
  • кипячение избытка серы с Na2SO3:

N a 2 S O 3 + S → N a 2 S 2 O 3 <displaystyle <mathsf <2>SO_<3>+S
ightarrow Na_<2>S_<2>O_<3>>>>

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

4 S O 2 + 2 H 2 S + 6 N a O H → 3 N a 2 S 2 O 3 + 5 H 2 O <displaystyle <mathsf <4SO_<2>+2H_<2>S+6NaOH
ightarrow 3Na_<2>S_<2>O_<3>+5H_<2>O>>>

  • кипячение избытка серы с гидроксидом натрия:

4 S + 6 N a O H → 2 N a 2 S + N a 2 S 2 O 3 + 3 H 2 O <displaystyle <mathsf <4S+6NaOH
ightarrow 2Na_<2>S+Na_<2>S_<2>O_<3>+3H_<2>O>>>

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:

2 N a N O 2 + 2 S → N a 2 S 2 O 3 + N 2 O <displaystyle <mathsf <2NaNO_<2>+2S
ightarrow Na_<2>S_<2>O_<3>+N_<2>O>>>

  • растворение сульфида натрия в воде в присутствии кислородавоздуха:

2 N a 2 S + 2 O 2 + H 2 O → N a 2 S 2 O 3 + 2 N a O H <displaystyle <mathsf <2Na_<2>S+2O_<2>+H_<2>O
ightarrow Na_<2>S_<2>O_<3>+2NaOH>>>

Физические и химические свойства [ править | править код ]

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/моль [2] .

Растворим в воде (50,1 г/100 мл (0 °C), 70,2 г/100 мл (20 °C), 231,8 г/100 мл (80 °C)) [2] .

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

При нагревании до 220 °C распадается по схеме:

4 N a 2 S 2 O 3 → 3 N a 2 S O 4 + N a 2 S + 4 S <displaystyle <mathsf <4Na_<2>S_<2>O_<3>
ightarrow 3Na_<2>SO_<4>+Na_<2>S+4S>>>

Тиосульфат натрия — сильный восстановитель:

С сильными окислителями, например, свободным хлором, окисляется до сульфатов или серной кислоты:

N a 2 S 2 O 3 + 4 C l 2 + 5 H 2 O → 2 H 2 S O 4 + 2 N a C l + 6 H C l <displaystyle <mathsf

<2>S_<2>O_<3>+4Cl_<2>+5H_<2>O
ightarrow 2H_<2>SO_<4>+2NaCl+6HCl>>>

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

2 N a 2 S 2 O 3 + I 2 → N a 2 S 4 O 6 + 2 N a I <displaystyle <mathsf <2Na_<2>S_<2>O_<3>+I_<2>
ightarrow Na_<2>S_<4>O_<6>+2NaI>>>

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

Читайте также:  Почему нельзя заниматься спортом во время

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:

N a 2 S 2 O 3 + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + H 2 O + S + S O 2 <displaystyle <mathsf

<2>S_<2>O_<3>+H_<2>SO_<4>
ightarrow Na_<2>SO_<4>+H_<2>O+S+SO_<2>>>>

Термически очень неустойчива:

В присутствии серной кислоты разлагается:

Реагирует со щелочами:

Реагирует с галогенами:

Тиосерная кислота

Если прокипятить водный раствор сульфита натрия с серой и, отфильтровав излишек серы, оставить охлаждаться, то из раствора выделяются бесцветные прозрачные кристаллы нового вещества, состав которого выражается формулой . Это вещество — натриевая соль тиосерной кислоты.

Тиосерная кислота неустойчива. Уже при комнатной температуре она распадается. Значительно устойчивее ее соли — тиосульфаты. Из них наиболее употребителен тиосульфат натрия, известный также под неправильным названием «гипосульфит».

При добавлении к раствору тиосульфата натрия какой-нибудь кислоты, например соляной, появляется запах диоксида серы и через некоторое время жидкость становится мутной от выделившейся серы.

Изучение свойств тиосульфата натрия приводит к выводу, что атомы серы, входящие в его состав, имеют различную окисленность: у одного из них степень окисленности +4, у другого 0. Тиосульфат натрия — восстановитель. Хлор, бром и другие сильные окислители окисляют его до серной кислоты или до ее соли.

Тиосульфа?ты — соли и сложные эфиры тиосерной кислоты, H2S2O3. Тиосульфаты неустойчивы, поэтому в природе не встречаются. Наиболее широкое применение имеют тиосульфат натрия и тиосульфат аммония.

Строение. Структура тиосульфат-иона

Тиосульфат-ион по строению близок к сульфат-иону. В тетраэдре [SO3S]2− связь S-S (1.97А) длиннее, чем связи S-O

Тиосульфат натрия можно отнести к довольно нестойким веществам. Тиосульфат натрия при нагревании до 220°C распадается: В реакции термического разложения тиосульфата натрия получаем полисульфида натрия, который также далее разлагается на сульфид натрия и элементарную серу. Взаимодействие с кислотами: выделить тиосерную кислоту (тиосульфат водорода) реакцией тиосульфата натрия с сильной кислотой невозможно, так как она неустойчива и тут же разлагается: В такую же реакцию будет вступать и соляная и азотная кислоты. Разложение сопровождается выделением, который имеет неприятный запах.

Окислительно-восстановительные свойства тиосульфата натрия: в связи с наличием атомов серы со степенью окисления 0 ион тиосульфата обладает восстановительными свойствами, например, слабыми окислителями (I2, Fe3+) тиосульфат окисляется до иона тетратионата: В щелочной среде окисление тиосульфата натрия иодом может идти до сульфата.

А более сильные окислители окисляют его до иона сульфата:

Сильными восстановителями ион восстанавливается до производных S2-: В зависимости от условий, тиосульфат натрия может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

Комплексообразующие свойства тиосульфатов:

Тиосульфат-ион – сильный комплексообразователь, использующийся в фотографии для удаления из фотопленки невосстановленного бромида серебра: Металлами S2O32- ион координируется через атом серы, поэтому тиосульфатные комплексы легко превращаются в соответствующие сульфиды.

Применение тиосульфата натрия

Тиосульфат натрия довольно широко применяется как в быту так и в промышленности. Основными областями применения тиосульфата натрия будут медицина, текстильная и горнорудная промышленность, фотография.

Читайте также:  Чем вылечить папиломы на языке

Тиосульфат натрия в текстильной и бумажной промышленности используется для удаления следов хлора после отбеливания тканей и бумаги, при производстве кожи его используют в качестве восстановителя хромовой кислоты.

В горной промышленности тиосульфат натрия применяют для извлечения серебра из руд с низкой концентрацией серебра. Комплексные соединения серебра с тиосульфатами являются довольно стабильными, во всяком случае более стабильными чем комплексные соединения с фтором, хлором, бромидами, роданидами. Поэтому выделение серебра в виде растворимого комплексного соединения состава или является промышленно выгодной. Ведутся работы по применению при извлечении золота. Но в данном случае константа нестойкости комплексного соединения значительно выше и комплексы менее стабильны по сравнению с серебряными.

Первым применением тиосульфата натрия была медицина. И до сего времени не потерял своего значения в медицине. Правда, для лечения многих заболеваний уже найдены другие, более эффективные лекарства, поэтому тиосульфат натрия начали более широко использовать в ветеринарии. Тиосульфат натрия в медицине используют в качестве антидота при отравлении мышьяком, ртутью и другими тяжёлыми металлами, цианидами (переводит их в роданиды):

Как было сказано выше тиосульфат-ион создает стабильные комплексные соединения с многими металлами, среди которых много токсичных тяжелых металлов. Созданные комплексные соединения являются малотоксичными в выводятся из организма. На этой особенности тиосульфата натрия и основано его применение в токсикологии и лечении отравлений.

Также тиосульфат натрия используют для дезинфекции кишечника при пищевых отравлениях, для лечения чесотки (совместно с соляной кислотой), как противовоспалительное и противоожоговое средство.

Тиосульфат натрия широко используют в аналитической химии, поскольку он является реактивом в иодометрии. Иодометрия является одним из методов количественного определения концентраций веществ и для определения концентрации иода используют окислительно-восстановительную реакцию с тиосульфатом натрия:

И последним довольно распространенным применением тиосульфата натрия является его использование в качестве фиксажа в фотографии. И хотя обычная черно-белая фотография уже уступила место цветной и обычная фотопленка используется довольно редко, во многом уступая цифровой фиксации изображения, есть довольно много мест, где до сих пор используют фотопластины и фотопленку. В качестве примера можно привести рентгеновские аппараты, как медицинского применения, так и промышленные, научную аппаратуру, фототелескопы.

Для того, чтобы мы получили фотографическое изображение достаточно, чтобы проявилось около 25% бромистого серебра в фотопленке. А вся остальная его часть остается в фотопленке и сохраняет свою светочувствительность. Если фотопленку после проявления вынести на свет, то не проявленное галогенное серебро, которое осталось в ней проявится проявителем и негатив потемнеет. Даже если весь проявитель будет вымыт, то на свету негатив, так или иначе, потемнеет из-за разложения галогенида серебра.

Чтобы сохранить изображение на пленке, не проявленное галогенное серебро из нее надо удалить. Для этого используют процесс фиксации изображения, во время которого галогениды серебра переводят в растворимые соединения и вымывают из фотопленки или фотографии. Для фиксирования изображения и используют тиосульфат натрия.

В зависимости от концентрации тиосульфата натрия в растворе образовываются различные соединения. Если в растворе фиксажа содержится небольшое количество тиосульфата, то реакция протекает согласно уравнения:

Читайте также:  Реаферон как принимать

Полученный тиосульфат серебра не растворим в воде, поэтому его сложно выделить из фотослоя, он довольно нестоек и разлагается с выделением серной кислоты:

Сульфид серебра зачерняет изображение и его невозможно удалить из фотослоя.

При наличии в растворе излишка тиосульфата натрия будут образовываться комплексные соли серебра:

Полученная комплексная соль — тиосульфатоаргентат натрия довольно стоек, но плохо растворим в воде.

При большом излишке тиосульфатов в растворе образуются сложные и хорошо растворимые в воде комплексные соли серебра:

На этих свойствах тиосульфата натрия и основано его применение в качестве фиксажа в фотографии.

Тетратноповая кислота принадлежит к группе политно новых кислот. Это двухосновные кислоты общей формулы, где может принимать значения от 2 до 6, а возможно и больше. Полнтионовые кислоты неустойчивы и известны лишь в водных растворах. Соли полнтиоиовых кислот — политионаты — более устойчивы; некоторые из них получены в виде кристаллов.

Политионовые кислоты — соединения серы с общей формулой H2SnO6, где n>=2. Их соли называются политионатами.

Тетратионат-ион можно получить окислением тиосульфат-иона иодом (реакция используется в иодометрии):

Пентатионат-ион получают действием SCl2 на тиосульфат-ион и из жидкости Вакенродера при добавлении к ней ацетата калия. Вначале выпадают призматические кристаллы тетратионата калия, затем — пластинчатые кристаллы пентатионата калия, из которого действием винной кислоты получают водный раствор пентатионовой кислоты.

Гексатионат калия K2S6O6 лучше всего синтезировать действием KNO2 на K2S2O3 в концентрированной HCl при низких температурах.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8814 — | 7528 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Химия и Химики № 6 2011
Предварительный вариант

Олимпиада по химии. Экспериментальные задания:
задачи-демонстрации

Участникам продемонстрировали эксперимент по образованию простого вещества D из веществ В и С. Необходимо назвать вещество и написать уравнение реакции. Описание задачи дано на предыдущей странице: .

При реакции тиосульфата натрия и соляной кислоты образуется коллоидный раствор серы [1]. Сера и есть простое вещество D.

В действительности реакция протекает сложнее. Сначала образуется тиосерная кислота H2S2O3, а также другие кислоты состава H2SxO3. Данные соединения неустойчивы и распадаются на сернистую кислоту H2SO3 и серу. Сернистая кислота также неустойчива и разлагается на сернистый газ и воду.

______________________________________________________
1 Читателям, которые интересуются коллоидной химией, рекомендуем книгу: С.С. Воюцкий Курс коллоидной химии .

Можно также воспользоваться книгами Д.А. Фридрихсберг Курс коллоидной химии , Ю.Г. Фролов Курс коллоидной химии: поверхностные явления и дисперсные системы и В.Н. Захарченко Коллоидная химия .

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector