Sodium Thiosulphate – Na2S2O3

1. Sodium Thiosulphate là gì?

Sodium thiosulphate là một hợp chất vô cơ với cấu trúc đặc biệt, bao gồm các ion sodium (Na⁺) và thiosulfate (S2O3²⁻). Có công thức hoá học là Na2S2O3, nó còn được biết đến với một số tên gọi khác như natri thiosulphate, thiosulfuric acid, disodium salt…

Sodium thiosulfate thường tồn tại ở dạng ngậm nước, cụ thể là dạng ngậm 5 phân tử nước (Na2S2O3·5H2O). Trong cấu trúc này, các phân tử nước được sắp xếp xung quanh các ion sodium, tạo thành cấu trúc tinh thể ổn định.

2. Đặc tính của Sodium Thiosulphate

2.1 Tính chất vật lý

Na2S2O3 có những tính chất vật lý đặc trưng như sau:

Trạng thái: Tồn tại dưới dạng tinh thể không màu hoặc bột trắng.

Khối lượng phân tử: 158.11 g/mol (ở dạng khan), 248.18 g/mol (ở dạng ngậm 5 phân tử nước – Na2S2O3·5H2O).

Nhiệt độ nóng chảy: Dạng ngậm nước (Na2S2O3·5H2O): 48°C. Dạng khan có nhiệt độ nóng chảy cao hơn.

Nhiệt độ sôi: Không có nhiệt độ sôi rõ rệt, vì nó sẽ phân hủy trước khi sôi.

Độ tan: Dễ tan trong nước. Không tan trong cồn và các dung môi hữu cơ khác.

Mùi vị: Không mùi.

Khả năng hút ẩm: Na2S2O3 ngậm nước (Na2S2O3·5H2O) có khả năng hút ẩm từ không khí, đặc biệt là ở môi trường ẩm ướt.

Những tính chất này giúp Na2S2O3 trở thành một hợp chất quan trọng trong nhiều lĩnh vực như xử lý nước, y tế và nhiếp ảnh.

2.2 Tính chất hoá học

Thể hiện tính chất của muối trung tính. Trong nước phân ly thành ion Na+ và thiosulfate.

• Phản ứng phân hủy: Na2S2O3 nung nóng để tạo thành  natri sulfat và natri polysulfide:

4Na2S2O3 → 3Na2SO4 + Na2S5

• Khi phản ứng với axit mạnh (như axit hydrochloric – HCl), Na2S2O3 bị phân hủy, giải phóng khí lưu huỳnh và tạo ra lưu huỳnh:

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

• Na2S2O3 có khả năng khử iốt thành ion iodide, và đây là một phản ứng quan trọng trong chuẩn độ iốt. Phản ứng này thường được sử dụng để xác định lượng iốt trong dung dịch:

I2 + 2Na2S2O3 ⟶ 2NaI + Na2S4O6.

2.3 Điều chế Sodium Thiosulphate

• Phản ứng giữa sodium sulfite (Na2SO3) và lưu huỳnh (S): Đây là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất sodium thiosulfate trong công nghiệp. Phản ứng diễn ra khi cho lưu huỳnh phản ứng với sodium sulfite trong dung dịch nước ở nhiệt độ cao:

      Na2SO3+S→Na2S2O3​

Phản ứng này tạo ra sodium thiosulfate một cách đơn giản và hiệu quả, đặc biệt ở nhiệt độ cao.

• Phản ứng giữa sodium hydroxide (NaOH) và lưu huỳnh dioxide (SO2): Một phương pháp khác để điều chế sodium thiosulfate là cho lưu huỳnh dioxide phản ứng với sodium hydroxide và sau đó thêm lưu huỳnh vào hỗn hợp. Quá trình này trải qua hai bước:

Bước 1: Lưu huỳnh dioxide phản ứng với sodium hydroxide tạo ra sodium sulfite:

SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O

Bước 2: Sodium sulfite tiếp tục phản ứng với lưu huỳnh để tạo ra sodium thiosulfate:

Na2SO3+S→Na2S2O3​

• Phản ứng giữa calcium thiosulfate và sodium carbonate: Một phương pháp điều chế khác là dùng calcium thiosulfate (CaS2O3) phản ứng với sodium carbonate (Na2CO3). Phản ứng này tạo ra sodium thiosulfate và calcium carbonate kết tủa:

CaS2O3+Na2CO3→Na2S2O3+CaCO3

• Phụ phẩm từ quá trình sản xuất sodium sulfide (Na2S): Trong một số quy trình sản xuất công nghiệp, sodium thiosulfate có thể là phụ phẩm từ quá trình sản xuất sodium sulfide hoặc từ quá trình xử lý lưu huỳnh trong các nhà máy hóa chất.

Na2S2O3 được điều chế chủ yếu từ sodium sulfite và lưu huỳnh. Phản ứng này rất hiệu quả trong công nghiệp và là phương pháp phổ biến nhất để sản xuất sodium thiosulfate trên quy mô lớn.

3. Ứng dụng quan trọng của Sodium Thiosulphate trong một số ngành nổi bật

Sodium thiosulphate có nhiều ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp khác nhau, nhờ vào các tính chất hóa học và vật lý độc đáo của nó. Dưới đây là một số ứng dụng nổi bật:

Trong y tế:

• Sodium thiosulphate được sử dụng làm thuốc giải độc trong các trường hợp ngộ độc cyanide. Nó hoạt động bằng cách phản ứng với cyanide để tạo thành thiocyanate, một chất ít độc và có thể dễ dàng được đào thải ra ngoài cơ thể.
• Điều trị một số bệnh da liễu, chẳng hạn như viêm da và bệnh nấm da vì sodium thiosulphate có tính kháng nấm

Trong nhiếp ảnh:

• Chất cố định trong quá trình rửa phim ảnh. Trong nhiếp ảnh truyền thống, sodium thiosulphate là thành phần chính của chất cố định (fixer), giúp loại bỏ các muối bạc halide chưa phản ứng, ngăn hình ảnh bị phai mờ. Nó hòa tan các hợp chất bạc không tan, giúp bảo quản hình ảnh lâu dài.

Trong xử lý nước:

• Sodium thiosulphate được sử dụng để khử clo trong các hệ thống xử lý nước và bể cá. Clo dư trong nước có thể gây hại cho cá và các sinh vật sống dưới nước, nên sodium thiosulphate được sử dụng để loại bỏ clo một cách hiệu quả.

Trong ngành dệt may và giấy:

• Sodium thiosulphate được sử dụng trong ngành dệt may và sản xuất giấy để tẩy màu các loại thuốc nhuộm và xử lý các hóa chất còn sót lại sau quá trình sản xuất.

Trong ngành khai khoáng:

• Sodium thiosulphate được sử dụng như một chất thay thế cho cyanide trong quá trình chiết xuất vàng và bạc. Quá trình này an toàn hơn và thân thiện với môi trường so với phương pháp dùng cyanide truyền thống.

Trong chụp X-quang:

• Sodium thiosulphate đôi khi được sử dụng như một chất hỗ trợ để giảm thiểu tác động của các tia phóng xạ sau khi điều trị bằng tia X hoặc các liệu pháp liên quan đến bức xạ.

4. Lưu ý quan trọng khi bảo quản Sodium Thiosulphate

Bảo quản ở nơi khô ráo, thoáng mát: Na2S2O3 dễ hút ẩm, đặc biệt là ở dạng ngậm nước (Na2S2O3·5H2O), vì vậy cần bảo quản trong nơi khô ráo để tránh bị ẩm và vón cục.

Tránh ánh sáng trực tiếp và nhiệt độ cao: Na2S2O3 có thể bị phân hủy khi tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc ánh sáng mạnh. Do đó, cần bảo quản hợp chất ở nhiệt độ phòng, tránh ánh nắng trực tiếp hoặc nguồn nhiệt cao.

Sử dụng các thiết bị bảo hộ: Khi xử lý hoặc làm việc với Na2S2O3, cần đeo găng tay, kính bảo hộ, và các thiết bị bảo hộ khác để tránh tiếp xúc trực tiếp với da và mắt.