Тіосульфат натрію

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.

Тіосульфат натрію
Пентагідрат тіосульфату натрію
Назва за IUPAC	натрій тіосульфат[1]
Систематична назва	натрій сульфуротіоат[1]
Інші назви	гіпосульфіт натрію, антихлор (технічна назва)
Ідентифікатори
Номер CAS	7772-98-7
Номер EINECS	231-867-5
ChEBI	132112
RTECS	XN6476000
Код ATC	V03AB06
SMILES	[O-]S(=O)(=S)[O-].[Na+].[Na+][2]
InChI	InChI=1S/2Na.H2O3S2/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2
Номер Бельштейна	11323704
Властивості
Молекулярна формула	Na2S2O3
Молярна маса	158,110 г/моль
Зовнішній вигляд	білий порошок (безводний) безбарвні кристали (пентагідрат)
Густина	2,267 г/см³ (безводний) 1,749 г/см³ (пентагідрат)
Тпл	100 °C (розкл.)
Розчинність (вода)	76,4 г/100 г
Небезпеки
ЛД50	7,5 г/кг (миші)
Пов'язані речовини
Інші аніони	сульфіт натрію, сульфат натрію, сульфід натрію
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Напівлетальна доза тіосульфату натрію складає 7,5±0,752 г/кг тіла (для мишей).^[3] 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.^[4]

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, %^[5][6]

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:

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}SO_{3}+S\longrightarrow Na_{2}S_{2}O_{3}} }$

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:

${\displaystyle \mathrm {2NaOH+SO_{2}+S\longrightarrow Na_{2}S_{2}O_{3}+H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {2Na_{2}S+3SO_{2}\longrightarrow 2Na_{2}S_{2}O_{3}+S} }$

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

${\displaystyle \mathrm {2Na_{2}(S_{n})_{(conc.)}+O_{2}{\xrightarrow {t}}\ 2Na_{2}S_{2}O_{3}+(2n{-}4)S} }$

Хімічні властивості

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

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}S_{2}O_{3}\cdot 5H_{2}O{\xrightarrow {100-110^{o}C}}\ Na_{2}S_{2}O_{3}+5H_{2}O} }$

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

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}S_{2}O_{3}{\xrightarrow {220-300^{o}C}}\ Na_{2}SO_{3}+S} }$

${\displaystyle \mathrm {4Na_{2}S_{2}O_{3}{\xrightarrow {600^{o}C}}\ 3Na_{2}SO_{4}+Na_{2}(S_{5})} }$

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

Тіосульфат є нестійким до дії кислот:

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}S_{2}O_{3}+2HCl\longrightarrow 2NaCl+SO_{2}\uparrow \ +S\downarrow \ +H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}S_{2}O_{3}+HCl_{(conc.)}{\xrightarrow {boiling}}\ NaCl+H_{2}SO_{4}+H_{2}S\uparrow } }$

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}S_{2}O_{3}+2HNO_{3(conc.)}\longrightarrow Na_{2}SO_{4}+2NO_{2}\uparrow +S\downarrow +H_{2}O} }$

Він є сильним відновником:

${\displaystyle \mathrm {3Na_{2}S_{2}O_{3}+4H_{2}O_{2(conc.)}{\xrightarrow {ethanol}}\ 2Na_{2}S_{3}O_{6}+2NaOH+3H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {5Na_{2}S_{2}O_{3}+8NaIO_{3}+H_{2}SO_{4}\longrightarrow 9Na_{2}SO_{4}+H_{2}SO_{4}+4I_{2}\downarrow } }$

При взаємодії із галогенами тіосульфат відновлює їх до галогенідів:

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}S_{2}O_{3}+4Cl_{2}+5H_{2}O\longrightarrow Na_{2}SO_{4}+H_{2}SO_{4}+8HCl} }$

${\displaystyle \mathrm {Na_{2}S_{2}O_{3}+4I_{2}+10NaOH_{(conc.)}\longrightarrow 2NaSO_{4}+8NaI+5H_{2}O} }$

${\displaystyle \mathrm {2Na_{2}S_{2}O_{3}+6F_{2}{\xrightarrow {-80^{o}C}}\ 4NaF+2SO_{2}F_{2}+2SOF_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {2Na_{2}S_{2}O_{3}+I_{2}\longrightarrow Na_{2}S_{4}O_{6}+2NaI} }$

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

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

${\displaystyle \mathrm {2Na_{2}S_{2}O_{3(conc.)}+AgCl\longrightarrow Na_{3}[Ag(S_{2}O_{3})_{2}]+NaCl} }$

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