连二亚硫酸钠

无机化合物
连二亚硫酸钠(英语Sodium Dithionite)是一种无机化合物,俗称保险粉或低亚硫酸钠,化学式为Na₂S₂O₄,外观为白色细粒结晶,常温干燥条件下稳定存在,密度为2.38 g/cm³(20 ℃),摩尔质量为174.11 g/mol[1]固体状态存在形式还有二水结晶形式(Na₂S₂O₄·2H₂O),为淡黄色粉末,性质不稳定,可通过在碱性条件下,加热脱水转变成无水结晶体。连二亚硫酸钠具有二氧化硫气味,微溶于乙醇,极易溶于水,20 ℃下溶解度可达250 g/L。吸潮或加热至75 ℃以上时连二亚硫酸钠会分解放热,并放出二氧化硫;连二亚硫酸钠作为可燃固体,与水接触时易发生水解反应和歧化反应[1][2]连二亚硫酸钠具有一定的毒性,对呼吸道、皮肤和眼睛易造成严重伤害,短期吸入高浓度可引起急性肺炎,摄入过量可能导致死亡。[4][5]连二亚硫酸钠广泛应用于脱色剂还原剂脱氧剂和食品保鲜防腐剂等方面。[2]

研究历史

1870年,首次合成连二亚硫酸钠,后来证实其具有强还原性。[6]尽管如此,学术界对连二亚硫酸钠的命名仍然很模糊。硫酸氢钠Sodium Hydrogen Sulfite)和连二亚硫酸钠(Sodium Dithionite)从名称和结构上来说都是两种化合物,然而,都曾被叫作Sodium Hydrosulfite。直到20世纪初,人们对连二亚硫酸钠的化学命名表述仍然比较模糊。后来,规定Sodium Hydrosulfite、Sodium Dithionite等统一称作连二亚硫酸钠。[1]

物质结构

连二亚硫酸钠的分子式为Na₂S₂O₄,通过拉曼光谱和单晶X射线衍射实验,证实连二亚硫酸根离子有C2对称群,有16°的O-S-S-O扭转角。弱S-S键的S-S距离239pm,相对于典型的S-S键延长了30pm。由于这种键很脆弱,连二亚硫酸盐阴离子在溶液中易解离成[SO₂]⁻自由基。并且,连二亚硫酸钠结构中的阴离子通过2个亚硫酸根形成弱连硫键结构,硫极易失去电子而被氧化,因而其具有强还原性。[1][7]