亚硫酸的概述

亚硫酸是一种水溶液，由二氧化硫和水形成的水合物SO2xH2O。它只存在于水溶液中，目前尚未发现游离的亚硫酸。亚硫酸是一种透明液体，具有二氧化硫的窒息气味，并且容易分解。它常被用作分析试剂、还原剂和防腐剂，但对眼睛、皮肤、粘膜和呼吸道有强烈的刺激作用。吸入亚硫酸可能导致严重的中毒症状，如喉部和支气管痉挛、水肿、炎症、化学性肺炎和肺水肿，甚至可能导致死亡。中毒症状包括烧灼感、咳嗽、气喘、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。

亚硫酸根离子

亚硫酸根离子是一种化学粒子，化学式为SO32-，分子结构呈三角锥状，其中心硫原子为sp3杂化。它是一种弱酸，具有较强的还原性。在酸性硝酸盐溶液中，亚硫酸根离子会转化为硫酸根离子。

浓硫酸和品红溶液反应会产生无色刺激性气体（湿蓝石蕊试纸变红），品红溶液也会暂时变淡。

亚硫酸根离子在酸性硝酸盐溶液中转化为硫酸根离子。这是因为硫元素被氧化成+6价。但如果溶液中只有亚硫酸根离子和硝酸根离子，而没有氢离子，则硫元素不会被氧化。

亚硫酸的化学性质

亚硫酸水溶液中存在以下平衡反应：

SO2+xH2O=SO2 xH2O=H++HSO3- + (x-1) H2O, K1=1.5410-2 (291K);

HSO3-=H++SO32-, K2=1.0210-7 (291K)。

在加入酸并加热时，平衡会向左移动，使SO2气体逸出。

在加入碱时，平衡会向右移动，生成酸盐或正盐。例如：NaOH+SO2=NaHSO3；2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。

亚硫酸和亚硫酸盐中的硫的氧化数为+4。

因此，亚硫酸和亚硫酸盐具有氧化性和还原性，但它们的还原性更为突出。亚硫酸盐比硫酸更具还原性。碱金属亚硫酸盐易溶于水，其溶液呈碱性。其他金属的正盐微溶于水。所有酸性亚硫酸盐都易溶于水。亚硫酸盐在受热时容易分解。例如：4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S。亚硫酸盐或酸性亚硫酸盐在遇到强酸时会分解产生SO2，这也是实验室制备少量SO2的一种方法。

亚硫酸盐具有许多实际应用。例如，亚硫酸氢钙广泛用于造纸工业，用于溶解木材制成纸浆；亚硫酸钠和亚硫酸氢钠广泛用于染料工业；它们还用作漂白织物时的脱氯剂。反应如下：2H2O+SO2+Cl2=SO42-+2Cl-+4H+。此外，亚硫酸氢钠在农业上用作抑制剂，可提高水稻、小麦、油菜、棉花等作物的产量。这是因为NaHSO3可以抑制植物的光呼吸作用，从而增加净光合作用。

亚硫酸具有一般酸性和某些硫酸的特性。与碳酸类似，亚硫酸的酸度比碳酸强。

亚硫酸可以通过加入氧化剂转化为硫酸。最常见的氧化剂是O2：2H2SO3+O2=2H2SO4。其他氧化剂如H2O2、HNO3和Cl2也可以起到氧化亚硫酸的作用。例如，H2SO4+H2O2=H2SO4+H2O。

亚硫酸的危害

亚硫酸属于第8类危险品，是一种酸性腐蚀品。

它对眼睛、皮肤、粘膜和呼吸道有强烈的刺激作用。吸入后可能导致痉挛、水肿、喉部和支气管炎症、化学性肺炎和肺水肿，甚至可能致死。中毒症状包括烧灼感、咳嗽、气喘、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。

亚硫酸对环境也具有危害，可能对水体造成污染。

虽然亚硫酸本身不具有燃爆危险，但它具有强腐蚀性和刺激性，可能引起人体灼伤。

亚硫酸是化学式为H2SO3的无机化合物，实际上是二氧化硫的水溶液。真正的亚硫酸分子只在气态有发现，液态的尚未观测到。其对应的正盐为亚硫酸盐，酸式盐为亚硫酸氢盐。

亚硫酸的化学性质

根据拉曼光谱的数据，二氧化硫的水溶液中存在的全部是二氧化硫分子及亚硫酸氢根离子，与下列平衡有关：

SO2+H2O?HSO3^?+H⁺（Ka = 1.54 × 10^?2dm³mol?1，pKa = 1.81）

在亚硫酸和亚硫酸盐中，硫的氧化数为+4。所以亚硫酸和亚硫酸盐既有氧化性，又有还原性，但它们的还原性是主要的。亚硫酸盐比亚硫酸具有更强的还原性。碱金属的亚硫酸盐易溶于水，由于水解，溶液显碱性。其他金属的正盐均微溶于水。而所有的酸式亚硫酸盐都易溶于水。亚硫酸盐受热容易分解。

亚硫酸的用途

亚硫酸可用作分析试剂、防腐剂、漂白剂及还原剂。亚硫酸基与氢相连形成的H-SO2-OH很不稳定，很快经互变异构转变为亚硫酸HO-S(=O)-OH。清洁剂、抗细菌药物（磺胺）、阴离子交换树脂和染料大多含有亚硫酸或亚硫酸盐结构。

亚硫酸氢钠（NaHSO3）是一种无机化合物，只能在溶液中存在，固体在室温下不稳定。亚硫酸氢盐中只有亚硫酸氢铷、亚硫酸氢铯和季铵盐在室温下稳定。其在空气中易被氧化为硫酸盐。

市售的亚硫酸氢钠主要成分是焦亚硫酸钠（Na2S2O5）。

如何制备亚硫酸氢钠？

亚硫酸氢钠可以通过焦亚硫酸钠加水制备，化学式为：

Na2S2O5(s) + H2O(l) → 2NaHSO3(aq)

亚硫酸氢钠也可以由氢氧化钠或碳酸氢钠和二氧化硫反应而成：

SO2 + NaOH → NaHSO3

SO2 + NaHCO3 → NaHSO3 + CO2

不过尝试结晶此化合物都只能得到焦亚硫酸钠（Na2S2O5）。

亚硫酸氢钠的反应特性

亚硫酸氢钠与活泼醛、酮发生加成反应，生成亚硫酸氢钠加合物。该反应可用来避免羰基和HCN加成时剧毒HCN的使用，方法为：先使羰基化合物与亚硫酸氢钠加成，再加入等物质的量的NaCN。

亚硫酸氢钠的危害

人们被劝告不应摄入超过0.7毫克/公斤的亚硫酸氢钠。对亚硫酸盐过敏的人不应食用含有E220-229（全都是亚硫酸盐，包括E222，亚硫酸氢钠）的食物。亚硫酸氢钠与酸接触会产生有毒气体。

亚硫酸亚乙酯，又称Glycol sulfite，是一种常用的有机溶剂，尤其适用于锂离子电池电解质。本文介绍了一种制备亚硫酸亚乙酯的方法。

背景技术

目前，制备亚硫酸亚乙酯的方法有几种：

1. 环氧乙烷与二氧化硫反应的方法，但该方法安全性较差，对设备和操作要求高。

2. 乙二醇与氯化亚砜反应的方法，虽然成本低，但氯化亚砜毒性大，后处理提纯困难。

3. 聚乙二醇亚硫酸酯解聚的方法，但该方法不太实用。

4. 乙二醇与亚硫酸二甲酯反应的方法，如果没有催化剂存在，反应时间长且不彻底。

然而，以上方法制备的亚硫酸亚乙酯含有大量杂质，不适合用作锂二次电池电解质的溶剂或添加剂，因为这些杂质会影响电解质的储存稳定性。

合成方法

在装有搅拌器、分馏柱和温度计的三口瓶中，加入亚硫酸二甲酯、乙二醇和对甲苯磺酸，加热反应并通过分馏去除甲醇。逐步提高反应温度，当温度达到170℃以上且不再有甲醇蒸出时，反应完成。最后通过分馏提纯得到亚硫酸亚乙酯。

参考文献

[1] 中国科学院福建物质结构研究所. 一种制备亚硫酸亚乙酯的方法:CN200510006908.4[P]. 2006-07-19.