تفاعلات ثيوسلفات الصوديوم وطريقة تحضيره

في الكيمياء إن مركب ثيوسلفات الصوديوم ويعرف أيضا بثيوكبريتات الصوديوم عبارة عن مركب غير عضوي يمتلك عدة من التفاعلات الكيميائية المختلفة، إذ أنه عبارة عن عامل اختزال متوسط ​​القوة، ويمكن تحضيره عن طريق تفاعل كبريتات الصوديوم وثنائي كبريتيت مع (H2S).

تفاعلات ثيوسلفات الصوديوم

• مع الاختزال إن مركب ثيوسلفات الصوديوم هو عبارة عن عامل اختزال متوسط ​​القوة، وعلى سبيل المثال لا الحصر فإن هذا المركب من الممكن أن يتأكسد بالكلور كما في التفاعل الكيميائي التالي:

Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → Na2SO4 + H2SO4 + 8HCl

• يستخدم هذا التفاعل في صناعات النسيج والورق، ويستخدم مركب ثيوسلفات الصوديوم أيضا كعامل إزالة الكلور، ومرة أخرى فإنه يمكن أن يتأكسد إلى رباعي راثيونات الصوديوم بواسطة اليود كما في التفاعل الكيميائي التالي:

Na2S2O3 + I2 → Na2S4O6 + 2Nal

• يستخدم هذا التفاعل في الكيمياء التحليلية من أجل عملية تحديد كمية اليود، كما أنه يستخدم في الدباغة وفي استخراج الفضة من الركاز وما إلى ذلك، ونظرًا لوجود حالات أكسدة مختلفة للكبريت في جزيء ثيوسلفات الصوديوم، فهو مستقر في وسط قلوي وغير مستقر في وسط حمضي ويحدث تفاعل الأكسدة والاختزال عند التحميض ويفصل الكبريت تبعا للخطوات التالية:

Na2S2O3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2S2O3

H2S2O3 → H2SO3 + S

H2SO3 → H2O + S02

• بالتنسيق فإنه من الممكن لأيونات الثيوكبريتات أن تشكل معقدات مستقرة مع أيونات معدنية معينة، وعلى سبيل المثال فإنه يمكن إذابة مركب بروميد الفضة في محلول مائي من (hypo) من أجل إنتاج أيونات مستقرة من مركب  3- [Ag(S2O3)2] معقدة كما في التفاعل الكيميائي التالي:

AgBr + 2Na2S2O3 → Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr

• لذلك فإنه يستخدم عادة كحمام تثبيت فوتوغرافي، إذ يتم غلي مادة كبريتات الصوديوم والكبريت، ثم بعد ذلك تتم عمليات الترشيح والتبخير والتبلور من أجل تحضير ثيوسلفات الصوديوم.

• يتفاعل مركب ثيوسلفات الصوديوم مع الكلور من أجل تكوين ثنائي كبريتات الصوديوم وحمض الهيدروكلوريك، حيث أنه يزيل هذا التفاعل الكلور من المحاليل المائية تبعا للمعادلة التالية:

Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → 2NaHSO4 + 8HCl

• كما ويتفاعل مركب ثيوسلفات الصوديوم مع حمض الهيدروكلوريك ويتحلل إلى ثاني أكسيد الكبريت والكبريت، كما في المعادلة الكيميائية التالية:

Na2S2O3 + 2HCl → 2NaCl + S + SO2 + H2O

تحضير ثيوسلفات الصوديوم

• إن مركب ثيوكبريتات الصوديوم وهو ذاته ثيوسلفات الصوديوم عبارة عن سلعة كيميائية مهمة معروفة للمصورين باسم “hypo”، ويمكن تحضيره من خلال حدوث تفاعل كيميائي بين مادة كبريتات الصوديوم ومركب ثنائي كبريتيت مع (H2S) كما في التفاعل التالي:

2Na2S03 + 2NaHS03 + 2H2S → 3Na2S203 + 3H20

• ومن الممكن أيضًا تحضيره من خلال تفاعل الكبريت مع كبريتات الصوديوم فوق 60 درجة مئوية كما في التفاعل الكيميائي التالي:

Na2SO3 + S → Na2S2O3

• وبتفاعل (H2S) والبرمنجنات، يتحلل مركب ثيوكبريتات الصوديوم عند 310 درجة مئوية لتشكيل الكبريت ومركب (Na2S03)، وعند 400 درجة مئوية من أجل تكوين مركب (Na2S4) ومركب (Na2S)، يمتص مركب (S02) لتكوين الكبريت الحر ومركب (Na2S04)، علما أنه يشكل ثيوكبريتات الصوديوم العديد من الهيدرات وعلاقات قابليتها للذوبان معقدة للغاية.

• إن مركب ثيوسلفات الصوديوم هو عبارة عن عامل اختزال شائع، إذ أنه يختزل اليود إلى أنيون يوديد مكونًا رباعي تراثيونات الصوديوم، ويتم استخدام هذا التفاعل فيما يسمى بالمعايرة اليودومترية، حيث يكون التفاعل الكيميائي على الصورة التالية:

ˉ2S2O32ˉ + I2 → S4O62ˉ + 2I

أسلوب الإنتاج لثيوسلفات الصوديوم

• يتولد ثيوسلفات الصوديوم عن طريق حرارة محلول كبريتيت الصوديوم ومسحوق الكبريت، وهناك المزيد من طرق تصنيع ثيوسلفات الصوديوم مثل طريقة كبريتيت الصوديوم وطريقة كبريتيد الصوديوم وغيرها:

طريقة كبريتيت الصوديوم

• حيث يتفاعل محلول الصودا مع غاز ثاني أكسيد الكبريت ويضاف الصودا الكاوية ويضاف كبريتيد الصوديوم لإزالة الشوائب عن طريق الترشيح، ثم يذاب مسحوق الكبريت في محلول ساخن من كبريتات الصوديوم للتفاعل، والترشيح وإزالة الشوائب ثم الترشيح بشكل متكرر ثم إضافة القلويات الكاوية للمعالجة من خلال التركيز والترشيح، والتبلور ونزع الماء بالطرد المركزي والغربلة، من أجل الحصول على المنتج النهائي من ثيوسلفات الصوديوم، علما أن معادلة التفاعل هي كالتالي:

↑Na2CO3 + SO2 → Na2SO3 + CO2 

Na2SO3 + S + 5H2O → Na2S2O3 · 5H20

طريقة كبريتيد الصوديوم

• سائل مادة خام يتكون من بقايا تبخير كبريتيد الصوديوم ومياه صرف كبريتيد الباريوم (تحتوي على كربونات الصوديوم وكبريتيد الصوديوم) يتفاعل مع ثاني أكسيد الكبريت ويضاف مسحوق الكبريت بعد التوضيح ويسخن للتفاعل، وبعد ذلك عملية التبخر وتبلور التبريد والغسيل والفصل والغربلة للحصول على منتجات ثيوسلفات الكبريت، ومعادلة التفاعل هي كالتالي:

↑2Na2S + Na2CO3 + 4SO2 → 3Na2S2O3 + CO2 

↑2Na2S + 3Na2CO3 + 6SO2 + 2S → 5Na2S2O3 + 3CO2

طريقة التجفيف

• إن ثيوسلفات الصوديوم (pentahydrate) بلورية غير مباشرة مع البخار يذوب في الماء البلوري نفسه مع التركيز ونزع الماء بالطرد المركزي ثم التجفيف والغربلة للحصول على المنتج النهائي من ثيوسلفات الصوديوم اللامائية.

Na2S2O3 · 5H20 → Na2S2O3 + 5H2O