连二亚硫酸钠

連二亞硫酸鈉
别名	低亞硫酸鈉; 二硫亞磺酸鈉; 亞硫酸氫鈉; 保險粉
识别
CAS号	7775-14-6
PubChem	24489
ChemSpider	22897
SMILES	[O-]S(=O)S(=O)[O-].[Na+].[Na+];
UN编号	1384
EINECS	231-890-0
ChEBI	66870
RTECS	JP2100000
性质
化学式	Na2S2O4
摩尔质量	（無水）174.107 g/mol; （二水）210.146 g·mol⁻¹
外观	白色至淺灰色結晶粉末; 淺檸檬色薄片
氣味	淡硫磺味
密度	2.38 g/cm3 （無水）; 1.58 g/cm3（二水）
熔点	52 °C（325 K）
沸点	分解
溶解性（水）	18.2 g/100 mL（無水，20 °C）; 21.9 g/100 mL（二水，20 °C）
溶解性	微溶於醇
危险性
	GHS危险性符号;
GHS提示词	Danger
H-术语	H251, H302
P-术语	P235+410, P264, P270, P280, P301+312, P330, P407, P413, P420, P501
NFPA 704	3 2 1
相关物质
其他阴离子	亞硫酸鈉; 硫酸鈉
相关化学品	硫代硫酸鈉; 亞硫酸氫鈉; 焦亞硫酸鈉; 硫酸氫鈉
	若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

連二亞硫酸鈉（英語：sodium dithionite），又稱二硫亞硫酸鈉^[1]、低亚硫酸钠（英語：sodium hydrosulfite)，俗稱保险粉，化學式為Na₂S₂O₄，是白色結晶粉末，有硫磺氣味。在乾燥空氣中穩定，在熱水和酸溶液中分解。

結構

結構已通過拉曼光譜和單晶X射線衍射進行檢查。連二亞硫酸根離子有C₂對稱群，有16°的O-S-S-O扭轉角。二水合物（Na
2S
2O
4·2H
2O）的連二亞硫酸根陰離子具有約56°的O-S-S-O扭轉角。^[2]

弱S-S鍵的S-S距離239pm，相對於典型的S-S鍵被延長了30pm。^[3]由於這種鍵很脆弱，連二亞硫酸鹽陰離子在溶液中解離成[SO₂]⁻自由基，已被EPR光譜證實。還觀察到在中性或酸性溶液中，³⁵S在S₂O₄²⁻和SO₂之間快速交換，與陰離子中的弱S-S鍵一致。^[4]

製備

連二亞硫酸鈉在工業上通過還原二氧化硫生產。1990年生產了大約300000噸。^[5]

使用鋅粉法為兩步過程：

2 SO₂ + Zn = ZnS₂O₄

ZnS₂O₄ + 2 NaOH = Na₂S₂O₄ + Zn(OH)₂

使用甲酸鈉法製備：

HCOONa + NaOH + 2 SO₂ = Na₂S₂O₄ + CO₂ + H₂O

使用硼氫化鈉法製備：

NaBH₄ + 8 NaOH + 8 SO₂ = 4 Na₂S₂O₄ + NaBO₂ + 6 H₂O

每份H⁻還原兩份二氧化硫。甲酸鹽也可被用作還原劑。

性質和反應

水解

連二亞硫酸鈉乾燥時穩定，但水溶液由於以下反應而變質：

2 S₂O₄²⁻ + H₂O = S₂O₃²⁻ + 2 HSO₃⁻

這是由於連二亞硫酸的不穩定性導致的。因此連二亞硫酸鈉溶液不能長期儲存。^[4]

無水連二亞硫酸鈉在空氣中90°C以上會分解成硫酸鈉和二氧化硫。沒有空氣的情況下，在150°C以上會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

連二亞硫酸鈉是一種還原劑。在pH為7時，與標準氫電極相比，電位為-0.66V。氧化還原隨著亞硫酸氫鹽的形成而發生：^[6]

S₂O₄^2- + 2 H₂O = 2 HSO₃⁻ + 2 e⁻ + 2 H⁺

連二亞硫酸鈉與氧氣反應：

Na₂S₂O₄ + O₂ + H₂O = NaHSO₄ + NaHSO₃

這些反應表現出複雜的pH依賴性平衡，包括亞硫酸氫鹽、硫代硫酸鹽和二氧化硫。

有機反應

在醛的存在下，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以上溫度下將醛還原為相應的醇。^[7]^[8]一些酮也在類似條件下被還原。

應用

由於是水溶性的，連二亞硫酸鈉在一些工業染色過程中用作還原劑。在硫化染料和還原染料的情況下，不溶於水的染料可以還原成水溶性鹼金屬鹽（如靛藍）。^[9]

安全性

連二亞硫酸鈉的廣泛使用部分歸於其低毒性，LD₅₀為2.5g/kg（大鼠，口服）。^[5]

參見

連二亞硫酸鹽

參考資料

^ 存档副本. [2022-10-26]. （原始内容存档于2022-10-26）.
^ Weinrach, J. B.; Meyer, D. R.; Guy, J. T.; Michalski, P. E.; Carter, K. L.; Grubisha, D. S.; Bennett, D. W. A structural study of sodium dithionite and its ephemeral dihydrate: A new conformation for the dithionite ion. Journal of Crystallographic and Spectroscopic Research. 1992, 22 (3): 291–301. S2CID 97124638. doi:10.1007/BF01199531.
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[1] 存档副本. [2022-10-26]. （原始内容存档于2022-10-26）.

[2] Weinrach, J. B.; Meyer, D. R.; Guy, J. T.; Michalski, P. E.; Carter, K. L.; Grubisha, D. S.; Bennett, D. W. A structural study of sodium dithionite and its ephemeral dihydrate: A new conformation for the dithionite ion. Journal of Crystallographic and Spectroscopic Research. 1992, 22 (3): 291–301. S2CID 97124638. doi:10.1007/BF01199531.

[3] Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 （英语）.

[InorgChem-4] 4.0 ^4.1 Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe. Chapter 16: The group 16 elements. Inorganic Chemistry, 3rd Edition. Pearson. 2008: 520. ISBN 978-0-13-175553-6.

[Ullmann-5] 5.0 ^5.1 José Jiménez Barberá; Adolf Metzger; Manfred Wolf. Sulfites, Thiosulfates, and Dithionites. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley Online Library. 15 June 2000. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a25_477.

[6] Mayhew, S. G. The Redox Potential of Dithionite and SO−2 from Equilibrium Reactions with Flavodoxins, Methyl Viologen and Hydrogen plus Hydrogenase. European Journal of Biochemistry. 2008, 85 (2): 535–547. PMID 648533. doi:10.1111/j.1432-1033.1978.tb12269.x .

[7] J. Org. Chem., 1980, 45 (21), pp 4126–4129, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jo01309a011 （页面存档备份，存于互联网档案馆）

[8] Aldehyde sulfoxylate systemic fungicides. google.com. [27 April 2018]. （原始内容存档于27 April 2018）.

[9] Božič, Mojca; Kokol, Vanja. Ecological alternatives to the reduction and oxidation processes in dyeing with vat and sulphur dyes. Dyes and Pigments. 2008, 76 (2): 299–309. doi:10.1016/j.dyepig.2006.05.041.

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连二亚硫酸钠

結構

製備

性質和反應

水解

氧化還原反應

有機反應

應用

安全性

參見

參考資料

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