連二亞硫酸鈉(英語:sodium dithionite),又稱二硫亞磺酸鈉[1]低亞硫酸鈉(英語:sodium hydrosulfite),俗稱保險粉化學式為Na2S2O4,是白色結晶粉末,有硫磺氣味。在乾燥空氣中穩定,在熱水和溶液分解

Quick Facts 連二亞硫酸鈉, 識別 ...
連二亞硫酸鈉
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別名 低亞硫酸鈉
二硫亞磺酸鈉
亞硫酸氫鈉
保險粉
識別
CAS號 7775-14-6  checkY
PubChem 24489
ChemSpider 22897
SMILES
 
  • [O-]S(=O)S(=O)[O-].[Na+].[Na+]
UN編號 1384
EINECS 231-890-0
ChEBI 66870
RTECS JP2100000
性質
化學式 Na2S2O4
摩爾質量 (無水)174.107 g/mol
(二水)210.146 g·mol⁻¹
外觀 白色至淺灰色結晶粉末
淺檸檬色薄片
氣味 淡硫磺味
密度 2.38 g/cm3 (無水)
1.58 g/cm3(二水)
熔點 52 °C(325 K)
沸點 分解
溶解性 18.2 g/100 mL(無水,20 °C)
21.9 g/100 mL(二水,20 °C)
溶解性 微溶於
危險性
GHS危險性符號
《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中易燃物的標籤圖案《全球化學品統一分類和標籤制度》(簡稱「GHS」)中有害物質的標籤圖案
GHS提示詞 Danger
H-術語 H251, H302
P-術語 P235+410, P264, P270, P280, P301+312, P330, P407, P413, P420, P501
NFPA 704
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相關物質
其他陰離子 亞硫酸鈉
硫酸鈉
相關化學品 硫代硫酸鈉
亞硫酸氫鈉
焦亞硫酸鈉
硫酸氫鈉
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。
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結構

結構已通過拉曼光譜和單晶X射線繞射進行檢查。連二亞硫酸根離子有C2對稱群,有16°的O-S-S-O扭轉角。二水合物(Na
2
S
2
O
4
·2H
2
O
)的連二亞硫酸根陰離子具有約56°的O-S-S-O扭轉角。[2]

弱S-S鍵的S-S距離239pm,相對於典型的S-S鍵被延長了30pm。[3]由於這種鍵很脆弱,連二亞硫酸鹽陰離子在溶液中解離成[SO2]自由基,已被EPR光譜證實。還觀察到在中性或酸性溶液中,35S在S2O42−和SO2之間快速交換,與陰離子中的弱S-S鍵一致。[4]

製備

連二亞硫酸鈉在工業上通過還原二氧化硫生產。1990年生產了大約300000噸。[5]

使用鋅粉法為兩步過程:

2 SO2 + Zn = ZnS2O4
ZnS2O4 + 2 NaOH = Na2S2O4 + Zn(OH)2

使用甲酸鈉法製備:

HCOONa + NaOH + 2 SO2 = Na2S2O4 + CO2 + H2O

使用硼氫化鈉法製備:

NaBH4 + 8 NaOH + 8 SO2 = 4 Na2S2O4 + NaBO2 + 6 H2O

每份H還原兩份二氧化硫。甲酸鹽也可被用作還原劑。

性質和反應

水解

連二亞硫酸鈉乾燥時穩定,但水溶液由於以下反應而變質:

2 S2O42− + H2O = S2O32− + 2 HSO3

這是由於連二亞硫酸的不穩定性導致的。因此連二亞硫酸鈉溶液不能長期儲存。[4]

無水連二亞硫酸鈉在空氣中90°C以上會分解成硫酸鈉二氧化硫。沒有空氣的情況下,在150°C以上會迅速分解為亞硫酸鈉硫代硫酸鈉、二氧化硫和微量硫。

氧化還原反應

連二亞硫酸鈉是一種還原劑。在pH為7時,與標準氫電極相比,電位為-0.66V。氧化還原隨着亞硫酸氫鹽的形成而發生:[6]

S2O42- + 2 H2O = 2 HSO3 + 2 e + 2 H+

連二亞硫酸鈉與氧氣反應:

Na2S2O4 + O2 + H2O = NaHSO4 + NaHSO3

這些反應表現出複雜的pH依賴性平衡,包括亞硫酸氫鹽、硫代硫酸鹽和二氧化硫。

有機反應

在醛的存在下,連二亞硫酸鈉在室溫下反應形成 α-羥基亞磺酸鹽,或者在85°C以上溫度下將醛還原為相應的醇。[7][8]一些酮也在類似條件下被還原。

應用

由於是水溶性的,連二亞硫酸鈉在一些工業染色過程中用作還原劑。在硫化染料還原染料的情況下,不溶於水的染料可以還原成水溶性鹼金屬鹽(如靛藍)。[9]

安全性

連二亞硫酸鈉的廣泛使用部分歸於其低毒性,LD50為2.5g/kg(大鼠,口服)。[5]

參見

參考資料

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