Hyposchwefelsäure: Formeln, Eigenschaften und Verwendungen

Hyposchwefelsäure oder Dithionsäure ist unbekannt, in reiner Form instabil, hat keine eigenständige Existenz und wurde auch in wässriger Lösung nicht nachgewiesen.

Theoretisch wäre es eine relativ schwache Säure, vergleichbar mit schwefliger Säure, H2SO3. Es sind nur seine Salze bekannt, die Dithionite, die stabil sind und starke Reduktionsmittel darstellen. Das Natriumsalz der Dithionsäure ist Natriumdithionit.

  • Formeln
Dithionsäure Dithionit-Anion Natriumdithionit
Formeln H2S2O4 S2O42- Na2S2O4
  • CAS : 20196-46-7 Hyposchwefelsäure (oder Dithionsäure)
  • CAS : 14844-07-6 Hyposchwefelsäure (oder Dithioniumion)
  • CAS : 7775-14-6 Natriumdithionit (Natriumsalz der Dithionsäure)

2D-Struktur

3D-Struktur

Eigenschaften

Physikalische und chemische Eigenschaften

Dithionsäure Dithionit-Anion Natriumdithionit
Aussehen: . . Weißes bis graues kristallines Pulver
. . Leichte zitronenfarbene Flocken
Geruch: . . Schwacher Geruch nach Schwefel
Molekulargewicht: 130, 132 g / mol 128, 116 g / mol 174, 096 g / mol
Siedepunkt: . . Es bricht zusammen
Schmelzpunkt: . . 52 ° C
Dichte: . . 2, 38 g / cm³ (wasserfrei)
Löslichkeit in Wasser . . 18, 2 g / 100 ml (wasserfrei, 20 ° C)

Hyposchwefelsäure ist eine Schwefeloxosäure mit der chemischen Formel H2S2O4.

Schwefeloxosäuren sind chemische Verbindungen, die Schwefel, Sauerstoff und Wasserstoff enthalten. Einige von ihnen sind jedoch nur für ihre Salze bekannt (wie Hyposchwefelsäure, Dithionsäure, Disulfidsäure und schweflige Säure).

Unter den strukturellen Eigenschaften der Oxosäuren, die charakterisiert wurden, haben wir:

  • Tetraedrischer Schwefel, wenn er mit Sauerstoff koordiniert wird
  • Sauerstoffatome in Brücke und Terminal
  • Terminal-Butxo-Gruppen
  • S = S-Terminals
  • Ketten von (-S-) n

Schwefelsäure ist die bekannteste und industriell wichtigste Schwefeloxosäure.

Das Dithionitanion ([S2O4] 2-) ist ein Oxoanion (ein Ion mit der generischen Formel AXOY z-) von Schwefel, das formal von Dithionsäure abgeleitet ist.

Dithionitionen werden sowohl sauer als auch alkalisch zu Thiosulfat und Bisulfit bzw. Sulfit und Sulfid hydrolysiert:

Das Natriumsalz der Dithionsäure ist Natriumdithionit (auch als Natriumhydrogensulfit bekannt).

Natriumdithionit ist ein kristallines Pulver von weißlicher bis hellgelber Farbe, das einen schwefeldioxidähnlichen Geruch hat.

Es erwärmt sich spontan bei Kontakt mit Luft und Feuchtigkeit. Diese Wärme kann ausreichen, um die umgebenden brennbaren Materialien zu entzünden.

Behälter aus diesem Material können bei längerer Einwirkung von Feuer oder starker Hitze gewaltsam brechen.

Es wird als Reduktionsmittel und als Bleichmittel verwendet. Es wird zum Weißmachen des Papierbreis und zum Färben verwendet. Es wird auch verwendet, um die Nitrogruppe in organischen Reaktionen zu einer Aminogruppe zu reduzieren.

Obwohl es unter den meisten Bedingungen stabil ist, zersetzt es sich in heißem Wasser und in sauren Lösungen.

Es kann aus Natriumbisulfit durch folgende Reaktion erhalten werden:

2 NaHSO 3 + Zn → Na 2 S 2 O 4 + Zn (OH) ²

Luft- und Wasserreaktionen

Natriumdithionit ist ein brennbarer Feststoff, der sich bei Kontakt mit Wasser oder Wasserdampf langsam unter Bildung von Thiosulfaten und Bisulfiten zersetzt.

Diese Reaktion erzeugt Wärme, die die Reaktion weiter beschleunigen oder die umgebenden Materialien zum Verbrennen bringen kann. Wenn das Gemisch eingeschlossen ist, kann die Zersetzungsreaktion zu einer Druckbeaufschlagung des Behälters führen, die schwer zerbrechen kann. Wenn es in der Luft bleibt, oxidiert es langsam und erzeugt giftige Gase von Schwefeldioxid.

Brandgefahr

Natriumdithionit ist ein entzündbares und brennbares Material. Es kann sich bei Kontakt mit feuchter Luft oder Feuchtigkeit entzünden. Es kann schnell mit Fackeleffekt brennen. Es kann bei Kontakt mit Wasser heftig oder explosionsartig reagieren.

Es kann sich explosionsartig zersetzen, wenn es erhitzt oder in einem Feuer gefunden wird. Es kann sich nach dem Löschen des Feuers wieder entzünden. Abfließen kann Brand- oder Explosionsgefahr verursachen. Behälter können beim Erhitzen explodieren.

Gesundheitsgefahr

Natriumdithionit erzeugt bei Kontakt mit Feuer reizende, ätzende und / oder giftige Gase. Das Einatmen von Zersetzungsprodukten kann zu schweren oder tödlichen Verletzungen führen. Kontakt mit dem Stoff kann schwere Verbrennungen an Haut und Augen verursachen. Abflüsse von der Brandbekämpfung können zu Umweltverschmutzung führen.

Verwendet

Dithionit-Ionen werden häufig in Verbindung mit einem Komplexbildner (z. B. Zitronensäure) verwendet, um Eisen (III) -oxyhydroxid zu löslichen Eisen (II) -Verbindungen zu reduzieren und amorphe eisenhaltige Mineralphasen zu entfernen (III) in der Bodenanalyse (selektive Extraktion).

Dithionit ermöglicht es, die Löslichkeit von Eisen zu erhöhen. Dank der starken Affinität des Dithionitions zu den zweiwertigen und dreiwertigen Metallkationen wird es als Chelatbildner verwendet.

Die Zersetzung von Dithionit führt zu reduzierten Schwefelspezies, die für die Korrosion von Stahl und rostfreiem Stahl sehr aggressiv sein können.

Unter den Anwendungen von Natriumdithionit haben wir:

In der Branche

Diese Verbindung ist ein wasserlösliches Salz und kann als Reduktionsmittel in wässrigen Lösungen verwendet werden. Es wird als solches in einigen industriellen Färbeverfahren verwendet, hauptsächlich solchen, die Schwefel- und Küpenfarbstoffe umfassen, bei denen ein wasserunlöslicher Farbstoff zu einem wasserlöslichen Alkalimetallsalz (zum Beispiel Indigofarbstoff) reduziert werden kann. ).

Die reduzierenden Eigenschaften von Natriumdithionit entfernen auch überschüssigen Farbstoff, Restoxid und unerwünschte Pigmente und verbessern so die Gesamtfarbqualität.

Natriumdithionit kann auch zur Wasseraufbereitung, Gasreinigung, Reinigung und Extraktion verwendet werden. Es kann auch in industriellen Prozessen als Sulfonierungsmittel oder Natriumionenquelle verwendet werden.

Neben der Textilindustrie wird diese Verbindung in Branchen eingesetzt, die mit Leder, Lebensmitteln, Polymeren, Fotografie und vielen anderen verwandt sind. Es wird auch als Entfärbungsmittel bei organischen Reaktionen verwendet.

In den biologischen Wissenschaften

Natriumdithionit wird häufig in physiologischen Experimenten verwendet, um das Redoxpotential der Lösungen zu verringern.

In den Geowissenschaften

Natriumdithionit wird häufig in bodenchemischen Experimenten verwendet, um die Menge an Eisen zu bestimmen, die nicht in primären Silikatmineralien enthalten ist.

Sicherheit und Risiken

Gefahrenhinweise des weltweit harmonisierten Systems zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (SGA)

Das global harmonisierte System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (SGA) ist ein international vereinbartes System, das von den Vereinten Nationen geschaffen wurde und die verschiedenen in verschiedenen Ländern verwendeten Einstufungs- und Kennzeichnungsstandards durch einheitliche globale Kriterien ersetzen soll.

Die Gefahrenklassen (und das entsprechende Kapitel des GHS), die Einstufungs- und Kennzeichnungsnormen sowie die Empfehlungen für Natriumdithionit lauten wie folgt (Europäische Chemikalienagentur, 2017, Vereinte Nationen, 2015, PubChem, 2017):