Тіосульфат натрію

Шаблон:Речовина Ті́осульфа́т на́трію — неорганічна сполука, натрієва сіль тіосульфатної кислоти складу Na₂S₂O₃. За звичайних умов перебуває у формі свого кристалогідрату Na₂S₂O₃·5H₂O, який є безбарвними кристалами; при невеликому нагріванні втрачає кристалізаційну воду. Тіосульфат проявляє сильні відновні властивості, здатен утворювати координаційні сполуки із металами.

Напівлетальна доза тіосульфату натрію складає 7,5±0,752 г/кг тіла (для мишей). Завдяки своїй низькій токсичності, тіосульфат може вільно використовуватися у медичніх цілях — він є антидотом при отруєннях ціанідами і сполуками срібла.

Тіосульфат натрію застосовується у фотографії для розчинення броміду срібла, у целюлозно-паперовій і текстильній галузях — для нейтралізації залишків хлору. Тіосульфат є реагентом для визначення вмісту йоду, брому, хлору та сірки за методом йодометрії. В харчовій промисловості тіосульфат натрію застосовується як антиоксидант та секвестрант; у міжнародному реєстрі харчових добавок він має код E539.

Фізичні властивості

Чистий тіосульфат натрію є білим, важким порошком, проте за звичайних умов він перебуває у формі свого пентагідрату Na₂S₂O₃·5H₂O, який кристалізується з розчинів у вигляді коротких призматичних або довгастих кристалів. На сухому повітрі, при 33 °C, він втрачає вологу, а при 48 °C тіосульфат розчиняється у власній кристалізаційній воді.

Розчинність тіосульфату калію у воді, %

0 °C	10 °C	20 °C	25 °C	30 °C	40 °C	50 °C	60 °C	70 °C	80 °C	90 °C	100 °C
33,1	36,3	40,6	43,3	45,9	52,0	62,3	65,7	68,8	69,4	70,1	71,0

Отримання

У промисловості тіосульфат натрію синтезують окисненням сульфіду, гідросульфіду або полісульфідів натрію. Окрім того, одним із поширених способів є взаємодія сірки із сульфітом натрію:

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{⟶}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}$

Додавання сірки до суспензії сульфіту проводять при постійному перемішуванні. Внесення катіонних поверхнево-активних речовин збільшує змочування сірки і, відповідно, швидкість реакції. Вихід реакції залежить від температури, кількості сірки та інтенсивності перемішування. Розчини тіосульфату натрію фільтрують гарячими, попередньо позбувшись надлишку сірки, і при охолодженні з них кристалізується гідрат Na₂S₂O₃·5H₂O, який дегідратують при температурі 60—105 °C за атмосферного або зниженого тиску. Чистота продукту складає близько 99% та має незначні домішки сульфіту і сульфату натрію.

Іншими промисловими способами є обробка сполук натрію діоксидом сірки:

$\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{⟶}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{+}\mathrm{3}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{S}$

Тіосульфат натрію також синтезується як побічний продукт у виробництві сірчаних барвників, де полісульфіди натрію окиснюються нітросполуками:

$\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}{\mathrm{S}}_{\mathrm{n}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\mathrm{+}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\stackrel{t}{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{(}\mathrm{2}\mathrm{n}\mathrm{-}\mathrm{4}\mathrm{)}\mathrm{S}$

Хімічні властивості

Перебуваючи за звичайних умов у формі кристалогідрату, тіосульфат втрачає воду при слабкому нагріванні:

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{\cdot }\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\stackrel{100-110^{o}C}{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Подальше нагрівання спричиняє розкладання речовини: із утворенням сірки або пентасульфіду натрію (із домішками інших полісульфідів):

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{220-300^{o}C}{\to }\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{S}$

$\mathrm{4}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\stackrel{600^{o}C}{\to }\mathrm{3}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{(}{\mathrm{S}}_{\mathrm{5}}\mathrm{)}$

У затемненому місці розчин тіосульфату може зберігатися протягом кількох місяців, але при кип'ятінні він одразу розкладається.

Тіосульфат є нестійким до дії кислот:

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{H}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\stackrel{boiling}{\to }\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}\mathrm{\uparrow }$

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{H}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\mathrm{⟶}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\uparrow }\mathrm{+}\mathrm{S}\mathrm{\downarrow }\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

Він є сильним відновником:

$\mathrm{3}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\stackrel{ethanol}{\to }\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}\mathrm{H}\mathrm{+}\mathrm{3}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{5}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{⟶}\mathrm{9}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{\downarrow }$

При взаємодії із галогенами тіосульфат відновлює їх до галогенідів:

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}\mathrm{C}{\mathrm{l}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}\mathrm{⟶}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$

$\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{4}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{1}\mathrm{0}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{O}{\mathrm{H}}_{\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\mathrm{⟶}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{4}}\mathrm{+}\mathrm{8}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}\mathrm{+}\mathrm{5}{\mathrm{H}}_{\mathrm{2}}\mathrm{O}$

$\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}\mathrm{6}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\stackrel{-80^{o}C}{\to }\mathrm{4}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{F}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}{\mathrm{O}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{S}\mathrm{O}{\mathrm{F}}_{\mathrm{2}}$

$\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}\mathrm{+}{\mathrm{I}}_{\mathrm{2}}\mathrm{⟶}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{4}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{6}}\mathrm{+}\mathrm{2}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{I}$

Остання реакція знайшла застосування в аналітичній хімії у титриметричному методі йодометрія.

Тіосульфат бере участь у реакціях комплексоутворення, зв'язуючи сполуки деяких металів, наприклад, срібла:

$\mathrm{2}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}\mathrm{(}\mathrm{c}\mathrm{o}\mathrm{n}\mathrm{c}\mathrm{.}\mathrm{)}}\mathrm{+}\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{C}\mathrm{l}\mathrm{⟶}\mathrm{N}{\mathrm{a}}_{\mathrm{3}}\mathrm{[}\mathrm{A}\mathrm{g}\mathrm{(}{\mathrm{S}}_{\mathrm{2}}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}{\mathrm{)}}_{\mathrm{2}}\mathrm{]}\mathrm{+}\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}$

Застосування

Тіосульфат натрію широко застосовується у фотографічній справі для розчинення броміду срібла з негативів чи відбитків. У целюлозно-паперовій і текстильній галузях тіосульфат застосовується для нейтралізації залишків хлору; він бере участь у дехлоруванні води.

У гірництві Na₂S₂O₃ виконує роль екстрагента срібла з його руд. Тіосульфат є реагентом для визначення вмісту йоду, брому, хлору та сірки за методом йодометрії. Також тіосульфат є антидотом при отруєннях ціанідами і сполуками срібла.

Див. також

• Полісульфіди
• Полісульфіди натрію

Джерела

• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-en
• Шаблон:Книга Шаблон:Ref-ru

Посилання

• НАТРІЮ ТІОСУЛЬФАТ // Фармацевтична енциклопедія