连二亚硫酸钠(Na2S2O4)是一种工业上常用的白色固体粉末,也被称为保险粉。根据X光衍射分析结果,Na2S2O4中的S2O42-离子由两个SO2-原子团通过S-S键(键长为239pm)结合而成。此外,S的氧化数为+3。
连二亚硫酸钠在碱性介质中表现出强烈的还原性:
其水溶液在空气中暴露会被氧气氧化,生成亚硫酸盐或硫酸盐。
2Na2S2O4+O2+2H2O=4NaHSO3
Na2S2O4+O2+H2O=NaHSO3+NaHSO4
因此,连二亚硫酸钠常用于气体分析中吸收氧气,同时也是印染工业中重要的还原剂,可用于许多有机染料的还原。此外,它在染料合成、造纸、食品保存和医学等领域也有广泛应用。
连二亚硫酸钠在402K加热时会分解:
2Na2S2O4=Na2S2O3+Na2SO3+SO2↑
在水溶液中,连二亚硫酸钠非常不稳定,容易发生歧化分解:
根据硫的不同氧化态的吉布斯自由能图,连二亚硫酸钠位于亚硫酸和硫代硫酸连线的上方,因此在溶液中不稳定且容易歧化。
可以通过在无氧条件下,使用锌粉还原NaHSO3,或者使用钠汞齐与干燥的SO2反应来制备连二亚硫酸钠:
2NaHSO3+Zn=Na2S2O4+Zn(OH)2
2Na[Hg]+2SO2=Na2S2O4+2Hg
保险粉(连二亚硫酸钠)是一种常用的还原性纸浆漂白剂,广泛应用于纺织、印染、造纸、生物、医药、食品、试剂合成等领域。它具有强还原性和易燃性的特点,能够提高纸浆的白度。
保险粉为白色或灰白色粉末,遇湿易燃。温度超过75℃时会分解,产生毒性气体二氧化硫。它还具有自燃性和氧化性,遇到酸类、有机物、水、氧化剂等物质会引发剧烈燃烧。处理保险粉事故时需要采取慎重的措施。
保险粉的化学性质活泼,具有强烈的还原性。在空气中会氧化,产生有毒气体二氧化硫和硫磺蒸汽。释放的气体对人体有害,可能导致窒息、中毒甚至死亡。
制备保险粉的方法主要有锌粉法和甲酸钠法。甲酸钠法是目前主要的制备方法,它可以生产连二亚硫酸钠、焦亚硫酸钠、二氧化硫、甲醇、环氧乙烷等产品。
然而,保险粉的生产过程会产生大量废液和废水,其中含有高浓度的盐分和化学需氧量。这些废水是典型的高污染、难治理工业废水,对环境造成严重影响。
保险粉作为还原性漂白剂和脱氧剂,在纺织、印染、造纸等行业有广泛的应用。它可以提高纸浆的白度,去除有色成分。此外,保险粉还可以用作食品保鲜剂和抗氧化剂。
保险粉可以减少纸浆中的饱和羰基和醌结构,使其变为无色的酚衍生物。它还可以还原纸浆中的松柏醛和黄酮型有色成分,提高纸浆的漂白效果。
保险粉可以用作荔枝保鲜剂,通过释放二氧化硫抑制霉菌的繁殖,延长荔枝的保鲜期。它已被多个国家的法律允许用作食品漂白剂、保鲜剂和抗氧化剂。