Работа 3. Получение тиосульфата натрия

При подготовке к лабораторной работе необходимо ознакомиться с физическими и химическими свойствами получаемого вещества. Повторить способы выделения веществ из раствора. Знать правила хранения полученного вещества.

Теоретическая часть

Тиосульфат натрия, гипосульфит, антихлор Na₂S₂O₃ - бесцветные кристаллы; существует в трех модификациях. На воздухе устойчив до 80 -100°С, при более высокой температуре разлагается. Хорошо растворим в воде. Сильный восстановитель. Вступает в реакции комплексообразования.

Получение.

- окислением полисульфидов Na;

- кипячение избытка серы с Na₂SO₃:

S + Na₂SO₃ → Na₂S₂O₃;

- взаимодействием H₂S и SO₂ с NaOH побочный продукт в производстве NaHSO₃, сернистых красителей, при очистке промышленных газов от S:

4SO₂ + 2H₂S + 6NaOH → 3Na₂S₂O₃ + 5H₂O;

- кипячение избытка серы с гидроксидом натрия:

3S + 6NaOH → 2Na₂S + Na₂SO₃ + 3H₂O

затем по приведённой выше реакции сульфит 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 SO₂.

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:

2NaNO₂ + 2S → Na₂S₂O₃ + N₂O↑

Химические свойства.

1. При нагревании до 220°C распадается по схеме:

4Na₂S₂O₃ → 3Na₂SO₄ + Na₂S_5, Na₂S₅ → Na₂S + 4S

При нагревании в вакууме до 300 °С разлагается на Na₂SO₃ и S

2. Восстановитель; сильные окислители (напр., Сl₂) окисляют его до Na₂SO₄, слабые (напр., I₂ в нейтральных растворах) - до Na₂S₄0₆.

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

Na₂S₂O₃ + 4Cl₂ + 5H₂O → 2H₂SO₄ + 2NaCl + 6HCl.

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

2Na₂S₂O₃ + I₂ → 2NaI + Na₂S₄O₆.

Приведённая реакция очень важна, так как служит основой йодометрии. 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 невозможна, так как она неустойчива и тут же разлагается:

Na₂S₂O₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂S₂O₃

H₂S₂O₃ → H₂SO₃ + S

Расплавленный тиосульфат натрия 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, Hg и другими тяжёлыми металлами, цианидами (переводит их в роданиды) и др.

Механизм действия препарата связан с окислением S₂O₃^2-до SO₃^2- и S_. Ионы свинца и ртути, попадающие в организм с пищей и воздухом, образуют плохо растворимые нетоксичные сульфиты:

Рb²⁺ + SO₃^2- → PbSO₃↓

Цианид-ионы взаимодействуют с элементарной серой, образуя менее ядовитые тиоцианаты:

CN^-+S→NCS^-

- для дезинфекции кишечника;

- для лечения чесотки (совместно с соляной кислотой) H₂S₂O₃ +2 НCl (6%)→ 2NaCl+SO₂+S+H₂O;

SO₂+S являются губительными для чесоточных клещей.

- противовоспалительное и противоожоговое средство;

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