Natriumsulfiitti

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 25. lokakuuta 2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .
natriumsulfiitti
Kenraali
Chem. kaava Na2SO3 _ _ _
Fyysiset ominaisuudet
Moolimassa 126,037 g/ mol
Tiheys 2,633 g/cm³
Lämpöominaisuudet
Lämpötila
 •  sulaminen 500 °C [1]
 • hajoaminen 600 °C [1]
Kemiallisia ominaisuuksia
Liukoisuus
 • vedessä 14,29 g/100 ml (0 °C)
26,10 g/100 ml (20 °C)
36,99 g/100 ml (40 °C)
29,20 g/100 ml (80 °C)
Luokitus
Reg. CAS-numero 7757-83-7
PubChem 24437
Reg. EINECS-numero 231-821-4
Hymyilee   [O-]S(=O)[O-].[Na+].[Na+]
InChI   InChI = 1S/2Na.H2O3S/c; 1-4(2)3/h; (H2,1,2,3)/q2*+1;/p-2GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L
Codex Alimentarius E221
RTECS WE2150000
CHEBI 86477
ChemSpider 22845
Turvallisuus
Myrkyllisyys kohtalainen
NFPA 704 NFPA 704 nelivärinen timantti 0 2 0
Tiedot perustuvat standardiolosuhteisiin (25 °C, 100 kPa), ellei toisin mainita.
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Natriumsulfiitti ( natriumsulfiitti ) on epäorgaaninen yhdiste , natriumin ja rikkihapon suola , jonka kemiallinen kaava on Na2SO3 . Valkoista jauhetta tai kiteitä, joilla on suolainen maku. Tärkeä elintarvikelisäaine , jota käytetään elintarviketeollisuudessa säilöntäaineena , antioksidanttina , valkaisuaineena ja elintarvikevärin stabilointiaineena . Sisältyy kansainvälisten elintarvikestandardien koodiin Codex Alimentarius nimellä E221 . Elintarvikesovellusten lisäksi sitä käytetään myös valokuvauksessa, kankaiden ja viskoosikuitujen valmistuksessa, ei-rautametallimalmien prosessoinnissa ja jätevesien hävittämisessä.

Historia

Valokuvauksessa H. B. Berkeley käytti sitä ensimmäisen kerran vuonna 1882 pyrogallolien kehittäjille vähentääkseen valokuvamateriaaliin käsittelyn aikana syntyviä täpliä. Vuodesta 1882 lähtien monet koostumukset ovat sisältäneet sulfiitti-ioneja, yleensä tarkoituksena on suojata kehittäjää hapettumiselta, mutta yleensä näiden ionien roolia ymmärrettiin vähän ja vasta vuosien tutkimuksen jälkeen pystyttiin paljastamaan merkittävä määrä tämän ionin toimintoja. yhdiste kehitysliuosten koostumuksessa [2] .

Fysikaaliset ominaisuudet

Yhdiste on värittömien kuusikulmainen kiteiden muodossa, joiden parametrit: a = 0,5459 nm, c = 0,6160 nm, z = 2, avaruusryhmä C3, saatavana myös hienona valkoisena jauheena, joskus punertavalla sävyllä. Siinä on viilentävän suolainen maku ja lievä rikkidioksidin tuoksu. Moolimassa 126,04 g/mol, tiheys 2,633 g/ cm3 . Liukenee veteen, kun taas lämpötilan noustessa liukoisuus ensin kasvaa saavuttaen maksimiliukoisuuden 33,4 °C:ssa, sitten alkaa laskea; liukoisuus on (100 g:aan vettä): 14,29 g (0 °C), 26,10 g (20 °C), 36,99 g (40 °C), 29,20 g (80 °C). Liukenee myös etyylialkoholiin, ei liukene rasvoihin ja öljyihin [3] [4] .

Muodostaa Na 2 SO 3 7H 2 O heptahydraattia kiteytyessään vesiliuoksista alle 33,4 °C:ssa. Natriumsulfiittiheptahydraatin moolimassa on 252,14 g/mol ja tiheys 1,539 g/cm 3 [3] [4] .

Kemialliset ominaisuudet

Natriumsulfiitti on stabiili ilmassa huoneenlämpötilassa, mutta voimakkaassa kuumennuksessa se hajoaa muodostaen natriumsulfaatin ja natriumsulfidin sulatteen [5] [3] :

,

samaan aikaan yli 800 °C:n lämpötiloissa hajoaminen etenee natriumoksidin ja rikkidioksidin muodostumiseen [3] .

Kosteassa ilmassa oleva natriumsulfiittiheptahydraatti hapettuu helposti natriumsulfaatiksi, hapettumista hidastaa estäjiä  - hydrokinonia , pyrogallolia , 1,4-fenyleenidiamiinia . Kuivassa ilmassa heptahydraatti ei hapetu, vaan menettää osittain kiteytysvettä ja dehydratoituu kokonaan 150–160 °C:n lämpötilassa [3] .

Natriumsulfiitin vesiliuoksilla on emäksinen reaktio, kun ne happamoitetaan, vapautuu rikkidioksidia [6] .

Natriumsulfiitti on vahva pelkistävä aine. Vesiliuoksissa se on osittain hydrolysoituneessa tilassa, hapettuu helposti ilmakehän hapen, kaliumpermanganaatin , kaliumdikromaatin , bromin , jodin ja muiden hapettavien aineiden vaikutuksesta natriumsulfaatiksi. Natriumsulfiittiliuokset imevät rikkidioksidia muodostaen natriumhydrosulfiittia , ja keitettäessä rikkiä lisätään natriumtiosulfaatin muodostamiseksi . Titaani(III) kloridin , tinadikloridin ja rauta(II)kloridin happamissa liuoksissa se pelkistyy natriumditioniitiksi tai natriumsulfidiksi [3] .

Valokuvausominaisuudet

Lukuisat tutkimukset natriumsulfiitin ominaisuuksista kehitysliuoksissa ovat osoittaneet, että tämän yhdisteen vaikutus ei rajoitu kapeaan alueeseen emulsion täplien määrän vähentämisessä, joka muodostuu prosessoinnin aikana joissakin värikehittimissä, joita varten tämä yhdiste on alunperin ehdotettu. Natriumsulfiittia alettiin melkein välittömästi käyttää tärkeimpänä yleisenä säilöntäaineena, mikä johtui sen monitahoisesta vaikutuksesta valokuvakoostumuksiin kaikissa liuoskehityksen ja varastoinnin vaiheissa [7] .

Antioksidantti

Natriumsulfiitin päätehtävä valokuvakehitysliuosten koostumuksessa on suojata orgaanisia kehitysaineita ilmakehän hapen aiheuttamalta hapettumiselta. Liuoksen korkealla pH-arvolla kehitysaine hapettuu nopeasti ilman sulfiittia ja muuttuu valokuvallisesti inaktiiviseksi. Esimerkiksi hydrokinoni muunnetaan ensin kinoniksi , jolloin liuos muuttuu keltaiseksi, ja sitten valokuvallisesti inaktiiviseksi oksikinoniksi, joka muuttaa liuoksen tummanruskeaksi. Pieni määrä natriumsulfiittia hidastaa jyrkästi tätä prosessia johtuen siitä, että hydrokinonin sijasta hapen kanssa sulfiitti itse reagoi ensin natriumsulfaatin muodostuksella. Orgaanisen kehittyvän aineen läsnäolo puolestaan ​​estää sulfiitin hapettumisprosessia [9] .

Orgaanisten kehitysaineiden hapettumisen eston tarkkaa mekanismia ei tunneta, mutta sen uskotaan johtuvan kehittävien aineiden värillisten hapettuneiden muotojen natriumsulfiittisitoutumisesta, joka sitoutumattomassa tilassa katalysoi niiden hapettumattoman muodon hapettumista edelleen [9 ] .

Hydrokinonin hapettuminen ilmakehän hapella natriumsulfiittia sisältävissä liuoksissa ei enää tapahdu kinonin ja oksikinonin muodostuessa, vaan muodostuu väritöntä natriumdobesylaattia, joka on myös kehittyvä aine [9] :

+ O 2 + 2 Na 2SO 3 + Na 2SO 4 + NaOH Polymerointiketjun katkeaminen

Altistuessaan hydrokinonille ja sen johdannaisille, liuoksessa muodostuu semikinoneja  , erittäin aktiivisia ja epästabiileja yhdisteitä. Niillä on taipumus polymeroitua humushapoiksi , joiden ketjut muodostuvat tyypillisissä valokuvakehityksen olosuhteissa noin 10 molekyylistä hapetettuja hydrokinonijäämiä ja ovat väriltään tummia. Koska sulfiitti reagoi semikinonin kanssa semikinonin muodostumisvaiheessa, polymeroitumista ei yleensä tapahdu, ja siksi näillä polymeeriyhdisteillä ei ole katalyyttistä vaikutusta kehittyvän aineen hapettumattomaan muotoon. Pyrogallolilla sulfiitti ei kuitenkaan pysty vuorovaikutukseen liukenemattomien värillisten hapetustuotteiden kanssa, samoin fenidonin ja L-askorbiinihapon heikosti värittyneiden hapetustuotteiden kanssa [7] .

Värinpoistoaine

Natriumsulfiitti muodostaa yllä kuvatun värillisten muotojen sitomisprosessissa värittömiä yhdisteitä voimakkaasti värjäytyneiden asemesta, mikä vähentää ei-toivottuja tahroja ja tuloksena olevan kuvan värjäytymistä [7] .

Manifestationin pitäminen aktiivisena

Kehitysaineen hapettuneet jäännökset liuoksessa, vaikka ne eivät reagoi suoraan emulsiossa olevan hopeahalogenidin kanssa, muuttavat väliaineen pH:ta ja muita sen indikaattoreita, mikä voi johtaa joko kehitysnopeuden nousuun tai sen laskuun. . Vain harvat kehitysaineet eivät anna tällaista vaikutusta. Aktiivisuuden kasvua havaitaan esimerkiksi glysiinikuvassa aktiivisten hydroksoryhmien sisältävien kehitysaineiden työstetyissä liuoksissa . Jos kehitysaineessa on vain aminoryhmiä, kehitysnopeus laskee. Hapettujen muotojen muuttuminen sulfonaateiksi reaktiossa sulfiitin kanssa stabiloi ja ylläpitää aktiivisuutta, jolloin vältetään ei-toivottu yli- tai kehitysvaiheessa [7] .

Haetaan

Natriumsulfiittia saadaan:

  • natriumkarbonaattiliuosten vuorovaikutus rikkidioksidin kanssa [ 5 ] :
Liuoksen kyllästäminen dioksidilla suoritetaan vedon alla 40 °C:ssa, minkä jälkeen liuos kiteytetään suojaten sitä hapen vaikutukselta, reaktion saanto on 80 % [5] .
  • NaHS03- liuoksen neutralointi natriumhydroksidiliuoksella 38-40 °C:ssa, mitä seuraa heptahydraatin jäähdyttäminen ja kiteyttäminen .

Vedetön suola:

  • eristettiin kiteyttämällä 100-105 °C:ssa. Jos prosessi suoritetaan teknisestä tuotteesta, kalsiumin, magnesiumin ja muiden metallien epäpuhtauksien saostamiseksi liuokseen lisätään ensin pieni määrä natriumhydroksidia ja sakka suodatetaan pois. Stökiometrisen koostumuksen tuote tällä menetelmällä voidaan saada vain vetyatmosfäärissä [5] ;
  • saatu heptahydraatin dehydraatiolla;
  • saatu NaHS03 : n reaktiolla Ca(OH) 2 :n kanssa:

Sovellus

Elintarviketeollisuudessa sitä käytetään säilöntäaineena. Codex Alimentarius sallii yksittäisen käytön tai yhdessä muiden sulfiittien kanssa, esimerkiksi merivälituotteille enintään 300 mg / kg ja enintään 30 mg / kg valmiita tuotteita, pakasteperunatuotteissa enintään 50 mg / kg ja myös ananaksissa mehutiiviste enintään 500 mg / kg kg. Venäjän federaatiossa se on sallittu erilaisissa valmiissa tuotteissa, joiden pitoisuus on enintään 500 mg / kg (kuivattuille hedelmille ja pähkinöille) ja joissakin välituotteissa enintään 3 g / kg (kirsikkavälituotteille), erityisesti makkaratuotteissa enintään 450 mg/kg, viineissä enintään 300 mg/kg. Jos pitoisuus on alle 10 mg/kg (rikkidioksidina laskettuna), natriumsulfiittia ei saa mainita etiketissä [4] .

Sitä käytetään kloorijäämien poistamiseen kankaiden valkaisun jälkeen, rikin poistamiseen viskoosikuidusta muovauksen jälkeen, vaahdotusaineena ei-rautametallimalmeille, torjunta -aineiden valmistuksessa, kromia sisältävän jäteveden neutraloimiseen [3] .

Valokuvauksessa sitä käytetään pääasiallisena säilöntäaineena kehittimissä , se on osa kiinnitysaineita ja muita ratkaisuja [10] [3] .

Kosmetiikassa sitä käytetään 0,2 %:n sallitulla pitoisuudella (vapaa rikkidioksidi) [4] .

Turvallisuus

Tilapäinen sallittu pitoisuus ilmassa on 0,1 mg/m 3 [3] .

Ravintolisänä hyväksyttävä päivittäinen saanti on 0,7 mg/kg (rikkidioksidina ilmaistuna), jonka FAO/WHO:n elintarvikelisäaineita käsittelevä sekaasiantuntijakomitea (JECFA) perusti vuonna 1998 [11] ja jonka Euroopan turvallisuusvirasto on myöhemmin hyväksynyt . elintarvike (EFSA) vuonna 2016 [12] . Ei-ilmeisten haittavaikutusten taso (NOAEL) eläimille on 70 mg/kg ruumiinpainoa [12] .

Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) pitää natriumsulfiittia "yleisesti turvalliseksi tunnustettuna " (GRAS) ravintolisänä lukuun ottamatta sen käyttöä elintarvikkeissa, jotka on tunnustettu B1-vitamiinin ( tiamiinin ) lähteeksi, koska natriumsulfiitti (yhdessä lisäaineiden E220- E228 , joka vapauttaa rikkidioksidia ) hajottaa tämän hivenravinteen , ja sen käyttö B1-vitamiinia sisältävien elintarvikkeiden luettelossa sekä hedelmissä ja vihanneksissa on kielletty [13] .

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 NATRIUMSULFIITTI
  2. ↑ Haist, 1979 , s. 220.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Belousova, 1992 .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Sarafanova, 2004 , s. 585-587.
  5. ↑ 1 2 3 4 Karyakin, 1974 , s. 271.
  6. ↑ Stasinevitš, 1964 .
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Haist, 1979 , s. 220-229.
  8. ↑ Redko, 2006 , s. 857.
  9. ↑ 1 2 3 Redko, 2006 , s. 856.
  10. ↑ Gurlev, 1988 , s. 296.
  11. ↑ Maailman terveysjärjestö. NATRIUMSULFIITTI  // FAO:n/WHO:n yhteinen elintarvikelisäaineita käsittelevä asiantuntijakomitea.
  12. ↑ 1 2 EFSA:n elintarvikelisäaineita ja elintarvikkeisiin lisättyjä ravintolähteitä käsittelevä paneeli (ANS). Tieteellinen lausunto rikkidioksidin (E 220), natriumsulfiitin (E 221), natriumbisulfiitin (E 222), natriummetabisulfiitin (E 223), kaliummetabisulfiitin (E 224), kalsiumsulfiitin (E 226) uudelleenarvioinnista, kalsiumbisulfiitti (E 227) ja kaliumbisulfiitti (E 228) elintarvikelisäaineina  // EFSA Journal. – 2016-04. - T. 14 , no. 4 . doi : 10.2903 /j.efsa.2016.4438 .
  13. ↑ CFR-Code of Federal Regulations Osasto  21 . FDA . Haettu: 16.10.2022.

Kirjallisuus

  • Belousova A.P. Natriumsulfiitti: artikkeli // Chemical Encyclopedia / Ch. toim. Knunyants I.L. - M .  : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Kupari - Polymeeri. - S. 186. - 639 s. — ISBN 5-85270-039-8 .
  • Gurlev D.S. Valokuvauksen käsikirja (valokuvamateriaalien käsittely). - K . : Technika, 1988. - ISBN 5-335-00125-4 .
  • Karyakin Yu. V., Angelov II Puhtaat kemikaalit. - M .: Chemistry, 1974. - 408 s.
  • Redko AV Valokuvausprosessien kemia. - Pietari.  : NPO "Professional", 2006. - S. 837-954. — 1464 s. - (Kemistin ja teknikon uusi hakuteos / toim. Moskvin A.V.; numero. Yleistä. Aineen rakenne. Tärkeimpien aineiden fysikaaliset ominaisuudet. Aromaattiset yhdisteet. Valokuvausprosessien kemia. Orgaanisten yhdisteiden nimikkeistö. Laboratoriotöiden tekniikka . Tekniikan perusteet.). — ISBN 978-5-91259-013-9 .
  • Sarafanova L.A. Elintarvikkeiden lisäaineet: Encyclopedia. — 2. painos, korjattu. ja muita .. - Pietari. : GIORD, 2004. - 808 s. - ISBN 5-901065-79-4 .
  • Stasinevitš D. S. Natriumsulfiitti: artikkeli // Lyhyt kemiallinen tietosanakirja / Toimituslautakunta: Knunyants I. L. (päätoimittaja) ja muut - M.  : Soviet Encyclopedia , 1964. - V. 3: Maltaza-Pyrolysis. - S. 384.
  • Haist GM moderni valokuvakäsittely. - New York, Chichester, Brisbane, Toronto: John Whiley ja pojat, 1979. - Vol. 1. - (Valokuvatiede ja -tekniikka sekä grafiikka). - ISBN 0-471-02228-4 .

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat