Химические свойства
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.
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:
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.
Источник
Тиосульфат натрия
Тиосульфат натрия — неорганическое соединение, натриевая соль тиосульфатнои кислоты состава Na 2 S 2 O 3. При обычных условиях находится в форме своего кристаллогидрата Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O, который является бесцветными кристаллами; при небольшом нагревании теряет кристаллизационную воду. Тиосульфат проявляет сильные восстановительные свойства, способен образовывать координационные соединения с металлами.
Полулетальные доза тиосульфата натрия составляет 7,5 ± 0,752 г / кг тела (для мышей). Благодаря своей низкой токсичности, тиосульфат может свободно использоваться в медицинских целях — он антидотом при отравлениях цианидами и соединениями серебра.
Тиосульфат натрия применяется в фотографии для растворения бромида серебра, в целлюлозно-бумажной и текстильной отраслях — для нейтрализации остатков хлора. Тиосульфат является реагентом для определения содержания йода, брома, хлора и серы по методу йодометрии. В пищевой промышленности тиосульфат натрия применяется в качестве антиоксиданта и СЕКВЕСТРАНТЫ; в международном реестре пищевых добавок он имеет код E539.
Физические свойства
Чистый тиосульфат натрия представляет собой белый, тяжелым порошком, однако при обычных условиях он находится в форме своего пентагидрата Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O, который кристаллизуется из растворов в виде коротких призматических или продолговатых кристаллов. На сухом воздухе, при 33 ° C, он теряет влагу, а при 48 ° C тиосульфат растворяется в собственной кристаллизационной воде.
| 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 |
Получение
В промышленности тиосульфат натрия синтезируют окислением сульфида, гидросульфида или полисульфидов натрия. Кроме того, одним из распространенных способов является взаимодействие серы с сульфитом натрия:
Добавление серы в суспензии сульфита проводят при постоянном перемешивании. Внесение катионных поверхностно-активных веществ увеличивает смачивания серы и, соответственно, скорость реакции. Выход реакции зависит от температуры, количества серы и интенсивности перемешивания. Растворы тиосульфата натрия фильтруют горячим, предварительно избавившись избытка серы, и при охлаждении из них кристаллизуется гидрат Na 2 S 2 O 3 · 5H 2 O, который дегидратують при температуре 60-105 ° C при атмосферном или пониженного давления. Чистота продукта составляет около 99% и имеет незначительные примеси сульфита и сульфата натрия.
Другими промышленными способами являются обработка соединений натрия диоксидом серы:
Тиосульфат натрия также синтезируется в качестве побочного продукта в производстве серных красителей, где полисульфиды натрия окисляются нитросоединениями:
Химические свойства
Находясь в обычных условиях в форме кристаллогидрата, тиосульфат теряет воду при слабом нагреве:
Дальнейшее нагревание вызывает разложение вещества: с образованием серы или пентасульфиду натрия (с примесями других полисульфидов):
В затемненном месте раствор тиосульфата может сохраняться в течение нескольких месяцев, но при кипячении он сразу разлагается.
Тиосульфат является неустойчивым к действию кислот:
Он является сильным восстановителем:
При взаимодействии с галогенами тиосульфат восстанавливает их в галогенидов:
Последняя реакция нашла применение в аналитической химии в титриметрическом методе йодометрия.
Тиосульфат участвует в реакциях комплексообразования, связывая соединения некоторых металлов, например, серебра:
Применение
Тиосульфат натрия широко применяется в фотографическом деле для растворения бромида серебра с негативов или отпечатков. В целлюлозно-бумажной и текстильной отраслях тиосульфат применяется для нейтрализации остатков хлора он участвует в дехлорирования воды.
В горном Na 2 S 2 O 3 выполняет роль экстрагента серебра с его руд. Тиосульфат является реагентом для определения содержания йода, брома, хлора и серы по методу йодометрии. Также тиосульфат является антидотом при отравлениях цианидами и соединениями серебра.
Источник
