Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Дитионит натрия (также известный как гидросульфит натрия ) представляет собой белый кристаллический порошок со слабым сернистым запахом. Хотя он стабилен в отсутствие воздуха, он разлагается в горячей воде и в растворах кислот .

Структура [ править ]

Структура исследована методами спектроскопии комбинационного рассеяния света и дифракции рентгеновских лучей на монокристаллах. Дианион дитионита имеет C
2
симметрия , с почти затменным углом кручения 16 ° OSSO. В дигидратированной форме ( Na
2
S
2
О
4
· 2H
2
О
), дитионит анион имеет гоша ° OSSO кручение угла 56. [1]

Слабая связь SS обозначается расстоянием SS 239 пм, которое удлиняется прибл. 30 часов относительно типичной облигации СС. [2] Поскольку эта связь хрупкая, дитионит-анион диссоциирует в растворе на радикалы [SO 2 ] - , что было подтверждено спектроскопией ЭПР . Также наблюдается, что 35 S подвергается быстрому обмену между S 2 O 4 2- и SO 2 в нейтральном или кислотном растворе, что согласуется со слабой связью SS в анионе. [3]

Подготовка [ править ]

Дитионит натрия получают промышленным способом путем восстановления диоксида серы . В 1990 году было произведено около 300 000 тонн. [4] Использование цинкового порошка представляет собой двухэтапный процесс:

2  SO 2 + Zn → ZnS 2 O 4
ZnS 2 O 4 + 2  NaOH → Na 2 S 2 O 4 + Zn (OH) 2

Метод боргидрида натрия подчиняется следующей стехиометрии:

NaBH 4 + 8  NaOH + 8  SO 2 → 4  Na 2 S 2 O 4 + NaBO 2 + 6  H 2 O

Каждый эквивалент H - восстанавливает два эквивалента диоксида серы. Формиат также использовался в качестве восстановителя.

Свойства и реакции [ править ]

Гидролиз [ править ]

Дитионит натрия стабилен в сухом состоянии, но водные растворы портятся из-за следующей реакции:

2 S 2 O 4 2− + H 2 O → S 2 O 3 2− + 2 HSO 3 -

Такое поведение согласуется с нестабильностью дитионовой кислоты . Таким образом, растворы дитионита натрия нельзя хранить длительное время. [3]

Безводный дитионит натрия разлагается на воздухе до сульфата натрия и диоксида серы при температуре выше 90 ° C. При отсутствии воздуха, он быстро разлагается выше 150 ° С до сульфита натрия , тиосульфата натрия , диоксида серы и следовых количеств серы.

Редокс-реакции [ править ]

Дитионит натрия - восстановитель. При pH = 7 потенциал составляет -0,66 В по отношению к NHE. Редокс происходит с образованием сульфита: [5]

S 2 O 4 2- + 2 H 2 O → 2 HSO 3 - + 2 e - + 2 H +

Дитионит натрия реагирует с кислородом:

Na 2 S 2 O 4 + O 2 + H 2 O → NaHSO 4 + NaHSO 3

Эти реакции демонстрируют сложное pH-зависимое равновесие с участием бисульфита, тиосульфата и диоксида серы.

С органическими карбонилами [ править ]

В присутствии альдегидов дитионит натрия реагирует либо с образованием α-гидроксисульфинатов при комнатной температуре, либо с восстановлением альдегида до соответствующего спирта при температуре выше 85 ° C. [6] [7] Некоторые кетоны также восстанавливаются в аналогичных условиях.

Приложения [ править ]

Промышленность [ править ]

Водорастворимый дитионит натрия используется в качестве восстановителя в некоторых промышленных процессах окрашивания. В случае серных красителей и кубовых красителей нерастворимый в воде краситель может быть восстановлен до водорастворимой соли щелочного металла (например, красителя индиго ). [8]

Дитионит натрия может также использоваться для водоподготовки, газоочистки, очистки и отпарки. Он также применялся в качестве сульфирующего агента. Помимо текстильной промышленности, этот состав используется в отраслях, связанных с кожей, пищевыми продуктами, полимерами, фотографией и многими другими, часто в качестве обесцвечивающего агента. Он даже используется внутри страны в качестве обесцвечивающего средства для белого белья, когда на него случайно попали пятна из-за того, что окрашенное белье попало в цикл стирки при высокой температуре. Обычно он выпускается в пакетиках по 5 граммов и называется гидросульфитом после устаревшего названия соли.

Лаборатория [ править ]

Дитионит натрия часто используется в физиологических экспериментах как средство снижения окислительно - восстановительного потенциала растворов (E o ' -0,66 В по сравнению с SHE при pH 7). [9] Феррицианид калия обычно используется в качестве окислителя в таких экспериментах (E o ' ~ 0,436 В при pH 7). Кроме того, дитионит натрия часто используется в экспериментах по химии почвы для определения количества железа , которое не входит в состав первичных силикатных минералов . Следовательно, железо, экстрагированное дитионитом натрия, также называют «свободным железом». Сильное сродство дитионит-иона к двух- и трехвалентным катионам металлов (M 2+, M 3+ ) позволяет повысить растворимость железа, и поэтому дитионит является полезным хелатирующим агентом .

Водные растворы дитионита натрия когда-то использовались для производства « раствора Физера » для удаления кислорода из газового потока. [10] Пиритион может быть получен двухстадийным синтезом из 2-бромпиридина путем окисления до N- оксида с помощью подходящей перкислоты с последующим замещением дитионитом натрия для введения тиоловой функциональной группы . [11]

Фотография [ править ]

Он используется в проявителе тумана Kodak FD-70. Это используется на втором этапе обработки черно-белых позитивных изображений для создания слайдов. Он является частью проекта Kodak Direct Positive Film Developing Outfit . [12]

Безопасность [ править ]

Широкое использование дитионита натрия частично объясняется его низкой токсичностью LD 50 при 2,5 г / кг (крысы, перорально). [4]

См. Также [ править ]

  • Дитионит

Ссылки [ править ]

  1. ^ Weinrach, JB; Мейер, доктор философии; Гай, JT; Михальски, ЧП; Картер, KL; Грубиша, Д.С. Беннетт, Д.В. (1992). «Структурное исследование дитионита натрия и его эфемерного дигидрата: новая конформация для иона дитионита». Журнал кристаллографических и спектроскопических исследований . 22 (3): 291–301. DOI : 10.1007 / BF01199531 . S2CID  97124638 .
  2. ^ Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  3. ^ а б Кэтрин Э. Хаукрофт; Алан Г. Шарп (2008). «Глава 16: Группа 16 элементов». Неорганическая химия, 3-е издание . Пирсон. п. 520. ISBN 978-0-13-175553-6.
  4. ^ a b Хосе Хименес Барбера; Адольф Мецгер; Манфред Вольф (15 июня 2000 г.). «Сульфиты, тиосульфаты и дитиониты». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Интернет-библиотека Wiley. DOI : 10.1002 / 14356007.a25_477 . ISBN 978-3527306732.
  5. Перейти ↑ Mayhew, SG (2008). «Редокс-потенциал дитионита и SO-2 от равновесных реакций с флаводоксинами, метилвиологеном и водородом плюс гидрогеназа» . Европейский журнал биохимии . 85 (2): 535–547. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1978.tb12269.x . PMID 648533 . 
  6. ^ J. Org. Chem., 1980, 45 (21), стр. 4126–4129, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jo01309a011
  7. ^ "Системные фунгициды сульфоксилата альдегида" . google.com . Архивировано 27 апреля 2018 года . Проверено 27 апреля 2018 года .
  8. ^ Božič, Mojca; Кокол, Ваня (2008). «Экологические альтернативы процессам восстановления и окисления при окрашивании чановыми и серными красителями». Красители и пигменты . 76 (2): 299–309. DOI : 10.1016 / j.dyepig.2006.05.041 .
  9. ^ МЭЙХЬЮ, Стивен Г. (1978). «Редокс-потенциал дитионита и SO-2 от равновесных реакций с флаводоксинами, метилвиологеном и водородом плюс гидрогеназа» . Европейский журнал биохимии . 85 (2): 535–547. DOI : 10.1111 / j.1432-1033.1978.tb12269.x . ISSN 0014-2956 . PMID 648533 .  
  10. ^ Кеннет Л. Уильямсон "Восстановление индиго: гидросульфит натрия в качестве восстанавливающего агента" J. Chem. Образа, 1989, том 66, стр 359.. Дои : 10.1021 / ed066p359.2
  11. ^ Рыцарь, Дэвид В .; Хартунг, Йенс (15 сентября 2006 г.). «1-Гидроксипиридин-2 (1H) -тион». 1-гидроксипиридин-2 (1 H ) -тион . Энциклопедия реагентов для органического синтеза . Джон Вили и сыновья . DOI : 10.1002 / 047084289X.rh067.pub2 . ISBN 978-0471936237.
  12. ^ "Kodak Direct Positive Film 5246" (PDF) . 125px.com . Кодак . Дата обращения 6 ноября 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Дитионит натрия - ipcs inchem [1]
  1. ^ "Дитионит натрия - ipcs inchem" (PDF) . www.inchem.org . Берлильн, Германия. 2004 . Проверено 15 июня 2018 .