硫代硫酸钠,化学式为Na2S2O3,又名次亚硫酸钠、大苏打、海波,无色或白色结晶性粉末,分子量为158.11(无水)。易溶于水,不溶于醇,具有还原性,是常见的
硫代硫酸盐。可以获得5个结晶水变为无色单斜晶系结晶,即
五水硫代硫酸钠,分子量248.18。硫代硫酸钠是世界卫生组织公布的基本药物之一,用于特异性解毒,美国食品药品监督管理局(
FDA)已批准将硫代硫酸钠用于预防局部非转移性实体瘤儿科患者由于顺铂化疗引起的听力损失。此外,硫代硫酸钠在污水处理、分析化学、金属矿物处理等方面都有着广泛应用。
结构
硫代硫酸钠可看作是
硫酸钠中一个氧原子被硫原子取代的产物。S2O32-离子在碱性溶液,或在晶态的碱金属硫代硫酸盐中都是稳定的。S2O32-离子具有四面体形的结构。其中,S-S键的
键长为201.3±0.3pm,S-O键的键长为146.8±0.4pm。这种键长意味着有相当程度的S-S
π键和S-Oπ键的性质。在S2O32-离子中,中心硫原子和SO42-离子中的中心硫原子是等同的,
氧化数为+6;而配位的硫原子的氧化数则为-2。因此,在S2O32-离子中,硫原子的平均氧化数是+2。
五水合物有两种同质异形体,无水盐存在多种同质异形体。固态时,硫代硫酸根阴离子呈四面体状。五水硫代硫酸钠加热到321K时,它即溶于自身的结晶水中。在加热到约373K时,即成为无水盐。若温度高于496K则分解。
理化性质
物理性质
熔点:48℃
沸点:100℃
密度:1.667g/cm3
溶解性:溶于
水和
松节油,难溶于
乙醇。20℃时在水中的溶解度为210 g/L。
化学性质
水溶液呈弱碱性(在20°C,浓度为50g/L时,pH为6.0-9.5)。
还原性
硫代硫酸钠是中等强度的还原剂,与强氧化剂(如
氯、溴等)作用被氧化为硫酸钠。其可以将
二氧化氯(ClO2)还原为
亚氯酸根离子:
ClO2广泛用于饮用水的消毒和工业废水的处理,多余的ClO2可以利用上述反应去除。
硫代硫酸钠也可将氯气还原:
纺织及造纸工业常利用该反应除去残氯。
而与较弱的氧化剂作用时,硫代硫酸钠则被氧化为
连四硫酸钠。比如与碘反应:
该反应是分析化学中“
碘量法”的原理,可用于碘的定量测定,比如食盐中碘含量的测定。
此外,硫代硫酸钠还可作为二氧化硫漂白剂的来源、铬染色的还原剂。由于硫代硫酸钠分子中有不同氧化态的硫,它在碱性或中性介质中稳定,而在酸性介质中则会发生氧化还原反应,分解为单质硫和二氧化硫:
配位性
硫代硫酸根离子是比较强的
配体,可与某些金属离子如Ag+,Cu2+,Cd2+,Hg2+,Pb2+等形成稳定的配合物。这一特性使得硫代硫酸钠可用于从金属矿物中提取金属。比如,金可以与硫代硫酸根离子形成可溶性配离子:
依托该反应建立的硫代硫酸盐浸金技术具有低毒、环保、浸出速率快、效率高等优点,是最有可能取代氰化法提金的方法。
溴化银也可与硫代硫酸钠发生配位反应,生成配离子:
这使得硫代硫酸钠溶液可作为胶片摄影中的
定影液,将未曝光的溴化银溶解。
制备方法
亚硫酸钠法
向1.0摩尔当量的
亚硫酸钠水溶液中加入1.1摩尔当量的单质硫和0.00013摩尔当量的
十六烷基氯化吡啶(CPC),在90℃下反应3小时。
反应完成后,将混合物冷却至25℃,通过10μm过滤器过滤。将滤液转移到结晶容器中,冷却至低于2℃,并在保持<2℃的温度下缓慢添加丙酮至少1h。然后在<2℃下静置至少0.5小时,之后分批转移到过滤干燥器进行过滤。滤渣用丙酮清洗两次并过滤,然后在45℃下干燥过夜,得到五水硫代硫酸钠结晶。
工业上,亚硫酸钠可由纯碱溶液与二氧化硫气体反应获得:
硫化碱法
利用硫化碱蒸发残渣、
硫化钡废水(含有碳酸钠和
硫化钠)配制成的原料液与
二氧化硫反应,澄清后加入硫磺粉进行加热反应,经蒸发、冷却结晶、洗涤、分离、筛选,制得五水硫代硫酸钠。
脱水
前面两种方法制得的硫代硫酸钠是含有5个结晶水的五水硫代硫酸钠,使用下面的步骤可以脱除结晶水,生成无水硫代硫酸钠:
将五水硫代硫酸钠加入过滤干燥器中,加入60℃的热甲醇,除去滤液。再次加入热甲醇,混合,除去滤液。随后用常温甲醇进行两次额外洗涤,并在55℃下的真空环境中干燥过夜,得到最终产物无水硫代硫酸钠。
应用领域
硫代硫酸钠是世界卫生组织公布的基本药物之一,用于特异性解毒,美国食品药品监督管理局(FDA)已批准将硫代硫酸钠用于预防局部非转移性实体瘤儿科患者由于顺铂化疗引起的听力损失。
此外,硫代硫酸钠在污水处理、分析化学、金属矿物处理等方面都有着广泛应用。在照片胶片的处理中作为定影剂,鞣革处理中用作重铬酸盐的还原剂。同时也可作为媒染剂、含氮尾气的中和剂、麦杆和毛的漂白剂以及纸浆漂白时的脱氯剂。还用于四乙基铅、染料中间体等的制造和矿石提银等。
药物信息
硫代硫酸钠是世界卫生组织公布的基本药物之一,用于特异性解毒,采用的给药方式是注射(250mg/mL,50mL安瓿瓶装)。
硫代硫酸钠可用于
氰化物、
砷、
铋、碘、汞、铅等中毒的治疗。在硫氰酸酶参与下,硫代硫酸钠提供的硫能与体内游离的(或与高铁血红蛋白结合的)氰离子相结合,形成无毒的硫氰酸盐,由尿排出。同时,它能与多种金属离子结合,形成无毒的硫化物,由尿排出。
研究表明,硫代硫酸钠是预防顺铂(一种癌症化疗药物)诱导的成人癌症患者耳毒性的最有前途的策略。美国食品药品监督管理局(FDA)已批准将硫代硫酸钠用于预防局部非转移性实体瘤儿科患者由于顺铂化疗引起的听力损失。
此外,硫代硫酸钠具有抗真菌作用,可治疗皮肤瘙痒症、慢性皮炎、慢性荨麻疹、药疹、疥疮、癣症等。由金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌引起的皮肤感染可能对浓度低至0.5%的硫代硫酸钠溶液有反应。浓度为2-8%的硫代硫酸钠溶液可用于治疗痤疮。
药典信息
信息来源:《中华人民共和国药典》2020年版
本品按干燥品计算,含Na2S2O3不得少于99.0%。
性状
本品为无色、透明的结晶或结晶性细粒;无臭;在干燥空气中有风化性,在湿空气中有潮解性;水溶液显微弱的碱性反应。
本品在水中极易溶解,在乙醇中不溶。
鉴别
(1) 取本品约0.1g,加水1mL溶解后,加盐酸,即析出白色沉淀,迅即变为黄色,并发生二氧化硫的刺激性特臭。
(2) 取本品约0.1g,加水1mL溶解后,加三氯化铁试液,即显暗紫堇色,并立即消失。
(3) 本品的水溶液显钠盐鉴别(1)的反应(通则0301)。
检査
(1)酸碱度
取本品1.0g,加水10mL溶解后,依法测定(通则0631),pH值应为6.0~8.4。
(2)硫酸盐与亚硫酸盐
取本品0.50g,置50mL量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,精密量取10mL,滴加碘滴定液(0.05mol/L)至溶液显浅黄色,加20%盐酸溶液0.5mL,加硫代硫酸钠滴定液(0.1mol/L)1滴使溶液黄色褪去,用水稀释至25mL,依法检査(通则0802),与标准硫酸钾溶液2.0mL制成的对照液比较,不得更深(0.2%)。
(3)硫化物
取本品2.5g,加水20mL使溶解,加醋酸铅溶液(取醋酸铅5g和氢氧化钠15g,加水80mL溶解,用水稀释至100mL)0.3mL,摇匀,放置2分钟,与标准硫化钠溶液2.5mL制成的对照液比较,不得更深(0.0005%)。
(4)干燥失重
取本品,先在40~50℃,渐次升高温度至105℃并干燥至恒重,减失重量应为32.0%~37.0%(通则0831)。
(5)钙盐
取本品0.50g,加水10mL溶解后,加草酸铵试液,不得发生浑浊。
(6)重金属
取本品1.0g,加水10mL溶解后,缓缓加稀盐酸5mL,置水浴上蒸干,残渣中加水15mL,缓缓煮沸10分钟,滤过,用水适量洗涤滤器,合并洗液与滤液,煮沸,趁热加溴试液适量使成澄清溶液,再加稍过量的溴试液,使溶液显微黄色,煮沸,除去过剩的溴,放冷,加酚酞指示液1滴与氨试液适量至溶液显淡红色,加醋酸盐缓冲液(pH 3.5)2mL与水适量使成25mL,依法检査(通则0821第一法),含重金属不得过百万分之二十。
(7)砷盐
取本品0.20g,加水5mL溶解后,加硝酸3mL,置水浴上,注意蒸干,残渣中加水数毫升,搅匀,滤过,滤渣用水洗净,合并滤液与洗液,蒸干后,加盐酸5mL与水23mL使溶解,依法检查(通则0822第一法),应符合规定(0.001%)。
含量测定
取本品约0.5g,精密称定,加水30mL溶解后,加淀粉指示液2mL,用碘滴定液(0.05mol/L)滴定至溶液显持续的蓝色。每1mL碘滴定液(0.05mol/L) 相当于15.81mg的Na2S2O3。
类别
解毒药。
贮藏
密封保存。
制剂
硫代硫酸钠注射液
药物说明
适应症
① 抢救氰化物中毒。
② 抗过敏。临床上用于皮肤瘙痒症、慢性荨麻疹、药疹等。
③ 治疗降压药硝普钠过量中毒。
④ 治疗可溶性钡盐(如硝酸钡)中毒。
⑤ 治疗砷、汞、铋、铅等金属中毒(但应首选二巯基丙醇类及依地酸类药物)。
用法用量
由于剂型及规格不同,用法用量请仔细阅读药品说明书或遵医嘱。
成人氰化物中毒缓慢静注12.5-25g。必要时可在1小时后重复半量或全量。洗胃口服中毒者用本品5%溶液洗胃,并保留本品适量于胃中。儿童静注250-500mg/kg/次/日。
注意事项
①静脉注射量大时,应注意不良反应,注射速度不宜过快,以免引起血压下降。
②不能与亚硝酸钠混合后同时静脉注射,以免引起血压下降。在亚硝酸钠静脉注射后,不需拔出针头,立即由原注射针头注射本品。
③不能与其他药物混合注射,否则会发生沉淀或降低疗效。
不良反应
可引起暂时性渗透压改变。
1.头晕、乏力、恶心、呕吐、腹泻等。
2.静脉注射速度过快可引起血压下降。
3.有报道可引起接触皮炎和过敏性休克。
药代动力学
本品不易由消化道吸收,静脉注射迅速分布到各组织的细胞外液,T1/2为15-20分钟,而后由尿排泄。
毒性
硫代硫酸钠在体内具有显著的惰性,但可能会扰乱渗透压,可作为渗透宣泄剂。具有中度毒性,可能的口服致死剂量(对于70kg的人):0.5-5克/千克。
毒理学信息
急性毒性:
LD50经口-大鼠-雌性:>2,000mg/kg
LC50吸入-大鼠-雄性和雌性-4h:>2.6mg/L-气溶胶
LD50经皮-家兔-雄性和雌性:>2,000mg/kg
动物实验中未发现皮肤刺激、眼睛刺激、呼吸或皮肤过敏、生殖细胞致突变性。
潜在爆炸风险
与氯酸钾、
高锰酸钾或硝酸盐等氧化剂共同干研磨可能引起爆炸。
急救措施
吸入:新鲜空气。
皮肤接触: 立即除去∕脱掉所有沾污的衣物。用水清洗皮肤/淋浴。
眼睛接触:以大量清水洗去。取下隐形眼镜。
食入:立即饮水(最多2杯)。如感不适,请就医。
计算化学数据
(数据来源:PubChem化合物摘要)
分子量:158.11 g/mol
氢键供体数量:0
氢键受体数量:4
精确质量:157.90842477g/mol
同位素质量:157.90842477 g/mol
复杂度:82.6
确定原子立构中心数量:0
不确定原子立构中心数量:0
确定化学键立构中心数量:0
不确定化学键立构中心数量:0
安全信息
信息:
海关代码:2830909000
WGK_Germany:1
德国有关水污染物质的分类清单
危险类别码:R36/37/38
安全说明:S24/25-S23-S36-S26
RTECS号:XN6476000
安全标志:S23:不要吸入蒸汽。
S26:万一接触眼睛,立即使用大量清水冲洗并送医诊治。
S36:穿戴合适的防护服装。
S24/25:防止皮肤和眼睛接触。
危险标志:Xi:Irritan