Просмотр кода страницы Неорганические тиосульфаты

{{Значения|Тиосульфаты}}
[[Файл:Thiosulfate-3D-balls.png|thumb|right|150px|Пространственная модель тиосульфат-иона]]
'''Тиосульфа́ты''' — [[соль|соли]] и [[сложные эфиры]] [[Тиосерная кислота|тиосерной кислоты]], '''H<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub>'''. Тиосульфаты неустойчивы, поэтому в природе не встречаются. Наиболее широкое применение имеют [[тиосульфат натрия]] и [[тиосульфат аммония]].

== История открытия и исследования ==
Органические тиосульфаты были исследованы немецким химиком [[Бунте, Ганс|Гансом Бунте]] в [[1872 год]]у<ref>[http://www.siemens-ring.de/denkmaeler/c-engler-h-bunte.html Stiftung Werner-von-Siemens-Ring||C. ENGLER / H. BUNTE<!-- Заголовок добавлен ботом -->] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090218090126/http://www.siemens-ring.de/denkmaeler/c-engler-h-bunte.html |date=2009-02-18 }}</ref> в его докторской диссертации.

=== Строение ===
[[Файл:Thiosulfate-ion-2D-dimensions.png|thumb|right|150px|Структура тиосульфат-иона]]
Тиосульфат-[[ион]] по строению близок к [[сульфат]]-иону. В [[тетраэдр]]е [SO<sub>3</sub>S]<sup>2−</sup> связь S−S (1,97 Å) длиннее, чем связи S−O (1,48 Å).

=== Физические свойства ===
[[Растворимость]] в [[вода|воде]] (г/100 г):

* K<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 200,1 (35&nbsp;°C), 233,4 (56&nbsp;°C)
* (NH<sub>4</sub>)<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 173 (20&nbsp;°C)
* MgS<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 49,8 (20&nbsp;°C)
* CaS<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 42,9 (10&nbsp;°C)
* SrS<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 15,3 (10&nbsp;°C)
* BaS<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0,2 (0&nbsp;°C)
* Tl<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0,18 (25&nbsp;°C)
* PbS<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 0,02 (18&nbsp;°C)

Образуют [[кристаллогидраты]], при нагревании которых происходит [[плавление]], представляющее собой [[растворение]] тиосульфатов в кристаллизационной воде.

* К<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·5Н<sub>2</sub>О — [[температура плавления]] 35,0&nbsp;°C
* К<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·3Н<sub>2</sub>О — температура плавления 56,1&nbsp;°C
* K<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·H<sub>2</sub>О — температура плавления 78,3&nbsp;°C, [[плотность]] 2,590 г/см³
* MgS<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·6H<sub>2</sub>O — температура плавления выше 82&nbsp;°C, плотность 1,818 г/см³
* CaS<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·6H<sub>2</sub>O — температура плавления выше 40&nbsp;°C, плотность 1,872 г/см³

=== Получение ===
Тиосульфаты получаются при взаимодействии растворов сульфитов с [[сероводород]]ом:

: <chem>4 HSO3^- + 2 HS^- -> 3 S2O3^2- + 3 H2O</chem>

При кипячении растворов сульфитов с [[сера|серой]]:

: <chem>Na2SO3 + S -> Na2S2O3</chem>

При окислении полисульфидов кислородом воздуха:

: <chem>2 Na2S2 + 3 O2 -> 2 Na2S2O3</chem>

: <chem>2 Na2S5 + 3 O2 -> 2 Na2S2O3 + 6 S</chem>

=== Химические свойства ===
Тиосерная кислота H<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>3</sub> в присутствии воды разлагается:

: <chem>H2S2O3 -> S + SO2 + H2O</chem>

поэтому её выделение из водного раствора невозможно. Свободная тиосерная кислота может быть получена при взаимодействии хлорсульфоновой кислоты с сероводородом при низкой температуре:

: <chem>HSO3Cl + H2S -> H2S2O3 + HCl</chem>

Выше 0&nbsp;°C свободная тиосерная кислота необратимо разлагается по вышеприведённой реакции.

Благодаря наличию [[сера|серы]] в [[степень окисления|степени окисления]] −2 тиосульфат-ион обладает [[восстановитель]]ными свойствами. Слабыми [[окислитель|окислителями]] (I<sub>2</sub>, Fe<sup>3+</sup>) тиосульфаты окисляются до [[тетратионаты|тетратионатов]]:

: <chem>2 S2O3^2- + 2 Fe^3+ -> S4O6^2- + 2 Fe^2+</chem>

: <chem>2 S2O3^2- + I2 -> S4O6^2- + 2 I^-</chem>

Более сильные [[окислитель|окислители]] окисляют тиосульфаты до [[сульфаты|сульфатов]]:

: <chem>S2O3^2- + 4 Cl2 + 5 H2O -> 2 SO4^2- + 8 Cl^- + 10 H^+</chem>

Сильные [[восстановитель|восстановители]] восстанавливают тиосульфат-ион до [[неорганические сульфиды|сульфида]], например:

: <chem>3 S2O3^2- + 8 Al + 14 OH^- + 9 H2O -> 6 S^2- + 8[Al(OH)4]^-</chem>

Тиосульфат-ион также является сильным комплексообразователем:

: <chem>Ag^+ + 2 S2O3^2- -> [Ag(S2O3)2]^3-</chem>

Так как тиосульфат-ион координируется с [[металлы|металлами]] через атом серы в [[степень окисления|степени окисления]] −2, в кислой среде тиосульфатные комплексы легко переходят в сульфиды:

: <chem>2 [Ag(S2O3)2]^{3-}{} + 6 H^+ -> Ag2S v + 3 S + 3 SO2 + H2SO4 + 2 H2O</chem>

Из-за наличия [[атом]]ов [[сера|серы]] в разных [[степень окисления|степенях окисления]] в кислой среде тиосульфаты склонны к [[химическая реакция|реакциям]] [[диспропорционирование|диспропорционирования]]:

: <chem>3 S2O3^2- + 2 H^+ -> S + SO2 + H2O</chem>

== Применение ==
Тиосульфаты используются в:
* [[Фотография|фотографии]] в качестве компонента [[Фиксаж|фиксажа]]
* [[Аналитическая химия|аналитической]] и [[Органическая химия|органической]] [[Химия|химии]]
* [[Горнорудная промышленность|горнорудной промышленности]]
* [[Текстильная промышленность|текстильной]] и [[Целлюлозно-бумажная промышленность|целлюлозно-бумажной]] промышленности
* [[Пищевая промышленность|пищевой промышленности]]
* [[Химчистка|Химчистке]]
* [[Медицина|медицине]]

=== Фотография ===
{{main|Фиксаж}}

Использование [[Тиосульфат натрия|тиосульфата натрия]] в фотографии в качестве фиксажа основано на способности тиосульфат-иона переводить [[Растворимость|нерастворимые]] в воде [[Светочувствительность|светочувствительные]] [[галогениды|галогениды серебра]] в растворимые несветочувствительные [[Комплексные соединения|комплексы]]:

: <chem>AgHal + 2 S2O3^2- -> [Ag(S2O3)2]^{3-}{} + Hal^-</chem>

[[Фиксаж]]и условно делятся на нейтральные, кислые, [[Дубление|дубящие]] и быстрые.

Нейтральный фиксаж представляет собой раствор тиосульфата натрия в воде (250 г/л). Для более быстрого прекращения действия [[проявитель|проявляющих веществ]], занесённых из проявителя в [[Эмульсия (фотография)|эмульсионном слое]] во избежание появления [[Вуаль (фотография)|вуали]] на изображении фиксирование обычно проводят в [[pH|слабокислой]] среде. В качестве подкислителей используют [[серная кислота|серную]] и [[уксусная кислота|уксусную]] кислоты, а также [[гидросульфит калия|гидросульфит]] или метабисульфит (K<sub>2</sub>S<sub>2</sub>O<sub>5</sub>) калия.

Для упрочнения эмульсионного слоя используют [[дубление|дубящие]] фиксажи. В качестве дубящих веществ в разных рецептурах могут использоваться [[тетраборат натрия]] (бура), [[борная кислота]] (одновременно как [[подкислитель]]), [[хромокалиевые квасцы|хромокалиевые]] или [[алюмокалиевые квасцы]] и [[формалин]].

Скорость реакции комплексообразования уменьшается от AgCl к AgI, поэтому при использовании бромсеребряных и иодсеребряных фотоматериалов используются быстрые фиксажи на основе тиосульфата аммония. Ускорение процесса фиксирования происходит за счёт промежуточной стадии — быстро протекающего образования аммиачного комплекса серебра:

: <chem>AgHal + 2 NH4^+ + 2 OH^- -> [Ag(NH3)2]^+ + 2 H2O + Hal^-</chem>

Из-за [[гигроскопичность|гигроскопичности]] тиосульфата аммония обычно применяют смесь тиосульфата натрия и [[хлорид аммония|хлорида аммония]].

=== Химия ===

В [[Аналитическая химия|аналитической химии]] [[тиосульфат натрия]] используется в качестве реагента в [[Иодометрия|иодометрии]]. Его использование основано на реакции [[Окисление|окисления]] тиосульфат-иона [[иод]]ом до [[тетратионат]]а:

: <chem>2 S2O3^{2-} + I2 -> S4O6^{2-}{} + 2 I^-</chem>

Растворы [[Тиосульфат натрия|тиосульфата натрия]] нестабильны из-за взаимодействия с [[Углекислый газ|углекислым газом]], содержащемся в [[воздух]]е и растворённом в воде:

: <chem>S2O3^{2-}{} + CO2 + H2O -> HSO3^- + S v + HCO3^-</chem>

и вследствие окисления [[кислород]]ом воздуха:

: <chem>2 S2O3^{2-}{} + O2 -> 2 S v + 2 SO4^{2-}</chem>

и в результате [[контаминация (биология)|контаминации]] растворов [[тионовые бактерии|тионовыми бактериями]], которые окисляют тиосульфаты до сульфатов, осуществляя [[хемосинтез]]. Поэтому приготовление раствора тиосульфата натрия из навески нецелесообразно. Обычно готовят раствор приблизительной концентрации и устанавливают точную концентрацию [[титрование]]м раствором [[бихромат калия|бихромата калия]] или [[иод]]а.

При [[Иодометрия|иодометрическом]] титровании применяют метод обратного титрования, то есть прибавляют избыток раствора [[Иодид калия|иодида калия]] точной концентрации, а затем титруют образовавшийся иод раствором тиосульфата натрия..

=== Горнорудная промышленность ===

В горнорудной промышленности [[тиосульфат натрия]] используется для извлечения [[Серебро|серебра]] и [[золото|золота]] из [[Руда|руд]] и минералов как альтернатива [[цианиды|цианидному]] выщелачиванию

Процесс тиосульфатного [[Выщелачивание|выщелачивания]] основан на окислении золота и серебра кислородом воздуха в присутствии тиосульфата натрия (тиосульфатное выщелачивание):

: <chem>4 Au + O2 + 8 S2O3^{2-}{} + 4 H^+ -> 4 [Au(S2O3)2]^{3-}{} + 2 H2O</chem>

в кислой среде или двухвалентной [[медь]]ю:

: <chem>Au + 5 S2O3^{2-}{} + [Cu(NH3)4]^{2+} -> [Au(S2O3)2]^{3-}{} + 4 NH3 + [Cu(S2O3)3]^{5-}</chem>

в щелочной среде (тиосульфатно-[[Аммиак|аммиачное]] выщелачивание).

Аналогичные процессы происходят и при выщелачивании серебра.

Преимуществами тиосульфатно-аммиачного выщелачивания перед цианидным является отсутствие необходимости в использовании [[Токсичность|высокотоксичных]] реагентов, а также более полное извлечение металлов из руд, содержащих большие количества меди и [[Марганец|марганца]]. При тиосульфатно-аммиачном выщелачивании в рабочий раствор добавляют [[сера|серу]] и [[сульфит аммония]], что позволяет обеспечить извлечение золота до 50—95 %

=== Текстильная промышленность ===
После [[Отбеливание|отбеливания]] тканей [[хлор]]ом их обрабатывают [[Тиосульфат натрия|тиосульфатом натрия]] для удаления следов хлора и придания прочности:

: <chem>S2O3^{2-}{} + 4 Cl2 + 5 H2O -> SO4^{2-}{} + 8 Cl^- + 10 H^+</chem>

=== Пищевая промышленность ===
В [[Пищевая промышленность|пищевой промышленности]] [[тиосульфат натрия]] применяется как [[пищевая добавка]] '''Е539''' (регулятор кислотности).

=== Химчистка ===
При химчистке текстильных и кожных изделий тиосульфат натрия используется для удаления пятен, вызванных галогенами и их соединениями: йод, соединения хлора, бром.

=== Медицина ===
{{main|Тиосульфат натрия (лекарственное средство)}}

В [[Медицина|медицине]] [[тиосульфат натрия]] используется:
* как [[антидот]] при [[Отравление|отравлениях]] [[Тяжёлые металлы|тяжёлыми металлами]] ([[ртуть]], [[свинец]], [[мышьяк]]), [[Цианиды|цианидами]], солями [[иод]]а и [[бром]]а, лекарственными средствами<ref>{{статья
|автор=Яцинюк Б. Б., Сенцов В. Г., Долгих В. Т.
|ссылка=http://elibrary.ru/item.asp?id=17328384
|заглавие=Коррекция гемодинамических нарушений тиосульфатом натрия при острых отравлениях пропранололом
|издание=Вестник Уральской медицинской академической науки
|год=2011
|номер=1(33)
|страницы=112—114
}}</ref>, а также при детоксикации больных с [[Делирий|алкогольными психозами]];
* при лечении [[Аллергия|аллергических заболеваний]], [[артрит]]а и [[Невралгия|невралгии]];
* при лечении кожных заболеваний ([[чесотка]], [[псориаз]]).

[[тиосульфат магния]] — лекарственное средство при некоторых сердечно-сосудистых заболеваниях, вегетативных расстройствах.

== Примеры ==
* [[Тиосульфат рубидия]] образует кристаллогидраты состава Rb{{sub|2}}SO{{sub|3}}S•H{{sub|2}}O и Rb{{sub|2}}SO{{sub|3}}S•2H{{sub|2}}O
* [[Тиосульфат свинца(II)]] не растворяется в воде
== См. также ==
* [[Органические тиосульфаты]]
* [[Фиксаж]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{книга
|автор        = Спиридонов Ф. М., Зломанов В. П.
|часть        = 13.1 Тиосерная кислота и тиосульфаты
|заглавие     = Химия халькогенов. Учебное пособие
|оригинал     = 
|ссылка       = http://www.chem.msu.su/rus/teaching/spiridonov/13.html#3
|издание      = 
|место        = М.
|издательство = МГУ
|год          = 2000
|том          = 
|страницы     = 
|страниц      = 
|isbn         = 
}}
* {{книга
|автор        = Пилипенко А. Т., Пятницкий И. В.
|часть        = Иодометрия
|заглавие     = Аналитическая химия
|оригинал     = 
|ссылка       = 
|издание      = 
|место        = М.
|издательство = Химия
|год          = 1990
|том          = 
|страницы     = 417—421
|страниц      = 848
|isbn         = 5-7245-0507-X
}}
* {{книга
|автор        = Аренс В. Ж.
|часть        = 
|заглавие     = Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых
|оригинал     = 
|ссылка       = 
|издание      = 
|место        = М.
|издательство = Недра
|год          = 1975
|том          = 3
|страницы     = 245—254
|страниц      = 480
|isbn         = 
}}
* [https://web.archive.org/web/20090410052529/http://www.artprojekt.ru/Photo/Chemistry/Ch6_19.html Фиксирование проявленных изображений].
* ''Спиридонов Ф. М., Зломанов В. П.'' [http://www.chem.msu.su/rus/teaching/spiridonov/welcome.html Химия халькогенов] {{Wayback|url=http://www.chem.msu.su/rus/teaching/spiridonov/welcome.html |date=20081016002502 }}.
* ''Ю. Ю. Лурье''. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1979.
* ''Пилипенко А. Т., Пятницкий И. В.'' Аналитическая химия. М: Химия, 1990.
* ''Аренс В. Ж.'' Геотехнологические методы добычи полезных ископаемых. — М.: Недра, 1975.

{{Пищевые добавки}}

[[Категория:Неорганические тиосульфаты|*]]
[[Категория:Пищевые добавки]]