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硫代硫酸鈉

无机盐
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硫代硫酸鈉，又稱大蘇打、海波，是一種無機化合物，化學式為Na2S2O3。通常為白色或無色的五水合物（Na2S2O3·5H2O）。它是一種易風化的物質，易溶於水。[2]

硫代硫酸鈉
IUPAC名
Sodium thiosulfate
別名 次亞硫酸鈉
大蘇打
海波
識別
CAS編號 7772-98-7  checkY
10102-17-7  checkY
PubChem 24477
ChemSpider 22885
SMILES
 
  • [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S
InChI
 
  • 1/2Na.H2O3S2/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2
InChIKey AKHNMLFCWUSKQB-NUQVWONBAM
ChEBI 132112
RTECS XN6476000
性質
化學式 Na
2S
2O
3
莫耳質量 無水：158.11 g/mol
五水：248.18 g·mol⁻¹
外觀 白色晶體
氣味 無味
密度 1.667 g/cm3
熔點 48.3 °C（321 K）
沸點 100 °C（373 K）
溶解性（水） 70.1 g/100 mL (20 °C)[1]
231 g/100 mL (100 °C)
溶解性 難溶於醇
折光度n
D 		1.489
結構
晶體結構 單斜
危險性
GHS危險性符號
《全球化學品統一分類和標籤制度》（簡稱「GHS」）中有害物質的標籤圖案
GHS提示詞 Warning
H-術語 H315, H319, H335
P-術語 P261, P264, P271, P280, P302+352, P304+340, P305+351+338, P312, P321, P332+313, P337+313, P362, P403+233, P405
NFPA 704
0
1
0
 
相關物質
其他陽離子 硫代硫酸
硫代硫酸鋰
硫代硫酸鉀
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

硫代硫酸鈉可用於金礦開採、水處理、分析化學，銀基攝影膠片和相紙的開發，以及藥物。硫代硫酸鈉的醫藥用途（英語：Sodium thiosulfate (medical use)）包括治療氰化物中毒和花斑癬。[3]它在世界衛生組織基本藥物標準清單中。[4][5]

用途

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醫藥用途

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主條目：硫代硫酸鈉 (藥物)（英語：Sodium thiosulfate (medical use)）

硫代硫酸鈉可用於治療氰化物中毒。[3]硫代硫酸鈉也用於治療皮癬菌病和花斑癬，[3][6]以及血液透析[7]和化療的一些副作用。[8]它臨床用於治療皮膚搔癢症、性蕁麻疹、藥疹、鉈中毒和砷中毒等，以靜脈注射的方式治療。[9]

照相沖印

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溴化銀等鹵化銀作為照相乳劑的主要成分，經硫代硫酸鹽水溶液處理後會溶解。這種作為照相定影劑（英語：Photographic fixer）的應用是由約翰·赫歇爾發現的。它常用於膠片和相紙沖洗。硫代硫酸鈉定影劑通常被稱為「海波」，源自於最初的化學名稱「次亞硫酸鈉」（Sodium hyposulfite）。[10]在此應用中，硫代硫酸銨通常優於硫代硫酸鈉。[2]

自來水脫氯

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硫代硫酸鈉可用於對自來水進行脫氯，包括降低水族館、游泳池和水療中心使用水的氯含量，以及水處理廠內用於在排入河流之前處理沉澱的反沖洗水。[2]此還原反應類似於碘還原反應。

在漂白劑物質的pH測試中，硫代硫酸鈉可以中和漂白劑的脫色作用，並允許使用液體指示劑測試漂白劑溶液的pH。相關反應類似碘反應：硫代硫酸鹽還原次氯酸鹽（漂白劑中的活性成分），在此過程中其被氧化成硫酸鹽。完整反應：

4 NaClO + Na
2S
2O
3 + 2 NaOH → 4 NaCl + 2 Na
2SO
4 + H
2O

類似地，硫代硫酸鈉可與溴反應，並從溶液中除去遊離溴。硫代硫酸鈉溶液通常在化學實驗室中用作處理溴的預防措施，以及安全處理溴、碘或其他強氧化劑。

結構

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五水合物有兩種同質異形體，無水鹽存在多種同質異形體。[2]在固態中，硫代硫酸根陰離子呈四面體狀，理論上是用硫酸根陰離子中的硫原子取代其中一個氧原子產生的。S-S距離表示單鍵，這表示末端的硫帶有明顯的負電荷，而S-O相互作用具有更多的雙鍵特性。

生產

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在工業上，硫代硫酸鈉主要是由硫化鈉或含硫染料製造的液體廢物生產。[11]

在實驗室中，硫代硫酸鈉可以由亞硫酸鈉或沸騰的氫氧化鈉溶液和硫反應而成：[12][13]

6 NaOH + 4 S → 2 Na
2S + Na
2S
2O
3 + 3 H
2O

反應

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在444 °C以上，硫代硫酸鈉分解成硫酸鈉和多硫化鈉：[14]

4 Na
2S
2O
3 → 3 Na
2SO
4 + Na
2S
5

硫代硫酸鹽與酸反應後會發生分解。初始質子化發生在硫上。在-78℃下的二乙醚中進行質子化反應，可得到H
2S
2O
3（硫代硫酸）。它是稍強的酸，第一次和第二次游離的 pKa 分別為0.6和1.7。

在標準情況下，對硫代硫酸鈉加酸會分解成硫、二氧化硫和水：[11]

Na
2S
2O
3 + 2 HCl → 2 NaCl + S + SO
2 + H
2O

配位化學

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硫代硫酸鹽是軟金屬離子的有效配位基。典型的錯合物是[Pd(S
2O
3)
2(en)]2−，具有一對S鍵結的硫代硫酸鹽配位基。硫代硫酸鈉和硫代硫酸銨已被提議作為氰化物提取金的替代浸出劑（英語：Lixiviant）。[15][2]這種方法的優點是硫代硫酸鹽的毒性遠低於氰化物，且氰化法難處理的礦石類型（例如碳質或卡林型（英語：Carlin–type gold deposit）礦石）可以用硫代硫酸鹽浸出。這種替代工藝的問題包括硫代硫酸鹽的消耗量大，以及缺乏合適的回收技術，因為[Au(S
2O
3)
2]3−不會吸附在活性炭上，這是金氰化中用於從礦漿中分離金錯合物的標準技術。

碘量法

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在分析化學中，硫代硫酸根陰離子會和化學計量的碘在水溶液中反應，碘被還原成碘離子，而硫代硫酸根被氧化成連四硫酸根（英語：tetrathionate）：[16][17]

2 S
2O2−
3 + I
2 → S
4O2−
6 + 2 I−

由於此反應的定量性質，以及Na
2S
2O
3 · 5H2O具有良好的保質期，因此它被用作碘量法中的滴定劑。Na
2S
2O
3 · 5H2O也是碘鐘反應的組成部分。

這種特殊用途可以透過溫克勒滴定法（英語：Winkler titration）的一系列反應來測量水中的氧含量。它也用於以體積估算溶液中某些化合物（如過氧化氫）的濃度以及估算商業漂白粉或水中的氯含量。

和鋁離子的反應

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硫代硫酸鈉可用於分析化學，[18] 當與含有鋁離子的樣品一起加熱時，會產生白色沉澱：

2 Al3+ + 3 S
2O2−
3 + 3 H
2O → 3 SO
2 + 3 S + 2 Al(OH)
3

有機化學

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對硫代硫酸鈉烷基化會產生S-烷基硫代硫酸鈉（例如苯甲基硫代硫酸鈉），它們也被稱為Bunte鹽（英語：Bunte salt）。[19]烷基硫代硫酸鈉會水解，並產生硫醇，例如巰基乙酸的製備：

ClCH
2CO
2H + Na
2S
2O
3 → Na[O
3S
2CH
2CO
2H] + NaCl
Na[O
3S
2CH
2CO
2H] + H
2O → HSCH
2CO
2H + NaHSO
4

參考資料

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  1. ^ Record in the GESTIS Substance Database from the IFA（英語：Institute for Occupational Safety and Health）
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 Sulfites, Thiosulfates, and Dithionites, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Weinheim: Wiley-VCH, 2005, doi:10.1002/14356007.a25_477 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Stuart MC, Kouimtzi M, Hill SR (編). WHO Model Formulary 2008. World Health Organization. 2009: 66. ISBN 978-92-4-154765-9. hdl:10665/44053  . 
  4. ^ World Health Organization model list of essential medicines: 21st list 2019. Geneva: World Health Organization. 2019. hdl:10665/325771  . WHO/MVP/EMP/IAU/2019.06. License: CC BY-NC-SA 3.0 IGO. 
  5. ^ World Health Organization model list of essential medicines: 22nd list (2021). Geneva: World Health Organization. 2021. hdl:10665/345533  . WHO/MHP/HPS/EML/2021.02. 
  6. ^ Sunenshine PJ, Schwartz RA, Janniger CK. Tinea versicolor. Int. J. Dermatol. 2002, 37 (9): 648–55. PMID 9762812. S2CID 75657768. doi:10.1046/j.1365-4362.1998.00441.x. 
  7. ^ Auriemma M, Carbone A, Di Liberato L, et al. Treatment of Cutaneous Calciphylaxis with Sodium Thiosulfate: Two Case Reports and a Review of the Literature. Am. J. Clin. Dermatol. 2011, 12 (5): 339–46. PMID 21834598. S2CID 28366905. doi:10.2165/11587060-000000000-00000. 
  8. ^ Dickey DT, Wu YJ, Muldoon LL, et al. Protection against Cisplatin-Induced Toxicities by N-Acetylcysteine and Sodium Thiosulfate as Assessed at the Molecular, Cellular, and in Vivo Levels. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2005, 314 (3): 1052–8. PMID 15951398. S2CID 11381393. doi:10.1124/jpet.105.087601. 
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  14. ^ Benda, Heike von. Zur Polymorphie des Na2S2O3 / On Polymorphism of Na2S2O3. Zeitschrift für Naturforschung B (Walter de Gruyter GmbH). 1979-07-01, 34 (7): 957–968. ISSN 1865-7117. doi:10.1515/znb-1979-0716. 
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  19. ^ Alonso ME, Aragona H. Sulfide Synthesis in Preparation of Unsymmetrical Dialkyl Disulfides: Sec-butyl Isopropyl Disulfide. Org. Synth. 1978, 58: 147. doi:10.15227/orgsyn.058.0147.   
 
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