连二亚硫酸钠

連二亞硫酸鈉（英語：sodium dithionite），又稱二硫亞硫酸鈉^[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，在熱水和酸溶液中分解。

連二亞硫酸鈉
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  Y
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
莫耳質量	（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（水）	18.2 g/100 mL（無水，20 °C） 21.9 g/100 mL（二水，20 °C）
溶解性	微溶於醇
危險性
GHS危險性符號
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	3 2 1
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。

結構

結構已通過拉曼光譜和單晶X射線衍射進行檢查。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
2S
2O
4·2H
2O）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和二氧化硫。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。氧化還原隨著亞硫酸氫鹽的形成而發生：^[6]

S₂O₄^2- + 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。在硫化染料和還原染料的情況下，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

• 連二亞硫酸鹽