Натрия тиосульфат и его свойства¶

Натрия тиосульфат — неорганическое соединение, средняя соль натрия и тиосерной кислоты с химической формулой Na₂S₂O₃. Представляет собой бесцветные прозрачные кристаллы, хорошо растворимые в воде. Вещество известно также под устаревшими названиями «гипосульфит» и «антихлор». Применяется в фотографии, медицине, текстильной и химической промышленности, а также как лабораторный реагент.

¶Химическая характеристика

Молярная масса соединения составляет 158,11 г/моль. В безводном виде это кристаллическое вещество с температурой плавления около 48 °C; при нагревании выше этой отметки оно теряет кристаллизационную воду и разлагается. Наиболее распространена пентагидратная форма Na₂S₂O₃·5H₂O — крупные бесцветные кристаллы, которые при стоянии на воздухе выветриваются.

Тиосульфат-ион S₂O₃²⁻ имеет тетраэдрическое строение, близкое к сульфат-иону SO₄²⁻, но один из атомов кислорода замещён атомом серы. В этой связи формальная степень окисления серы в ионе неодинакова: центральный атом имеет степень +5, а терминальный — −1. Такая структура объясняет восстановительные свойства соединения.

¶Физические свойства

Водные растворы имеют слабощелочную реакцию. Соединение практически нерастворимо в этаноле.

¶Химические свойства

Натрия тиосульфат — типичный восстановитель. Он легко окисляется до тетратионата или сульфата в зависимости от окислителя:

• с иодом образует тетратионат натрия и иодид: 2Na₂S₂O₃ + I₂ → Na₂S₄O₆ + 2NaI;
• с сильными окислителями (хлор, бром, перманганат) окисляется до сульфата;
• с кислотами разлагается с выделением серы и сернистого газа: Na₂S₂O₃ + 2HCl → 2NaCl + S↓ + SO₂↑ + H₂O.

Реакция с иодом лежит в основе иодометрии — одного из классических методов количественного анализа. Соединение образует устойчивые комплексные соединения с ионами серебра, что используется в фотографии.

¶История

Тиосульфат натрия был получен в конце XVIII века в ходе исследований по химии серы. Широкую известность вещество приобрело в 1819 году, когда английский учёный Джон Гершель обнаружил его способность растворять галогениды серебра. Это открытие заложило основу для закрепления фотографических изображений.

Термин «гипосульфит» возник исторически: первоначально соединение ошибочно считали солью гипотетической «гипосерной» кислоты. Название закрепилось в фотографической практике и сохраняется до сих пор, хотя с точки зрения современной номенклатуры некорректно.

¶Получение

В промышленности натрия тиосульфат получают несколькими способами:

1. Окислением сульфида натрия диоксидом серы в водном растворе.
2. Взаимодействием сульфита натрия с серой при кипячении.
3. Побочно — при производстве сернистых красителей и в процессах очистки газов от сероводорода.

Полученный раствор упаривают и кристаллизуют. Технический продукт выпускается в виде пентагидрата или безводной соли.

¶Применение

¶Фотография

Классическое применение — фиксирование фотоматериалов. Тиосульфат натрия переводит неэкспонированный галогенид серебра в растворимый комплекс, который удаляется при промывке. В плёночной и классической фотографии раствор носит название «фиксаж».

¶Медицина

В медицине натрия тиосульфат применяется как антидот при отравлениях цианидами, солями тяжёлых металлов и некоторыми другими токсинами. Используется также в дерматологии и как десенсибилизирующее средство. Вводится внутривенно в виде раствора.

¶Промышленность

• В текстильной промышленности — для удаления остатков хлора после отбеливания тканей (антихлор).
• В целлюлозно-бумажном производстве — при отбелке.
• В горнодобыче — как реагент при выщелачивании золота и серебра.
• В водоподготовке — для удаления хлора из воды.
• В аналитической химии — как титрант в иодометрии.

¶Пищевая отрасль

В ряде стран соединение зарегистрировано как пищевая добавка E539, однако применение ограничено, поскольку вещество может вызывать побочные реакции.

¶Безопасность

Натрия тиосульфат относится к умеренно опасным веществам. При попадании в глаза и на кожу возможно раздражение. Вдыхание пыли вызывает кашель. При работе с порошком рекомендуется использовать средства индивидуальной защиты. В окружающей среде соединение малотоксично, хорошо растворимо и не склонно к биоаккумуляции.

¶Значение

Благодаря сочетанию доступности, низкой токсичности и восстановительных свойств натрия тиосульфат остаётся востребованным реагентом более двух столетий. Несмотря на сокращение объёмов классической фотографии, соединение сохраняет позиции в аналитической химии, медицине и промышленной водоподготовке.