連二亞硫酸鈉
編輯連二亞硫酸鈉(又名連二亞硫酸鈉)為白色結晶性粉末,有硫磺氣味。 雖然在干燥空氣中穩定,但在熱水和酸溶液中分解。
結構
編輯該結構已通過拉曼光譜和單晶 X 射線衍射進行了檢查。 連二亞硫酸鹽二價陰離子具有 C2 對稱性,幾乎以 16° O-S-S-O 扭轉角消失。 在二水化形式 (Na2S2O4·2H2O), 連二亞硫酸鹽陰離子具有 56° O-S-S-O 扭轉角。
弱 S-S 鍵由 239 pm 的 S-S 距離表示,它被拉長了 ca。 相對于典型的 S-S 債券,下午 30 點。 因為這種鍵很脆弱,連二亞硫酸鹽陰離子在溶液中離解成 [SO2]- 自由基,這已通過 EPR 光譜學得到證實。 還觀察到 35S 在中性或酸性溶液中在 S2O42? 和 SO2 之間進行快速交換,這與陰離子中的弱 S-S 鍵一致。
準備
編輯連二亞硫酸鉀是通過二氧化硫還原而工業化生產的。 1990年產量約30萬噸。使用鋅粉的路線是兩步法:
2 SO2 + Zn → ZnS2O4ZnS2O4 + 2 NaOH → Na2S2O4 + Zn(OH)2
硼氫化鈉法遵循以下化學計量:
NaBH4 + 8 NaOH + 8 SO2 → 4 Na2S2O4 + NaBO2 + 6 H2O
每當量的 H? 減少兩當量的二氧化硫。 甲酸鹽也被用作還原劑。
性質和反應
編輯水解
2 S2O42? + H2O → S2O32? + 2 HSO3?
這種行為與連二亞硫酸的不穩定性一致。 因此,連二亞硫酸鈉溶液不能長期保存。
無水連二亞硫酸鈉在空氣中溫度高于 90°C 時分解為硫酸鈉和二氧化硫。 在沒有空氣的情況下,它在 150°C 以上迅速分解為亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、二氧化硫和微量硫。
氧化還原反應
連二亞硫酸鈣是一種還原劑。 在 pH 7 時,與普通氫電極相比,電勢為 -0.66 V。 氧化還原伴隨亞硫酸氫鹽的形成而發生:
S2O42- + 2 H2O → 2 HSO3? + 2 e? + 2 H+
連二亞硫酸鈣與氧氣反應:
Na2S2O4 + O2 + H2O → NaHSO4 + NaHSO3
這些反應表現出復雜的 pH 依賴性平衡,涉及亞硫酸氫鹽、硫代硫酸鹽和二氧化硫。
有機羰基化合物
在醛存在的情況下,連二亞硫酸鈉在室溫下反應形成 α-羥基亞磺酸鹽,或者在 85°C 以上的溫度下將醛還原為相應的醇。 在類似條件下,一些酮也會被還原。
應用
編輯工業
由于是水溶性的,連二亞硫酸鈉在一些工業染色過程中被用作還原劑。 對于硫化染料和還原染料,可以將不溶于水的染料還原成水溶性堿金屬鹽(例如靛藍染料)。
連二亞硫酸鈣還可用于水處理、水族箱水質調節劑、氣體凈化、清洗、剝離等。 它也被用作磺化劑。 除了紡織工業,這種化合物還用于與皮革、食品、聚合物、攝影和許多其他行業有關的行業,通常用作脫色劑。 它甚至在國內用作白色衣物的脫色劑,當它被染色的物品滑入高溫洗滌周期而意外弄臟時。 它通常以 5 克小袋的形式提供,以鹽的舊名稱命名為連二亞硫酸鹽。
它是 Iron Out Rust Stain Remover(一種商業防銹產品)中的活性成分。
實驗室
連二亞硫酸鈣常用于生理學實驗,作為降低溶液氧化還原電位的一種手段(Eo' -0.66 V vs SHE,pH 7)。 鐵氰化鉀通常用作此類實驗中的氧化化學品(Eo' ~ .436 V,pH 7)。 此外,連二亞硫酸鈉常用于土壤化學實驗,以確定未摻入原生硅酸鹽礦物中的鐵量。 因此,用連二亞硫酸鈉提取的鐵也稱為游離鐵。 連二亞硫酸鹽離子對二價和三價金屬陽離子(M2+、M3+)的強親和力使其能夠提高鐵的溶解度,因此連二亞硫酸鹽是一種有用的螯合劑。
連二亞硫酸鈉的水溶液曾經被用來生產“Fieser 溶液”以從氣流中去除氧氣。 吡啶硫酮可以通過兩步合成從 2-溴吡啶通過氧化成 N-氧化物來制備。
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