Na2S2O3 - Sodium Thiosulphate, Trung Quốc, 25 kg/bao

Na₂S₂O₃ là hợp chất muối có tên gọi là Sodium Thiosulfate, ngoài ra còn có các tên gọi khác như natri thiosunfat, sodium hyposulfite, sodium thiosulphate pentahydrate. Hợp chất này có thể tồn tại ở trạng thái rắn đơn, ngoài ra khi ở dạng ngậm 5 nước công thức sẽ là Na₂S₂O₃.5H₂O.

Na₂S₂O₃ là hóa chất phổ biến thuộc nhóm hóa chất ngành dệt nhuộm, thường được ứng dụng vào các ngành công nghệ xử lý nước thải, ngành dược phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác.

Sodium Thiosulfate có thể được điều chế bằng cách nung nóng lưu huỳnh hoặc natri hydroxit ở dạng lỏng:

Lịch sử phát hiện và ứng dụng

Natri thiosulfate được phát hiện từ lâu và nhanh chóng trở thành một hóa chất quan trọng trong nhiều lĩnh vực như y học, nhiếp ảnh, xử lý nước và công nghiệp hóa chất. Đặc biệt, trong thế kỷ 19, nó được sử dụng phổ biến trong ngành ảnh để cố định hình ảnh trên phim.

Tính chất của Sodium Thiosulfate

Tính chất vật lý của Na₂S₂O₃

- Hợp chất Na₂S₂O₃ tồn tại dạng tinh thể màu trắng, không có mùi và có thể tan được trong nước.

- Khối lượng riêng: 1.667 g/cm³.

- Khối lượng mol: 158.11 g/mol.

- Nhiệt độ nóng chảy: 48.3 °C (ngậm 5 nước).

- Nhiệt độ sôi: 100 °C (ngậm 5 nước).

- Độ hòa tan: 76.4 g/100 g H₂O (20 °C).

Tính chất hóa học của Na₂S₂O₃

- Sodium Thiosulfate có khả năng phản ứng với các axit loãng tạo ra lưu huỳnh, lưu huỳnh đioxit và nước .

- Sản xuất trong công nghiệp: Na₂S₂O₃ được sản xuất chủ yếu từ các sản phẩm thải, từ quá trình sản xuất thuốc nhuộm lưu huỳnh hay Na₂S.

- Sodium Thiosulfate phản ứng đặc trưng với các axit loãng tạo ra lưu huỳnh, lưu huỳnh đioxit và nước:

Na₂S₂O₃ + 2 HCl => 2 NaCl + S + SO₂ + H₂O

- Phản ứng trên còn được biết đến là “phản ứng chuẩn độ”. Vì dung dịch sẽ chuyển từ không màu sang vàng nhạt khi lưu huỳnh đạt đến nồng độ nào đó. Lưu huỳnh tồn tại dạng keo đang được ứng dụng và tạo ra bởi phản ứng trên. H₂S₂O₃ (axit thiosunfuric) sẽ được tạo ra khi proton hóa thực hiện ở nhiệt độ thấp. Đây là một axit có độ mạnh tương đối so với pKas khoảng 0.6 và 1.7 cho sự phân ly lần lượt H+.

Phép chuẩn độ iot

- Trong ngành hóa học phân tích, phản ứng định lượng với iot của anion thiosunfat được xem như là ứng dụng quan trọng nhất, khử iot thành ion iodua trong quá trình oxi hóa thành ion tetrathionate:

2 S₂O₃²⁻(AQ) + I₂(AQ) => S₄O₆²⁻(AQ) + 2 I⁻(AQ)

- Do bản chất định lượng của phản ứng, cũng như việc Na₂S₂O₃.5H₂O được dùng làm chất chuẩn độ trong phép chuẩn độ iot do có thời hạn sử dụng lâu dài.

- Việc thực hiện đo lường lượng oxy của nước có thể được sử dụng bằng ứng dụng này. Qua một chuỗi phản ứng dài, nó còn được sử dụng để đánh giá nồng độ về thể tích của một dung dịch nào đó và đánh giá hàm lượng clo trong các loại bột tẩy và nước.

Trong xử lý ảnh

- Nguyên tử lưu huỳnh bậc bốn trong S₂O₃²⁻ kết hợp cùng các kim loại mềm với ái lực cao. Vì thế, các muối bạc halogenua, như AgBr - thành phần tiêu biểu của chất nhũ ảnh sẽ hòa tan khi xử lý với dung dịch thiosunfat:

2 S₂O₃²⁻ + AGBR => [AG(S₂O₃)2]³⁻ + BR−

- Trong ứng dụng này, Sodium Thiosulfate còn được biết đến dưới tên chất xử lý ảnh, và còn được gọi là thuốc hypo (tên ban đầu là natri hyposunfit).

Tinh chế vàng

Sodium Thiosulfate được xem như là một thành phần của chất ngâm chiết thay thế cho xyanua để tách lọc vàng. Nó hình thành một phức chất bền với ion vàng, [Au(S₂O₃)²]³⁻. Vì thiosunfat không có độc nên đây chính là điều thuận lợi của phương pháp này và thiosunfat có thể tách các quặng chịu nhiệt trong quá trình xyanua (như quặng Carlin hay cacbon). Tuy nhiên những vấn đề mà quá trình này đang gặp phải chính là mức tiêu hao cao của thiosunfat và công nghệ tái tạo thiếu hợp lí vì [Au(S₂O₃)²]³⁻ không hấp thụ trong than hoạt tính, công nghệ chuẩn dùng trong quá trình xyanua để tách phức vàng ra khỏi hồ quặng.

Hóa học phân tích

Sodium Thiosulfate còn được dùng trong hóa phân tích. Nó có thể tạo ra kết tủa trắng khi đun nóng cùng một mẫu thử chứa cation nhôm.

2 Al₃⁺ + 3 S₂O₃²⁻ + 3 H₂O => 3 SO₂ + 3 S + 2 Al(OH)₃

Ứng dụng của Na₂S₂O₃

Ứng dụng trong phòng thí nghiệm

• Natri thiosulfate được sử dụng làm dung dịch chuẩn độ trong các phép chuẩn độ iốt, giúp khử iốt thành ion iodua, trong khi chính nó bị oxy hóa thành ion tetrathionate. Phương trình phản ứng:

2S₂O₃²⁻ + I₂ → S₄O₆²⁻ + 2I⁻

• Được sử dụng trong phép đo oxy hòa tan trong nước thông qua một chuỗi phản ứng hóa học phức tạp, giúp xác định nồng độ thể tích của dung dịch, đặc biệt là trong việc đánh giá hàm lượng clo trong nước uống và bột tẩy.
• Ngoài ra, Na₂S₂O₃ còn được dùng để trung hòa và loại bỏ tác động tiêu cực khi làm việc với brom.

Ứng dụng trong công nghệ phim ảnh

• Nhờ tính chất của nguyên tử lưu huỳnh (S) có số oxy hóa +4, natri thiosulfate có thể kết hợp với các kim loại mềm có ái lực cao. Điều này giúp nó phản ứng với muối bạc halogenua (AgBr), thành phần chính trong nhũ ảnh, theo phương trình sau:

2S₂O₃²⁻ + AgBr → [Ag(S₂O₃)2]³⁻ + Br⁻

• Vì lý do này, natri thiosulfate được sử dụng để xử lý phim ảnh và giấy ảnh, còn được gọi là thuốc hypo – một thành phần không thể thiếu trong ngành nhiếp ảnh truyền thống.

Ứng dụng trong xử lý nước

• Natri thiosulfate giúp loại bỏ các hóa chất độc hại trong nước, được dùng để làm sạch nước ao nuôi thủy sản, bể bơi. Một số hóa chất mà Na₂S₂O₃ có thể loại trừ bao gồm: clo, chlorine, thuốc trừ sâu, kháng sinh,...
• Trong xử lý nước sinh hoạt, nó giúp kết tủa, lắng đọng các chất lơ lửng và xác hữu cơ trong nước.
• Đặc biệt, Na₂S₂O₃ có khả năng khử mùi clo và nước javen, giúp cải thiện chất lượng nước.

Ứng dụng trong hóa học phân tích

• Natri thiosulfate được sử dụng để phân tích và xác định ion nhôm (Al³⁺) trong mẫu thử. Khi phản ứng xảy ra, một kết tủa màu trắng sẽ được tạo thành theo phương trình sau:

2Al³⁺ + 3S₂O₃²⁻ + 3H₂O→ 3SO₂+ 3S + 2Al(OH)₃

• Đây là một ứng dụng quan trọng trong nghiên cứu hóa học và phân tích môi trường.

Ứng dụng trong tinh chế vàng

• Natri thiosulfate là một thành phần trong quá trình ngâm chiết vàng, được xem như một giải pháp thay thế an toàn cho xyanua trong tách lọc vàng. Nó tạo phức hợp bền với vàng theo phương trình: [Au(S2O3)2]³⁻
• Khi sử dụng Na₂S₂O₃ thay cho xyanua, quá trình chiết vàng an toàn hơn và ít gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, nó vẫn tồn tại một số nhược điểm như tiêu hao nhiều thiosulfate và khó hấp thụ bằng than hoạt tính.

Ứng dụng trong y tế

• Giải độc xyanua: Natri thiosulfate được sử dụng làm thuốc giải độc xyanua bằng cách chuyển đổi xyanua thành thioxyanat, chất này sau đó được đào thải qua đường tiết niệu nhờ enzyme rhodanase.
• Điều trị suy thận mãn tính: Được sử dụng trong các trường hợp phản vệ do canxi trong quá trình thẩm tách máu ở bệnh nhân suy thận giai đoạn cuối.
• Bảo vệ mô khỏi tổn thương: Natri thiosulfate giúp ngăn ngừa quá trình alkyl hóa và phá hủy mô bằng cách bổ sung chất nền cho các tác nhân alkyl hóa lan tỏa khắp cơ thể.
• Điều trị bệnh nấm da: Được sử dụng để chữa bệnh ecpet mảng tròn, một bệnh da liễu thường gặp khi tắm đứng. Na₂S₂O₃ có tác dụng tiêu diệt vi khuẩn, nấm, đặc biệt là nấm lông gây bệnh ngoài da.
• Ảnh hưởng đến dịch ngoại bào: Na₂S₂O₃ có thể ảnh hưởng đến dịch ngoại bào và tác động đến tỉ lệ lọc cầu thận, một yếu tố quan trọng trong điều trị bệnh thận.

Các ứng dụng khác

• Ứng dụng trong sản phẩm giữ nhiệt: Natri thiosulfate được sử dụng trong các túi sưởi ấm tay và các sản phẩm giữ nhiệt nhờ khả năng chuyển pha từ lỏng sang rắn mà không tỏa nhiệt tức thời.
• Sử dụng trong công nghiệp tẩy rửa: Na₂S₂O₃ được dùng làm thuốc tẩy hoặc để đo độ pH của dung dịch tẩy trắng. Nó cũng giúp khử màu iốt trong các phản ứng hóa học.
• Ứng dụng trong kiểm tra nước và vi sinh học: Được sử dụng trong xét nghiệm vi khuẩn, đánh giá chất lượng nước và ứng dụng trong ngành thuộc da.

Điều chế Natri thiosulfate

• Natri thiosulfate (Na₂S₂O₃) có thể được điều chế bằng cách đun nóng lưu huỳnh với natri hydroxit lỏng theo phản ứng hóa học sau:

6NaOH+4S→Na₂S₂O₃+2Na₂S+3H₂O

• Trong công nghiệp, Na₂S₂O₃ thường được thu từ các sản phẩm phụ của quá trình sản xuất natri sunfua hoặc thuốc nhuộm lưu huỳnh.

• Trong phòng thí nghiệm, Na₂S₂O₃ có thể được tổng hợp bằng cách đun nóng natri sunfit (Na₂SO₃) với lưu huỳnh:

Na₂SO₃+S⟶Na₂S₂O₃

Phản ứng này diễn ra trong môi trường kiềm và thường được thực hiện để thu lượng nhỏ Na₂S₂O₃ dùng cho nghiên cứu hoặc thí nghiệm.

Natri thiosulfate có độc không?

Natri thiosulfate (Na₂S₂O₃) là một hóa chất tương đối ít độc hại. Tuy không gây hậu quả nghiêm trọng, nhưng nếu tiếp xúc trực tiếp với mắt hoặc da có thể gây kích ứng nhẹ, dẫn đến đỏ rát hoặc khó chịu.

Nếu nuốt phải, có thể xuất hiện các triệu chứng như buồn nôn, nôn mửa, tiêu chảy, đau bụng, ảnh hưởng đến hệ tiêu hóa.

Vì vậy, khi sử dụng Sodium Thiosulfate, cần trang bị đầy đủ các thiết bị bảo hộ như kính bảo hộ, găng tay, khẩu trang để đảm bảo an toàn và tránh các tác động không mong muốn.

Bảo quản và lưu ý khi sử dụng Na₂S₂O₃

Bảo quản Na₂S₂O₃

- Nên chứa hóa chất trong bao tải, bao PP có lớp PE bên trong.

- Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ánh sáng trực tiếp và để xa các loại axit, các sản phẩm có chứa Xenlulo.

Lưu ý khi sử dụng Na₂S₂O₃

- Sodium Thiosulfate là chất ít gây độc tuy nhiên khi có tiếp xúc với da và mắt sẽ gây ra những kích ứng nhẹ.

- Khi vô tình nuốt phải, Na₂S₂O₃ sẽ gây ra kích ứng cho hệ tiêu hóa như buồn nôn, tiêu chảy, đau cứng bụng, chuyển hóa hypernatremia hay axit.

- Khi tiếp xúc trực tiếp với hóa chất, nên sử dụng các phương tiện bảo hộ cá nhân (áo bảo hộ, găng tay, ủng cao su, kính,...).