Характеристика окислительно-восстановительных свойств серной кислоты. Получение тиосульфата натрия. Общие сведения Тиосульфат натрия с хлором

Катализ

В основе эксперимента - реакция разложения пероксида водорода

H 2 O 2 = H 2 O + 1/2O 2

ускоряющаяся в присутствии диоксида марганца, а также некоторых солей тяжелых металлов, фермента каталазы и др. Наблюдаемый признак реакции - выделение пузырьков газа, в котором ярко вспыхивает тлеющая лучина.

Проведение реакции: В высокий цилиндр (на 100 мл) налить 10 мл 30% Н 2 О 2 . Быстро всыпать порошок MnO 2 (вариант - капнуть несколько капель крови). Внести в цилиндр тлеющую лучину.

Катализ

В основе эксперимента - каталитическое окисление аммиака на оксиде хрома.

4NH 3 + 5O 2 = 4NO + 6H 2 O

Наблюдаемый признак реакции - искры (раскаливание частиц оксида хрома за счет экзотермического теплового эффекта реакции и их свечение).

Проведение реакции: Большую плоскодонную колбу (500 мл) тщательно ополоснуть изнутри концентрированным раствором аммиака (таким образом в ней создается высокая концентрация паров аммиака). Сбрасывать в нее нагретый в железной ложечке оксид хрома (III).

Простой модельный эксперимент, сразу на несколько тем.

В сухой химический стакан (можно использовать простые одноразовые пишевые стаканчики) поместите одинаковые количества (примерно с горошину каждого) сухих лимонной кислоты и пищевой соды (гидрокарбоната натрия).

Реакция не идет без воды, и при добавлении нескольких капель воды смесь "вскипает".

NaHCO 3 + H 3 (C 5 H 5 O 7) = Na 3 (C 5 H 5 O 7) + CO 2 + H 2 O

Можно провести такую же реакцию, заменив соду на мел. Это доказывает, что реакция сводится к взаимодействию карбонат-иона с протоном:

CO 3 2- + 2H + = H 2 CO 3 = CO 2 + H 2 O

Затем в одном стакане мы готовим насыщенный раствор соды (ее растворимость 9,6 г на 100 г воды при комнатной температуре). В два других стакана мы помещаем лимонную кислоту - в первый объемом со спичечную головку, во второй примерно в 5 раз больше. Наливаем в оба стакана по 10 мл воды и растворяем кислоту при перемешивании. В оба стакана с лимонной кислотой одновременно добавляем по 5 мл насыщенного раствора гидрокарбоната натрия. Видно, что в стакане, где концентрация лимонной кислоты выше, выделение газа более интенсивное. Вывод: скорость реакции пропорциональна концентрации реагентов.

Тиосульфат натрия – синтетическое соединение, известное в химии как серноватистокислый натрий, а в пищевой промышленности – как добавка Е539, разрешенная к использованию при производстве продуктов питания.

Тиосульфат натрия выполняет функции регулятора кислотности (антиокислителя), антислеживающего агента или консерванта. Применение тиосульфата как пищевой добавки позволяет увеличить сроки хранения и качество продукции, предупредить гниение, закисание, брожение. В чистом виде это вещество участвует в технологических процессах изготовления пищевой йодированной соли как стабилизатор йода и используется для обработки хлебопекарской муки, склонной к слеживанию и комкованию.

Применение пищевой добавки Е539 ограничивается исключительно промышленной сферой, вещество не поступает в розничную продажу. В медицинских целях тиосульфат натрия используется как противоядие при тяжелых отравлениях и противовоспалительное средство наружного применения.

общие сведения

Тиосульфат (гипосульфит) – это неорганическое соединение, которое является натриевой солью тиосерной кислоты. Вещество представляет собой бесцветный порошок без запаха, который при ближайшем рассмотрении оказывается прозрачными моноклинными кристаллами.

Гипосульфит является неустойчивым соединением, которое не встречается в природе. Вещество образует кристаллогидрат, который при нагревании выше 40 °С плавится в собственной кристаллической воде и растворяется. Расплавленный тиосульфат натрия склонен к переохлаждению, а при температуре около 220 °С соединение полностью разрушается.

Тиосульфат натрия: синтез

Серноватистокислый натрий был впервые получен искусственным путем в лабораторных условиях методом Леблана. Это соединение является побочным продуктом производства соды, которое образуется в результате окисления сульфида кальция. Взаимодействуя с кислородом, сульфид кальция частично окисляется до тиосульфата, из которого с помощью сульфата натрия получают Na 2 S 2 O 3 .

Современная химия предлагает несколько способов синтеза серноватистокислого натрия:

• окисление сульфидов натрия;
• кипячение серы с сульфитом натрия;
• взаимодействие сероводорода и оксида серы с гидроксидом натрия;
• кипячение серы с гидроксидом натрия.

Вышеуказанные методы позволяют получить тиосульфат натрия как побочный продукт реакции или в виде водного раствора, из которого нужно выпарить жидкость. Получить щелочной раствор серноватистокислого натрия можно, растворив его сульфид в насыщенной кислородом воде.

Чистое безводное соединение тиосульфата является результатом взаимодействия соли натрия и азотистой кислоты с серой в веществе, известном как формамид. Реакция синтеза протекает при температуре 80 °С и длится около получаса, ее продукты – тиосульфат и его оксид.

Во всех химических реакциях гипосульфит проявляет себя как сильный восстановитель. В реакциях взаимодействия с сильными окислителями Na 2 S 2 O 3 окисляется до сульфата или серной кислоты, со слабыми – до тетратионовой соли. Реакция окисления тиосульфата является основой йодометрического метода определения веществ.

Отдельного внимания заслуживает взаимодействие тиосульфата натрия со свободным хлором, который является сильным окислителем и ядовитым веществом. Гипосульфит легко окисляется хлором и переводит его в безвредные водорастворимые соединения. Таким образом, это соединение препятствует разрушительному и токсическому воздействию хлора.

В промышленных условиях тиосульфат добывают из отходов газового производства. Самым распространенным сырьем является светильный газ, который выделяется в процессе коксования угля и содержит примеси сероводорода. Из него синтезируют сульфид кальция, который подвергают гидролизу и окислению, после чего соединяют с сульфатом натрия для получения тиосульфата. Несмотря на многостадийность, этот способ считается наиболее экономически выгодным и экологически чистым методом добычи гипосульфита.

Тиосульфат натрия: применение

Серноватистокислый натрий использовали в различных целях задолго до включения этого соединения в состав пищевых добавок и медикаментов. Антихлором пропитывали марлевые повязки и фильтры противогазов для защиты органов дыхания от ядовитого хлора во времена Первой мировой войны.

Современные направления применения гипосульфита в промышленности:

• обработка фотопленки и фиксирование изображений на фотобумаге;
• дехлорирование и бактериологический анализ питьевой воды;
• удаление пятен хлора при отбеливании тканей;
• выщелачивание золотой руды;
• изготовление сплавов меди и патины;
• дубление кожи.

Серноватистокислый натрий используют в качестве реактива в аналитической и органической химии, им нейтрализуют сильные кислоты, обезвреживают тяжелые металлы и их токсические соединения. Реакции взаимодействия тиосульфата с различными веществами являются основой йодометрии и бромометрии.

Пищевая добавка Е539

Тиосульфат натрия не является широко распространенной пищевой добавкой и не находится в свободном доступе из-за неустойчивости соединения и токсичности продуктов его распада. Гипосульфит участвует в технологических процессах производства пищевой йодированной соли и хлебобулочных изделий в качестве регулятора кислотности и антислеживателя (антикомкователя).

Добавка Е539 выполняет функции антиокислителя и консерванта при изготовлении овощных и рыбных консерв, десертов и алкогольных напитков. Это вещество также входит в состав химикатов, которыми обрабатывают поверхность свежих, сушеных и замороженных овощей и фруктов.

Консервант и антиоксидант Е539 используют для улучшения качества и увеличения срока годности таких продуктов:

• свежие и замороженные овощи, фрукты, морские ;
• , орехи, семечки;
• овощи, грибы и водоросли, консервированные в или масле;
• джемы, желе, засахаренные фрукты, фруктовые пюре и начинки;
• свежая, мороженая, копченая и сушеная рыба, морепродукты, консервы;
• мука, крахмалы, соусы, приправы, уксус, ;
• белый и тростниковый , сахарозаменители (декстроза и ), сахарные сиропы;
• фруктовые и овощные соки, сладкая вода, слабоалкогольные напитки, виноградные .

При изготовлении поваренной йодированной соли пищевую добавку Е539 применяют для стабилизации йода, что позволяет существенно продлить сроки хранения продукта и сохранить его пищевую ценность. Предельно допустимая концентрация Е539 в поваренной соли составляет 250 мг на 1 кг.

В хлебопекарном деле активно используют тиосульфат натрия в составе различных добавок для улучшения качества продукции. Хлебопекарные улучшители бывают окислительными и восстановительными. Антислеживатель Е539 относится к улучшителям восстанавливающего действия, которые позволяют изменить свойства .

Тесто из плотной муки с короткорвущейся клейковиной плохо поддается обработке, слеживается, не достигает необходимого объема и трескается в процессе выпечки. Антислеживающий агент Е539 разрушает дисульфидные связи и структурирует белки клейковины, в результате чего тесто хорошо поднимается, мякиш становится рыхлым и эластичным, а корочка не трескается при выпекании.

На предприятиях антислеживатель добавляют в муку вместе с дрожжами непосредственно перед замешиванием теста. Содержание тиосульфата в муке составляет 0,001-0,002 % ее массы в зависимости от технологии изготовления хлебобулочного изделия. Санитарно-гигиенические нормы для добавки Е539 составляют 50 мг на 1 кг пшеничной муки.

Антислеживатель Е539 используют в технологических процессах в строгой дозировке, поэтому риск отравления тиосульфатом при употреблении мучных изделий отсутствует. Мука, предназначенная для розничной реализации, перед продажей не обрабатывается. В пределах нормы добавка безопасна и не оказывает токсического действия на организм.

Использование в медицине и его влияние на организм

Гипосульфит соды входит в перечень основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения как один из наиболее эффективных и безопасных лекарственных препаратов. Его вводят под кожу, внутримышечно и внутривенно как раствор для инъекций или применяют в качестве наружного средства.

В начале ХХ века тиосульфат натрия был впервые использован как противоядие при отравлении синильной кислотой. В сочетании с нитритом натрия, тиосульфат рекомендуют для особо тяжелых случаев отравления цианидами и вводят внутривенно для превращения цианидов в нетоксичные тиоцианаты, которые впоследствии можно безопасно вывести из организма.

Медицинское применение серноватисто-кислого натрия:

Влияние гипосульфита на организм человека при пероральном употреблении не изучено, поэтому нельзя судить о пользе и вреде вещества в чистом виде или в составе продуктов питания. Случаев отравления добавкой Е539 зарегистрировано не было, поэтому ее принято считать нетоксичной.

Тиосульфат натрия и законодательство

Тиосульфат натрия входит в перечень пищевых добавок, разрешенных для применения при изготовлении продуктов питания в России и Украине. Антислеживающий агент и регулятор кислотности Е539 используют согласно установленным санитарно-гигиеническим нормам исключительно в промышленных целях.

Ввиду того, что действие химического вещества на организм человека при пероральном применении до сих пор не изучено, добавка Е539 не разрешена к применению в странах ЕС и США.

Описание продукта

Гипосульфит натрия внешне выгледит в виде бесцветных кристаллов, которые хорошо растворяются в воде. Он широко применяется в промышленности и медицине. Считается сильным восстановителем.
Гипосульфиты (тиосульфаты) неустойчивы, поэтому в природе не встречаются.

Химическая формула : Na2S2O3 или Na2SO3S
Синонимы : тиосульфа́т на́трия, антихлор, сульфидотриоксосульфат натрия, натрий серноватистокислый.

Применение гипосульфата (тиосульфата) натрия.

Его применяют, чтобы удалить следы хлора после отбеливания тканей, для быстрого извлечения серебра из руд, фиксажа в фотографии, в качестве реактива в иодометрии, противоядия при отравлениях токсичной ртутью, а также другими тяжёлыми металлами, цианидами.

В годы первой мировой войны гипосульфитом пропитывали марлевые повязки и фильтры противогазов для защиты органов дыхания от ядовитого хлора. Его же используют в качестве реактива в аналитической и органической химии, им нейтрализуют сильные кислоты, обезвреживают тяжелые металлы и их токсические соединения. Реакции взаимодействия тиосульфата с различными веществами являются основой йодометрии и бромометрии.

В медицине гипосульфит натрия используется для дезинфекции кишечника, лечения чесотки, в качестве противовоспалительного и противоожогового средства. Также используется как оптимальная среда для определения молекулярных весов по понижению точки замерзания.

В пищевой промышленности гипосульфит натрия зарегистрирован в качестве пищевой добавки E539. Особенно часто его применяют в пекарском производстве. Гипосульфит натрия делает тесто более пластичным, а хлеб становится более рыхлым и объемным. На поверхности изделия не формируются трещины, а выпечка приобретает более привлекательный внешний вид. Количество ввода в состав зависит от вида хлеба и составляет от 0,001 до 0,002 процента от общего веса муки.

В фотографии использование гипосульфита (тиосульфата) натрия в качестве фиксажа основана на способности тиосульфат-иона переводить нерастворимые в воде светочувствительные ионы серебра в растворимые несветочувствительные комплексы.
Фиксажи условно делятся на нейтральные, кислые, дубящие и быстрые.
Нейтральный фиксаж представляет собой раствор тиосульфата натрия в воде. Для упрочнения эмульсионного слоя фотографии используют дубящие фиксажи. В качестве дубящих
веществ в разных рецептурах могут использоваться тетраборат натрия, борная кислота, хромокалиевые или алюмокалиевые квасцы и формалин.

В кожевенном производстве свойство дубящих фиксажей с успехом применяют при выделке кожевенно-мехового полуфабриката на этапе дубления. Такое дубление называют серным. Гипосульфит под воздействием добавляемой в состав раствора кислоты выделяет серу, которая обволакивает коллагеновую структуру волокон в толще шкуры. В результате мездра получается мягкой и пластичной. Шкуры выдубленные с помощью гиросульфта (тиосульфата) натрия, не уступают по качеству изделиям, выделанным алюминием или хромом.

В текстильной промышленности гипосульфит применяют для удаления следов хлора после отбеливания тканей.

Технические характеристики

Где купить гипосульфит (тиосульфат) натрия?

Гипосульфит натрия (тиосульфат натрия) в фасовках 100г., 250г., 500г., 1кг. продается в Новосибирске в интернет магазине "Для дела". В рабочие часы забрать его можно самовывозом или воспользоваться услугами курьера. Для покупателей из других регионов эта продукция отправляется Почтой РФ или транспортными компаниями.

Тиосерная кислота. Тиосульфат натрия. Получение, свойства, применение.

К эфирам серной кислоты относятся диалкилсульфаты (RO2)SO2. Это высококипящие жидкости; низшие растворимы в воде; в присутствии щелочей образуют спирт и соли серной кислоты. Низшие диалкилсульфаты - алкилирующие агенты.
Диэтилсульфат (C2H5)2SO4. Температура плавления -26°С, температура кипения 210°С, растворим в спиртах, нерастворим в воде. Получен взаимодействием серной кислоты с этанолом. Является этилирующим агентом в органическом синтезе. Проникает через кожу.
Диметилсульфат (CH3)2SO4. Температура плавления -26,8°С, температура кипения 188,5°С. Растворим в спиртах, плохо - в воде. Реагирует с аммиаком в отсутствие растворителя (со взрывом); сульфирует некоторые ароматические соединения, например эфиры фенолов. Получают взаимодействием 60%-ного олеума с метанолом при 150°С, Является метилирующим агентом в органическом синтезе. Канцероген, поражает глаза, кожу, органы дыхания.
Тиосульфат натрияNa2S2O3

Соль тиосерной кислоты, в которой два атома серы имеют различные степени окисления: +6 и -2. Кристаллическое вещество, хорошо растворимо в воде. Выпускается в виде кристаллогидрата Na2S2O3 5Н2O, в обиходе называемый гипосульфитом. Получают взаимодействием сульфита натрия с серой при кипячении:
Na2SO3+S=Na2S2O3
Как и тиосерная кислота, является сильным восстановителем, Легко окисляется хлором до серной кислоты:
Na2S2O3+4Сl2+5Н2О=2H2SO4+2NaCl+6НСl
На этой реакции было основано применение тиосульфата натрия для поглощения хлора (в первых противогазах).
Несколько иначе происходит окисление тиосульфата натрия слабыми окислителями. При этом образуются соли тетратионовой кислоты, например:
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
Тиосульфат натрия является побочным продуктом в производстве NaHSO3, сернистых красителей, при очистке промышленных газов от серы. Применяется для удаления следов хлора после отбеливания тканей, Для извлечения серебра из руд; является фиксажем в фотографии, реактивом в иодометрии, противоядием при отравлении соединениями мышьяка, ртути, противовоспалительным средством.

Тиосерная кислота - неорганическое соединение, двухосновная сильная кислота с формулой H 2 SO 3 S. Бесцветная вязкая жидкость, реагирует с водой. Образует соли - неорганические тиосульфаты. Тиосерная кислота содержит два атома серы, один из которых имеет степень окисления +4, а второй - электронейтрален.

Получение

· Реакция сероводорода и триоксида серы в этиловом эфире при низких температурах:

· Действие газообразного хлористого водорода на тиосульфат натрия:

Физические свойства

Тиосерная кислота образует бесцветную вязкую жидкость, не замерзающую даже при очень низкой температуре. Термически неустойчива - разлагается уже при комнатной температуре.

Быстро, но не мгновенно, разлагается в водных растворах. В присутствии серной кислоты разлагается мгновенно.

Химические свойства

· Термически очень неустойчива:

· В присутствии серной кислоты разлагается:

· Реагирует со щелочами:

· Реагирует с галогенами:

Образует сложные эфиры - органические тиосульфаты.

Тиосульфа́т на́трия (антихлор , гипосульфит , сульфидотриоксосульфат натрия ) - Na 2 S 2 O 3 или Na 2 SO 3 S, соль натрия и тиосерной кислоты, образуеткристаллогидрат Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O.

Получение

· окислением полисульфидов Na;

· кипячение избытка серы с Na 2 SO 3:

· взаимодействием H 2 S и SO 2 с NaOH (побочный продукт в производстве NaHSO 3 , сернистых красителей, при очистке промышленных газов от S):

· кипячение избытка серы с гидроксидом натрия:

затем по приведённой выше реакции сульфид натрия присоединяет серу, образуя тиосульфат натрия.

Одновременно в ходе этой реакции образуются полисульфиды натрия (они придают раствору жёлтый цвет). Для их разрушения в раствор пропускают SO 2 .

· чистый безводный тиосульфат натрия можно получить реакцией серы с нитритом натрия в формамиде. Эта реакция количественно протекает (при 80 °C за 30 минут) по уравнению:

· растворение сульфида натрия в воде в присутствии кислорода воздуха:

Физические и химические свойства

Бесцветные моноклинные кристаллы. Молярная масса 248,17 г/моль (пентагидрат).

Растворим в воде (41,2 % при 20 о С, 69,86 % при 80 о С).

При 48,5 °C кристаллогидрат растворяется в своей кристаллизационной воде, образуя перенасыщенный раствор; обезвоживается около 100 о С.

При нагревании до 220 °C распадается по схеме:

Тиосульфат натрия - сильный восстановитель:

С сильными окислителями, например, свободным хлором, окисляется до сульфатов или серной кислоты:

Более слабыми или медленно действующими окислителями, например, иодом, переводится в соли тетратионовой кислоты:

Приведённая реакция очень важна, так как служит основой иодометрии. Следует отметить, что в щелочной среде окисление тиосульфата натрия иодом может идти до сульфата.

Выделить тиосерную кислоту (тиосульфат водорода) реакцией тиосульфата натрия с сильной кислотой невозможно, так как она неустойчива и тут же разлагается:

Расплавленный кристаллогидрат Na 2 S 2 O 3 ·5H 2 O очень склонен к переохлаждению.

Применение

· для удаления следов хлора после отбеливания тканей

· для извлечения серебра из руд;

· фиксаж в фотографии;

· реактив в иодометрии

· противоядие при отравлении: As, Br, Hg и другими тяжёлыми металлами, цианидами (переводит их в роданиды) и др.

· для дезинфекции кишечника;

· для лечения чесотки (совместно с соляной кислотой);

· противовоспалительное и противоожоговое средство;

· может использоваться как среда для определения молекулярных весов по понижению точки замерзания (криоскопическая константа 4,26°)

· в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E539 .

· добавки для бетона.

· для очищения тканей от иода

· Марлевые повязки, пропитанные раствором тиосульфатом натрия, использовали для защиты органов дыхания от отравляющего вещества хлора в Первую мировую войну.