Epäorgaaniset tiosulfaatit

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 31. tammikuuta 2019 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 3 muokkausta .

Tiosulfaatit ovat tiorikkihapon H 2 S 2 O 3 suoloja ja estereitä . _ Tiosulfaatit ovat epästabiileja, joten niitä ei esiinny luonnossa. Yleisimmin käytettyjä ovat natriumtiosulfaatti ja ammoniumtiosulfaatti .

Löytämisen ja tutkimisen historia

Orgaanisia tiosulfaatteja tutki saksalainen kemisti Hans Bunte vuonna 1872 [1] väitöskirjassaan.

Rakennus

Tiosulfaatti -ioni on rakenteeltaan samanlainen kuin sulfaatti -ioni. [SO 3 S] 2− tetraedrissä S – S-sidos (1,97 Å) on pidempi kuin S–O-sidokset (1,48 Å).

Fysikaaliset ominaisuudet

Liukoisuus veteen (g/100 g) :

K 2 S 2 O 3 200,1 (35 °C), 233,4 (56 °C)
(NH 4 ) 2 S 2 O 3 173 (20 ° C)
MgS 2 O 3 49,8 (20 °C)
CaS 2 O 3 42,9 (10 °C)
SrS 2 O 3 15,3 (10 °C)
BaS 2 O 3 0,2 (0 °C)
Tl 2 S 2 O 3 0,18 (25 °C)
PbS 2 O 3 0,02 (18 °C)

Ne muodostavat kiteisiä hydraatteja , kuumennettaessa tapahtuu sulamista , mikä tarkoittaa tiosulfaattien liukenemista kiteytysveteen.

K 2 S 2 O 3 5H 2 O - sulamispiste 35,0 °C
K 2 S 2 O 3 3H 2 O - sulamispiste 56,1 °C
K 2 S 2 O 3 H 2 O - sulamispiste 78,3 °C, tiheys 2,590 g / cm³
MgS 2 O 3 6H 2 O - sulamispiste yli 82 °C, tiheys 1,818 g / cm³
CaS 2 O 3 6H 2 O - sulamispiste yli 40 °C, tiheys 1,872 g / cm³

Haetaan

Tiosulfaatteja saadaan antamalla sulfiittiliuosten reagoida rikkivedyn kanssa :

{\näyttötyyli {\ce {4 HSO3^- + 2 HS^- -> 3 S2O3^2- + 3 H2O))}

Kun keitetään sulfiittiliuoksia rikin kanssa :

{\ce {Na2SO3 + S -> Na2S2O3}}

Kun polysulfideja hapetetaan ilmakehän hapella:

{\näyttötyyli {\ce {2 Na2S2 + 3 O2 -> 2 Na2S2O3))}

{\näyttötyyli {\ce {2 Na2S5 + 3 O2 -> 2 Na2S2O3 + 6 S))}

Kemialliset ominaisuudet

Tiorikkihappo H 2 S 2 O 3 hajoaa veden läsnä ollessa:

{\näyttötyyli {\ce {H2S2O3 -> S + SO2 + H2O))}

siksi sen eristäminen vesiliuoksesta on mahdotonta. Vapaata tiorikkihappoa voidaan saada antamalla kloorisulfonihapon reagoida rikkivedyn kanssa alhaisessa lämpötilassa:

{\ce {HSO3Cl + H2S -> H2S2O3 + HCl))

Yli 0 °C:ssa vapaa tiorikkihappo hajoaa palautumattomasti yllä olevan reaktion mukaisesti.

Koska hapetustilassa -2 on rikkiä , tiosulfaatti-ionilla on pelkistäviä ominaisuuksia. Heikot hapettimet (I 2 , Fe 3+ ) tiosulfaatit hapetetaan tetrationaateiksi :

{\ce {2 S2O3^2- + 2 Fe^3+ -> S4O6^2- + 2 Fe^2+))

{\ce {2 S2O3^2- + I2 -> S4O6^2- + 2 I^-))

Vahvemmat hapettimet hapettavat tiosulfaatit sulfaatiksi :

{\ce {S2O3^2- + 4 Cl2 + 5 H2O -> 2 SO4^2- + 8 Cl^- + 10 H^+))

Vahvat pelkistävät aineet pelkistävät tiosulfaatti-ionin sulfidiksi , esimerkiksi:

{\ce {3 S2O3^2- + 8 Al + 14 OH^- + 9 H2O -> 6 S^2- + 8[Al(OH)4]^-))

Tiosulfaatti-ioni on myös vahva kompleksinmuodostaja:

{\ce {Ag^+ + 2 S2O3^2- -> [Ag(S2O3)2]^3-}}

Koska tiosulfaatti-ioni koordinoituu metallien kanssa rikkiatomin kautta hapetustilassa -2 , happamassa väliaineessa tiosulfaattikompleksit muuttuvat helposti sulfideiksi:

{\näyttötyyli {\ce {2 [Ag(S2O3)2]^{3-}{}+ 6 ​​​​H^+ -> Ag2S v + 3 S + 3 SO2 + H2SO4 + 2 H2O))}

Koska rikkiatomit ovat happamassa ympäristössä eri hapetusasteissa , tiosulfaatit ovat alttiita suhteellisille reaktioille :

{\näyttötyyli {\ce {3 S2O3^2- + 2 H^+ -> S + SO2 + H2O))}

Sovellus

Tiosulfaatteja käytetään:

valokuvat kiinnityskomponenttina _
analyyttinen ja orgaaninen kemia
kaivosteollisuus
tekstiili- ja massa- ja paperiteollisuus
Ruokateollisuus
Kuivapesu
lääke

Valokuvaus

Natriumtiosulfaatin käyttö valokuvauksessa kiinnitysaineena perustuu tiosulfaatti-ionin kykyyn muuntaa veteen liukenemattomia valoherkkiä hopeahalogenideja liukoisiksi ei-valoherkiksi komplekseiksi :

{\ce {AgHal + 2 S2O3^2- -> [Ag(S2O3)2]^{3-}{}+ Hal^-}}

Kiinnitysaineet jaetaan perinteisesti neutraaleihin, happamiin, ruskettaviin ja nopeisiin.

Neutraali kiinnitysaine on natriumtiosulfaatin vesiliuos (250 g/l). Emulsiokerroksen kehittimestä tuotujen kehitysaineiden toiminnan nopeampaa lopettamista varten , jotta vältetään verhon ilmestyminen kuvaan, kiinnitys suoritetaan yleensä hieman happamassa ympäristössä. Happamoittajina käytetään rikki- ja etikkahappoa sekä kaliumhydrosulfiittia tai metabisulfiittia (K 2 S 2 O 5 ) .

Emulsiokerroksen kovettamiseen käytetään rusketuksen kiinnitysaineita. Natriumtetraboraattia (booraksia), boorihappoa (samalla hapottimena ), kaliumkromia tai kaliumalunaa ja formaliinia voidaan käyttää parkitusaineina eri koostumuksissa .

Kompleksoitumisreaktionopeus laskee AgCl:stä AgI:ksi, joten hopeabromidi- ja hopeajodivalokuvausmateriaaleja käytettäessä käytetään ammoniumtiosulfaattipohjaisia pikakiinnittimiä. Kiinnitysprosessin kiihtyvyys johtuu välivaiheesta - hopeaammoniakkikompleksin nopeasti tapahtuvasta muodostumisesta:

{\ce {AgHal + 2 NH4^+ + 2 OH^- -> [Ag(NH3)2]^+ + 2 H2O + Hal^-))

Ammoniumtiosulfaatin hygroskooppisuuden vuoksi käytetään yleisesti natriumtiosulfaatin ja ammoniumkloridin seosta .

Kemia

Analyyttisessä kemiassa natriumtiosulfaattia käytetään reagenssina jodometriassa . Sen käyttö perustuu tiosulfaatti-ionin hapettumisreaktioon jodin kanssa tetrationaatiksi :

{\ce {2 S2O3^{2-}+ I2 -> S4O6^{2-}{}+ 2 I^-}}

Natriumtiosulfaattiliuokset ovat epästabiileja johtuen vuorovaikutuksesta ilmassa olevan ja veteen liuenneen hiilidioksidin kanssa :

{\ce {S2O3^{2-}{}+ CO2 + H2O -> HSO3^- + S v + HCO3^-}}

ja ilmakehän hapen aiheuttaman hapettumisen vuoksi:

{\displaystyle {\ce {2 S2O3^{2-}{}+ O2 -> 2 S v + 2 SO4^{2-))))

ja liuosten kontaminoitumisen seurauksena tionisilla bakteereilla , jotka hapettavat tiosulfaatit sulfaatiksi suorittaen kemosynteesiä . Siksi natriumtiosulfaattiliuoksen valmistaminen näytteestä on epäkäytännöllistä. Yleensä valmistetaan likimääräisen pitoisuuden liuos ja tarkka pitoisuus määritetään titraamalla kaliumbikromaatti- tai jodiliuoksella .

Jodometrisessä titrauksessa käytetään takaisintitrausmenetelmää, toisin sanoen lisätään ylimäärä tarkan pitoisuuden omaavaa kaliumjodidiliuosta ja sitten saatu jodi titrataan natriumtiosulfaattiliuoksella.

Kaivostoiminta

Kaivosteollisuudessa natriumtiosulfaattia käytetään hopean ja kullan uuttamiseen malmeista ja mineraaleista vaihtoehtona syanidin liuotukselle .

Tiosulfaattiliuotusprosessi perustuu kullan ja hopean hapetukseen ilmakehän hapella natriumtiosulfaatin läsnä ollessa (tiosulfaattiuutto) :

{\ce {4 Au + O2 + 8 S2O3^{2-}{}+ 4 H^+ -> 4 [Au(S2O3)2]^{3-}{}+ 2 H2O))

happamassa ympäristössä tai kaksiarvoisessa kuparissa :

{\ce {Au + 5 S2O3^{2-}{}+ [Cu(NH3)4]^{2+}-> [Au(S2O3)2]^{3-}{}+ 4 NH3 + [Cu(S2O3)3]^{5-}}}

emäksisessä ympäristössä (tiosulfaatti- ammoniakin liuotus).

Samanlaisia prosesseja tapahtuu hopean huuhtoutumisen aikana.

Ammoniumtiosulfaattiliuotuksen etuna syanidiliuotukseen verrattuna on, että ei tarvitse käyttää erittäin myrkyllisiä reagensseja, sekä metallien täydellisempi uuttaminen malmeista, jotka sisältävät suuria määriä kuparia ja mangaania . Tiosulfaatti-ammoniakkiliuotuksessa rikkiä ja ammoniumsulfiittia lisätään työliuokseen , mikä mahdollistaa kullan uuttamisen 50-95 %:iin asti.

Tekstiiliteollisuus

Kun kankaat on valkaistu kloorilla , ne käsitellään natriumtiosulfaatilla kloorijäämien poistamiseksi ja lujuuden antamiseksi:

{\ce {S2O3^{2-}{}+ 4 Cl2 + 5 H2O -> SO4^{2-}{}+ 8 Cl^- + 10 H^+))

Elintarviketeollisuus

Elintarviketeollisuudessa natriumtiosulfaattia käytetään elintarvikelisäaineena E539 ( happamuudensäätöaine).

Kemiallinen pesu

Natriumtiosulfaattia käytetään tekstiilien ja nahkatuotteiden kuivapesussa halogeenien ja niiden yhdisteiden aiheuttamien tahrojen poistamiseen: jodi, klooriyhdisteet, bromi.

Lääketiede

Lääketieteessä natriumtiosulfaattia käytetään :

vastalääke myrkytykseen raskasmetalleilla ( elohopea , lyijy , arseeni ), syanideilla , jodi- ja bromisuoloilla, lääkkeillä [ 2 ] sekä alkoholipsykooseista kärsivien potilaiden vieroitushoidossa ;
allergisten sairauksien , niveltulehduksen ja neuralgian hoidossa ;
ihosairauksien ( syyhy , psoriasis ) hoidossa.

Katso myös

Muistiinpanot

↑ Stiftung Werner-von-Siemens-Ring||C. Arkistoitu alkuperäisestä 18. helmikuuta 2009.
↑ Yatsinyuk B. B., Sentsov V. G., Dolgikh V. T. Hemodynaamisten häiriöiden korjaaminen natriumtiosulfaatilla akuutissa propranololimyrkytyksessä // Uralin lääketieteellisen tiedetieteen tiedote. - 2011. - Nro 1 (33) . - S. 112-114 .

Kirjallisuus

Spiridonov F. M., Zlomanov V. P. 13.1 Tiorikkihappo ja tiosulfaatit // Kalkogeenien kemia. Opinto-opas . - M .: MGU, 2000.
Pilipenko A. T., Pyatnitsky I. V. Jodometria // Analyyttinen kemia. - M .: Chemistry, 1990. - S. 417-421. — 848 s. — ISBN 5-7245-0507-X .
Arens V. Zh. Mineraalien louhinnan geotekniset menetelmät. - M .: Nedra, 1975. - T. 3. - S. 245-254. – 480 s.
Kehittyneiden kuvien korjaaminen .
Spiridonov F. M., Zlomanov V. P. Chemistry of chalcogens Arkistoitu 16. lokakuuta 2008 Wayback Machinessa .
Yu. Yu. Lurie . Analyyttisen kemian käsikirja. Moskova: Kemia, 1979.
Pilipenko A.T., Pyatnitsky I.V. Analyyttinen kemia. M: Chemistry, 1990.
Arens V. Zh. Mineraalien louhinnan geotekniset menetelmät. - M.: Nedra, 1975.

Ravintolisät

Elintarvikeväri E1xx
Säilöntäaineet E2xx
Antioksidantit ja happamuudensäätöaineet E3xx
Stabilisaattorit , sakeuttamisaineet ja emulgointiaineet E4xx
pH:n säätelijät ja paakkuuntumisenestoaineet E5xx
Arominvahventeet, tuoksut E6xx
Antibiootit E7xx
Varaus E8xx
Muut E9xx
Muut aineet E1xxx ---- Muut : Vaha (E900-909)
Glaze (E910-919)
Reclaimer (E920-929)
Pakkauskaasu (E930-949)
Sokerinkorvikkeet (E950-969)
Vaahdotin (E990-999)