Тіосульфат натрію. Властивості та способи застосування.

Тіосульфат натрію — це сіль натрію та тіосірчаної кислоти, яка утворює п'ятиводний кристалогідрат. Речовина виявляє сильні відновні властивості, добре розчиняється у воді, повільно окислюється на повітрі. При нагріванні пентагідрату до 48°C речовина утворює перенасичений розчин, розчиняючись в кристалізаційній воді. При 100°C зневоднюється.

СФЕРИ ЗАСТОСУВАННЯ

Тіосульфат Натрію ТМ "Клебріг" застосовують у багатьох сферах. Про найбільш поширених ми розповімо далі.

Натрій сіркуватистокислий використовують для:

-видалення слідів хлору після відбілювання тканин;

-для вилучення срібла з руд;

-фіксажу у фотографії;

-реактив в іодометрії;

-як середовище для визначення молекулярних ваг з пониження точки замерзання (кріоскопічна константа 4,26°);

-добавки для бетону;

-для очищення тканин від йоду;

Фіксаж фотографії

Для приготування фіксажу зазвичай використовують неорганічні тіосульфати, найбільш доступним з яких є тіосульфат натрію. Придатність тіосульфату в якості фіксуючого речовини була виявлена Джоном Гершелем в 1819 році. Однак, практичне застосування його властивостей почалося лише двадцять років потому, після винаходу перших технологій фотографії —дагеротипії та калотипії. Фіксаж застосовується зазвичай у вигляді водного розчину, в спеціальних цілях — у вигляді пасти або гелю.

При прояві відбувається відновлення срібла з експонованих кристалів галогенідів срібла, що входятьу фотоемульсійний шар. Тим самим приховане зображення перетвориться у видиме.

Однак отримане видиме зображення ще не готове до перегляду:

• у решти непроекспонованими галогенідах срібла під дією видимого світла відбудеться відновлення срібла, і через деякий час зображення стане абсолютно чорним.
• проявлений негатив непрозорий і непридатний для фотодруку.

Фіксування полягає у видаленні неекспонованих галогенідів срібла з фотоемульсії, що збереглися після прояву. Процес складається з двох стадій: перетворення галогенідів в розчинні сполуки, зазвичай комплексні солі срібла, і остаточна промивка, під час якої вони видаляються з емульсії. Якщо планується тривале зберігання оброблених фотоматеріалів — рекомендується користуватися стоп-ванною (розчином гідрокарбонату або карбонату натрію) або застосовувати розчини речовин, що руйнують тіосульфат (пероксид водню з аміаком).

При хімічному фіксуванні застосовуються іони тіосульфату, які можна отримати при розчиненні, наприклад, тіосульфату амонію. Найчастіше використовується тіосульфат натрію.

Так як процес фіксування прискорюється у кислому середовищі, то у фіксаж додають метабісульфіт калію (метабісульфіт натрію) або невелику кількість кислоти, зазвичай оцтову кислоту з сульфитом натрію (для стабілізації розчину і підвищення його буферної ємності).

Процес фіксування часто поєднують з дубленням фотоемульсійного шару, що покращує його збереження і знижує ризик появи подряпин при зберіганні і друку негативу. Для цього застосовують дублячий фіксаж, що містить зазвичай алюмокалієві галуни.

Відомі рецептури фіксуючих проявників, до складу яких входить тіосульфат натрію. При цьому поєднуються два процесу — виявлення і фіксування.

Найбільш поширені рецептури

Нейтральний фіксаж

Фіксування фотоматеріалів може проводитися у розчині однієї речовини (тіосульфату натрію), але такі фиксажи мають ряд недоліків. До недоліків нейтральних фіксажів відносять досить високий рівень pH, низьку кислотно-основну буферну ємність. У випадку занесення в розчин фіксажу виявляють речовин не виключена ймовірність відновлення срібла з срібно-тіосульфітних комплексів у розчині. У фотографічному шарі це може призвести до утворення дихроїчної вуалі. При використанні нейтральних фиксажей необхідно проводити ретельне промивання фотоматеріалу після прояву (перед фіксуванням) або застосовувати стоп-ванну (короткочасна обробка проявленого фотоматеріалу в слабкому розчині оцтової кислоти або в розчині метабісульфіту чи бісульфіту калію або натрію).

Нейтральний фіксаж

Тіосульфат натрію — 250г

Вода — до 1л

Час обробки фотоплівки 10 хвилин при температурі + 20 °С

Швидкий фіксаж

Швидкі фіксажі діють приблизно в два рази швидше за рахунок використання тіосульфату натрію, або введення катіонів амонію розчин з допомогою добавки амонійних солей. На практиці найбільше поширення отримала суміш тіосульфату натрію і хлориду амонію.

Швидкий фіксаж

Тіосульфат натрію — 250г

Хлорид амонію — 50г

Метабісульфіт калію — 20г

Вода — до 1л

Час обробки фотоплівки 3 хвилини при температурі + 20 °С

Кислий фіксаж

Містить метабісульфіт або бісульфіт калію або натрію. В такому фіксажі дію виявляють речовин, занесених з фотошаром, швидко припиняється, так як в кислому середовищі нейтралізуються лужні компоненти проявляючого розчину.

Інші рецептури кислих фиксажей засновані на додаванні в розчин тіосульфату натрію оцтової або соляної кислоти. Так як безпосереднє введення кислоти призводить до розкладу тіосульфату (виділяється дрібнодисперсна вільна сірка), попередньо розчиняють сульфіт натрію (Na2SO3). При цьому також підвищується буферна ємність розчину фіксажу.

Кислий фіксаж

Тіосульфат натрію — 200г

Метабісульфіт калію — 20г

Вода — до 1л

Час обробки фотоплівки 10 хвилин при температурі + 20 °С

Кислий фіксаж

Тіосульфат натрію — 200г

Сульфіт натрію безводний — 20г

Оцтова кислота 98 % — 10мл

Вода — до 1 л

Час обробки фотоплівки 10 хвилин при температурі + 20 °С

Дублячий фіксаж

Дубильні фіксажи поряд з розчиненням галогеніду срібла підвищують міцність желатинових фотографічних шарів, зменшують набухання желатину і покращують сушку. В основному в ролі дублячої речовини в розчинах виступають алюмінієкалієві або хромокалієві галуни, рідше — розчини формальдегіду. Дубильні фіксажі знайшли застосування при підвищеній температурі навколишнього середовища, коли не було можливості контролювати температуру розчинів (так звані «тропічні фиксажи»).

Дублячий фіксаж

Тіосульфат натрію — 200г

Сульфіт натрію безводний — 12г

Алюмокалієві галуни — 12г

Вода — до 1л

Час обробки фотоплівки 2 хвилини при температурі + 30 °С

Фіксуючі проявники

Відомі рецептури проявителей, до складу яких входить тіосульфат натрію.

Фіксуючі проявники застосовувалися з метою скорочення загального часу обробки фотоплівки, а також у вигляді гелю в комплектах одноступеневого процесу (фотоапарати фірми Polaroid, «Момент», «Фотон»).

Фіксуючий проявник для фотоплівок «Фото-32», «Фото-65»

Метол — 5г

Сульфіт натрію безводний — 40г

Гідрохінон — 6г

Карбонат калію — 40г

Бромід калію — 3г

Тіосульфат натрію — 50г

Вода — до 1л

Час прояву на дві хвилини більше, ніж зазначено на упаковці фотоплівки при температурі + 20 °С

Промивання після фіксування

Після фіксування фотоплівка і фотопапір потребують ретельної промивки, оскільки залишки тіосульфату натрію при зберіганні розкладаються з виділенням сірки та з часом здатні зіпсувати зображення. Якщо планується тривале зберігання оброблених фотоматеріалів, то рекомендується користуватися стоп-ванною (розчином гідрокарбонату або карбонату натрію) або застосовувати розчини речовин, що руйнують тіосульфат (пероксид водню з аміаком).

Нейтралізація хлорованої води

Тіосульфат натрію використовується для дехлорування водопровідної води, включаючи зниження рівня хлору для використання в акваріумах, плавальних басейнах спа (наприклад, після суперхлорування), а також на водоочисних спорудах для обробки відстояної промивної води перед скидом в річки. Реакція відновлення аналогічна реакції відновлення йоду.

При тестуванні pH відбілюючих речовин тіосульфат натрію нейтралізує ефект відбілювання, усуває колір, і дозволяє перевіряти pH відбілюючих розчинів з допомогою рідких індикаторів. Розчини тіосульфату натрію зазвичай використовуються в хімічних лабораторіях як запобіжні заходи при роботі з бромом і для безпечної утилізації брому, йоду або інших сильних окислювачів.

Усунення йоду з тканин

З плямами від йоду успішно бореться тіосульфат натрію, він же натрій сіркуватистокислий, він же гіпосульфіт натрію.

Для отримання результату потрібно досить 30% розчину тіосульфату натрію. При контакті з йодом відбувається наступна реакція:

• 2Na2S2O3 + I2 – Na2S4O6 + 2NaI
• Утворюються тетратіонат натрію і йодид натрію – безбарвні речовини, які легко видаляються водою з будь-якої поверхні.

Вилучення срібла і золота з руд

Одним з перспективних розчинників благородних металів є малотоксичний розчин тіосульфату натрію. Тіосульфати – це сполуки, що містять групи (S2O3)2-,які є структурним аналогом сульфату, де один атом кисню заміщений атомом сірки. Унікальна хімія іона тіосульфату, який має структуру [S–SO3)2-], визначається сульфідоподібним атомом сірки, надає йому відновні властивості, сильну здатність до комплексоутворення, а також здатність утворювати сульфіди.

Золото з тіосульфат-іоном утворює досить міцний комплекс складу [Au(S2O3)2]-3, енергія Гіббса утворення якого становить -1024.9 кДж/моль і не розкладається з виділенням сірки навіть при підкисленні. Константа нестійкості цього комплексу становить 4·10-30, тому стандартний потенціал окиснення золота в присутності іонів SO3S2-знижується до +0.15, та окислення золота киснем з переходом у розчин стає термодинамічно можливим.

В аналітичній хімії найбільш поширене застосування відбувається тому, що тіосульфат-аніон стехіометрично реагує з йодом у водному розчині, відновлюючи його до йодиду, коли тіосульфат окислюється до тетратіонату.

Це конкретне використання може бути налаштоване для вимірювання вмісту кисню у воді за допомогою довгої серії реакцій у тесті Вінклера для розчиненого кисню. Він також використовується для оцінки об'ємної концентрації певних сполук у розчині (наприклад, перекису водню).

Приготування титрованого розчину натрій тіосульфату

Приготування розчину

Натрій тіосульфат Na2S2O3·5H2O не є вихідною речовиною. Суха сіль при зберіганні втрачає частку кристалізаційної води, у розчині натрію тіосульфат реагує з діоксидом вуглецю:
S2O3 2-+ CO2 + H2OHCO3- + HSO3- + S.
При довгому зберіганні розчину натрій тіосульфат окиснюється киснем повітря:
2Na2S2O3+O2 2Na2SO4+2S.
Робочий розчин Na2S2O3 зберігають у темній скляній посудині для захисту від світла і прямих променів сонця.

Для визначення точної концентрації розчину Na2S2O3 використовують K2Cr2O7, KIO3, KBrO3, K4[Fe(CN)6], як вихідні речовини.
Визначення концентрації розчину натрій тіосульфату за калій біхроматом.
Пряме титрування розчину Na2S2O3 розчином K2Cr2O7 неможливе, так як біхромат окиснює тіосульфат натрію до політіонових кислот. Користуються методом заміщення: до розчину калій біхромату додають КІ у надлишку, при цьому утворюється еквівалентна кількість I2.
K2Cr2O7 + 6KI + 7H2SO4 = 4K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 3I2 + 7H2O.
Йод, що утворився за реакцією, титрують робочим розчином натрій тіосульфату:
I2 + 2Na2S2O3 = 2NaI + Na2S4O6.
Розчин крохмалю використовують як індикатор для визначення точки еквівалентності.

Хід аналізу

Точну наважку калій біхромату (близько 0,6 г) зважують на аналітичних терезах, переносять у мірну колбу на 250,0 мл, розчиняють у воді, доводять розчин водою до риски, ретельно перемішують. Відбирають піпеткою 15,0 мл розчину K2Cr2O7, переносять його в колбу для титрування, добавляють 5 мл розчину H2SO4 (1:4) і приблизно 1 г сухого КІ. Обережно ополіскують горло колби, додають близько 50 мл води, колбу закривають і залишають на 2-3 хвилини. Потім титрують розчином Na2S2O3, концентрацію якого визначають. Титрують до жовтого забарвлення розчину, потім додають близько 1 мл розчину крохмалю і продовжують титрування до зникнення синього забарвлення. Розчин матиме зеленувате забарвлення солі хрому (III).

Обчислюють концентрацію розчину Na2S2O3 за формулою:

,
де Vп - обʼєм піпетки; Vк - обʼєм мірної колби.

Визначення концентрації тіосульфату кінетичним методом

Принцип методу

Визначення ґрунтується на індикаторній реакції: Fe³⁺ + 2S₂O₃^2- = 2Fe²⁺ + S₄O₆^2-, швидкість якої пропорційна концентрації тіосульфат-іонів у розчині. Швидкість реакції визначають фотометричним методом, слідкуючи за зміною концентрації Fe3+, як індикатор використовують тіаціанат. Концентрацію тіосульфату в розчині знаходять за градуювальним графіком у координатах "швидкість реакції - концентрація S2O32-".

Для побудови градуювального графіка використовують метод тангенсів. Для цього вивчають залежність оптичної густини розчинів заліза (ІІІ) при різній концентрації тіосульфату в присутності 1,10-фенантроліну від часу і за одержаними результатами для кожного випадку будують залежність A = f(t). Знаходять tgα, де α - кут нахилу лінійного відрізку прямих до осі абсцис. Градуювальний графік будують у координатах "tgα - V(мл)".

Прилади та реактиви
• Спектрофотометр СФ-46
• Секундомір
• Колби мірні ємністю 25 мл
• Піпетки ємністю 1, 5, 10 мл
• Дозатори автоматичні ємністю 0,2 мл
• Бідистильована вода
• Fe2(SO4)3, 1·10-2 моль/л
• Na2S2O3, 1·10-2 моль/л
• Натрію тіоціанат, 2·10-3 моль/л
• Н2SO4, 0,1 моль/л

Хід роботи

Побудова градуювального графіка

У 5 мірних колб ємністю 25 мл вводять піпеткою по 0,8 мл Н2SO4 та 2,5 мл розчину тіоціанату. В кожну колбу безпосередньо перед вимірюванням доливають аліквотну частину розчину тіосульфату натрію (1, 2, 3, 4, 6 мл) і доводять бідистилятом до риски. За допомогою дозатора швидко вводять 0,25 мл розчину феруму (ІІІ), одночасно увімкнувши секундомір, добре перемішують вміст колби і вимірюють оптичну густину розчину порівняння при λ = 490 нм в кюветі з l = 1 см через 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 хв відносно досліджуваного розчину.

Для приготування розчину порівняння в колбу ємністю 25 мл вносять 0,8 мл сірчаної кислоти, 2,5 мл розчину тіоціанату, 0,25 мл розчину феруму (ІІІ) та доводять об’єм бідистилятом до риски. За одержаними даними будують графік залежності А – t (хв). Розраховують тангенси кутів нахилу лінійних відрізків до осі абсцис і будують градуювальний графік у координатах “tgα – концентрація Na2S2O3 (мг/25 мл)”.

Визначення концентрації тіосульфату в досліджуваному розчині

Аналіт вміщують у мірну колбу ємністю 25 мл, безпосередньо перед вимірюванням додають всі реактиви, як вказано вище, крім розчину тіосульфату, вимірюють оптичну густину та розраховують тангенс кута нахилу за одержаними даними. Концентрацію тіосульфату (мг) знаходять за градуювальним графіком.

Питання-відповідь

Питання: Чи застосовують тіосульфат натрію у медичних цілях для очищення організму?

Відповідь: Для очищення організму роблять 10%-ний розчин або 100 г Тіосульфату натрію на 1л води. Після цього приймаю по 20-30 мл за один раз.

Ми не даємо прямих рекомендацій по застосуванню та вживанню данного продукта в лікувальних цілях, але наші клієнти купували його для очищення організму.

Наполегливо рекомендуємо перед придбанням проконсультуватись з лікарем та показати йому сертифікат якості.