Siřičitan sodný

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 25. října 2022; ověření vyžaduje 1 úpravu .
siřičitan sodný
Všeobecné
Chem. vzorec Na2SO3 _ _ _
Fyzikální vlastnosti
Molární hmotnost 126,037 g/ mol
Hustota 2,633 g/cm³
Tepelné vlastnosti
Teplota
 •  tání 500 °C [1]
 • rozklad 600 °C [1]
Chemické vlastnosti
Rozpustnost
 • ve vodě 14,29 g/100 ml (0 °C)
26,10 g/100 ml (20 °C)
36,99 g/100 ml (40 °C)
29,20 g/100 ml (80 °C)
Klasifikace
Reg. Číslo CAS 7757-83-7
PubChem 24437
Reg. číslo EINECS 231-821-4
ÚSMĚVY   [O-]S(=O)[O-].[Na+].[Na+]
InChI   InChI=lS/2Na.H2O3S/c;1-4(2)3/h;;(H2,1,2,3)/q2*+1;/p-2GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L
Codex Alimentarius E221
RTECS WE2150000
CHEBI 86477
ChemSpider 22845
Bezpečnost
Toxicita mírný
NFPA 704 NFPA 704 čtyřbarevný diamant 0 2 0
Údaje jsou založeny na standardních podmínkách (25 °C, 100 kPa), pokud není uvedeno jinak.
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Siřičitan sodný ( siřičitan sodný ) je anorganická sloučenina , sůl sodíku a kyseliny siřičité s chemickým vzorcem Na 2 SO 3 . Bílý prášek nebo krystaly se slanou chutí. Významné potravinářské aditivum používané v potravinářském průmyslu jako konzervant , antioxidant , bělidlo a stabilizátor potravinářských barev . Zahrnuto v kódu mezinárodních potravinářských norem Codex Alimentarius pod názvem E221 . Kromě potravinářských aplikací se používá také ve fotografii, při výrobě tkanin a viskózových vláken, při zpracování rud barevných kovů a pro likvidaci odpadních vod.

Historie

Ve fotografii jej poprvé použil v roce 1882 H. B. Berkeley pro vývojky pyrogallolu za účelem redukce skvrn, které se objevují na fotografickém materiálu při zpracování. Od roku 1882 obsahuje mnoho kompozic siřičitanové ionty, obvykle s cílem chránit vývojku před oxidací, ale obecně byla úloha těchto iontů málo pochopena a teprve po letech výzkumu bylo možné odhalit značné množství funkcí této vývojky. sloučenina ve složení vyvíjecích roztoků [2] .

Fyzikální vlastnosti

Sloučenina má formu bezbarvých hexagonálních krystalů s parametry: a=0,5459 nm, c=0,6160 nm, z=2, prostorová skupina C3, k dispozici také jako jemný bílý prášek, někdy s narůžovělým odstínem. Má chladivou slanou chuť a lehký zápach po oxidu siřičitém. Molární hmotnost 126,04 g/mol, hustota 2,633 g/ cm3 . Rozpustný ve vodě, zatímco s rostoucí teplotou se rozpustnost nejprve zvyšuje, maximální rozpustnosti dosahuje při 33,4 °C, poté začíná klesat; rozpustnost je (ve 100 g vody): 14,29 g (0 °C), 26,10 g (20 °C), 36,99 g (40 °C), 29,20 g (80 °C). Rozpustný také v ethylalkoholu, nerozpustný v tucích a olejích [3] [4] .

Po krystalizaci z vodných roztoků pod 33,4 °C tvoří heptahydrát Na 2 SO 3 7H 2 O. Heptahydrát siřičitanu sodného má molární hmotnost 252,14 g/mol a hustotu 1,539 g/cm 3 [3] [4] .

Chemické vlastnosti

Siřičitan sodný je stabilní na vzduchu při pokojové teplotě, ale při silném zahřátí se rozkládá za vzniku taveniny síranu sodného a sulfidu sodného [5] [3] :

,

zároveň při teplotách nad 800 °C probíhá rozklad za vzniku oxidu sodného a oxidu siřičitého [3] .

Heptahydrát siřičitanu sodného ve vlhkém vzduchu snadno oxiduje na síran sodný, ke zpomalení oxidace se používají inhibitory  - hydrochinon , pyrogallol , 1,4-fenylendiamin . V suchém vzduchu heptahydrát neoxiduje, ale částečně ztrácí krystalizační vodu, přičemž je zcela dehydratován při teplotě 150–160 °C [3] .

Vodné roztoky siřičitanu sodného mají zásaditou reakci, při jejich okyselení se uvolňuje oxid siřičitý [6] .

Siřičitan sodný je silné redukční činidlo. Ve vodných roztocích je v částečně hydrolyzovaném stavu, snadno se oxiduje vzdušným kyslíkem, manganistanem draselným , dichromanem draselným , bromem , jodem a dalšími oxidačními činidly na síran sodný. Roztoky siřičitanu sodného absorbují oxid siřičitý, tvoří hydrosiřičitan sodný , a když se vaří, přidá se síra za vzniku thiosíranu sodného . V kyselých roztocích chloridu titanitého (III) , chloridu cínatého a chloridu železitého (II) se redukuje na dithioničitan sodný nebo na sulfid sodný [3] .

Fotografické vlastnosti

Četné studie vlastností siřičitanu sodného ve vyvíjecích roztocích ukázaly, že účinek této sloučeniny není omezen na úzkou oblast snížení počtu skvrn na emulzi vzniklé při zpracování v některých barvicích vývojkách, pro které byla tato sloučenina použita. původně navrženo. Téměř okamžitě se začal používat siřičitan sodný ve své roli hlavního univerzálního konzervačního prostředku, což bylo způsobeno jeho mnohostranným působením na fotografické kompozice ve všech fázích vývoje a skladování roztoků [7] .

Antioxidant

Hlavní úlohou siřičitanu sodného ve složení fotografických vyvolávacích roztoků je chránit organické vyvolávací látky před oxidací vzdušným kyslíkem. Při vysoké hodnotě pH roztoku vyvíjecí činidlo v nepřítomnosti siřičitanu rychle oxiduje a stává se fotograficky neaktivní. Například hydrochinon se nejprve přemění na chinon , což způsobí, že roztok zežloutne, a poté na fotograficky neaktivní oxychinon, který zbarví roztok do tmavě hnědé barvy. Malé množství siřičitanu sodného tento proces prudce zpomaluje, protože místo hydrochinonu s kyslíkem bude nejprve reagovat siřičitan samotný za vzniku síranu sodného. Přítomnost organické vyvíjející látky je zase inhibitorem procesu oxidace siřičitanů kyslíkem [9] .

Přesný mechanismus inhibice oxidace organických vyvíjecích látek není znám, ale předpokládá se, že je způsoben vazbou siřičitanu sodného na barevné oxidované formy vyvíjecích látek, které v nenavázaném stavu katalyzují další oxidaci jejich nezoxidované formy [9 ] .

Oxidace hydrochinonu vzdušným kyslíkem v roztocích obsahujících siřičitan sodný již nebude probíhat za vzniku chinonu a oxychinonu, ale za vzniku bezbarvého dobesylátu sodného, ​​který je rovněž vyvíjející látkou [9] :

+ O 2 + 2 Na2S03 + Na2S04 + NaOH _ Přerušení polymeračního řetězce

Při vystavení hydrochinonu a jeho derivátům  se v roztoku tvoří semichinony , vysoce aktivní a nestabilní sloučeniny. Mají tendenci polymerovat na huminové kyseliny , jejichž řetězce se za typických podmínek pro fotografické vyvolávání tvoří z asi 10 molekul oxidovaných hydrochinonových zbytků a jsou tmavé barvy. Protože siřičitan reaguje se semichinonem ve fázi tvorby semichinonu, k polymeraci zpravidla nedochází, a proto nebude mít tyto polymerní sloučeniny žádný katalytický účinek na neoxidovanou formu vyvíjecí látky. U pyrogallolu však siřičitan není schopen interagovat s nerozpustnými barevnými oxidačními produkty, podobně jako u slabě zabarvených oxidačních produktů fenidonu a kyseliny L-askorbové [7] .

Odbarvovací prostředek

Siřičitan sodný při výše popsaném procesu vázání barevných forem vytváří bezbarvé sloučeniny místo vysoce barevných, čímž snižuje nežádoucí skvrny a zabarvení výsledného obrazu [7] .

Udržování manifestace aktivní

Oxidované zbytky vyvíjecího činidla v roztoku, i když přímo nereagují s halogenidem stříbra v emulzi, mění pH média a jeho další indikátory, což může vést buď ke zvýšení rychlosti vyvíjení, nebo k jejímu poklesu. . Pouze několik vyvíjejících látek nemá takový účinek. Zvýšení aktivity je pozorováno u zpracovaných roztoků vývojových látek, které mají aktivní hydroxoskupiny, například v glycin-foto . Pokud má vyvíjecí činidlo pouze aminoskupiny, pak se rychlost vývoje sníží. Přeměna oxidovaných forem na sulfonáty při reakci se siřičitanem stabilizuje a udržuje aktivitu, čímž se zabrání nežádoucímu nadměrnému nebo nedostatečnému vývoji [7] .

Získání

Siřičitan sodný se získá:

Proces sycení roztoku oxidem se provádí za průvanu při 40 °C, poté roztok vykrystalizuje, chrání jej před působením kyslíku, výtěžek reakce je 80 % [5] .

Bezvodá sůl:

  • izolován krystalizací při 100-105 °C. Pokud se proces provádí z technického produktu, pak se za účelem vysrážení nečistot vápníku, hořčíku a dalších kovů nejprve do roztoku přidá malé množství hydroxidu sodného a sraženina se odfiltruje. Produkt stechiometrického složení lze touto metodou získat pouze ve vodíkové atmosféře [5] ;
  • získaný dehydratací heptahydrátu;
  • získaný reakcí NaHS03 s Ca (OH ) 2 :
  • získávaný jako vedlejší produkt při výrobě fenolu z kyseliny benzensulfonové [4] .

Aplikace

V potravinářském průmyslu se používá jako konzervant. Codex Alimentarius umožňuje individuální použití nebo společně s jinými siřičitany, například pro mořské meziprodukty do 300 mg/kg a do 30 mg/kg hotových výrobků, do mražených bramborových výrobků do 50 mg/kg a také do ananasu koncentrát šťávy do 500 mg/kg.kg. V Ruské federaci je povoleno v různých hotových výrobcích s koncentrací do 500 mg / kg (u sušeného ovoce a ořechů) a v některých meziproduktech až do 3 g / kg (u třešňových meziproduktů), zejména v uzenářské výrobky do 450 mg/kg, ve vínech do 300 mg/kg. Pokud je obsah nižší než 10 mg/kg (počítáno jako oxid siřičitý), siřičitan sodný nemusí být na etiketě uveden [4] .

Používá se k odstranění stop chlóru po bělení tkanin, k odstranění síry z viskózového vlákna po lisování, jako flotační činidlo pro rudy neželezných kovů, při výrobě pesticidů , k neutralizaci odpadních vod obsahujících chrom [3] .

Ve fotografii se používá jako hlavní konzervační prostředek ve vývojkách , je součástí ustalovačů a dalších řešení [10] [3] .

V kosmetice se používá s přípustným obsahem 0,2 % (volný oxid siřičitý) [4] .

Zabezpečení

Přechodně přípustná koncentrace ve vzduchu je 0,1 mg/m 3 [3] .

Jako doplněk stravy je přijatelný denní příjem 0,7 mg/kg tělesné hmotnosti (vyjádřeno jako oxid siřičitý) stanovený Společným expertním výborem FAO/WHO pro potravinářské přídatné látky (JECFA) v roce 1998 [11] a následně schválený Evropskou bezpečnostní agenturou. potravin (EFSA) v roce 2016 [12] . Hladina neviditelných nepříznivých účinků (NOAEL) pro zvířata je 70 mg/kg tělesné hmotnosti [12] .

Americký Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) považuje siřičitan sodný za "obecně uznávaný jako bezpečný " (GRAS) doplněk stravy s výjimkou jeho použití v potravinách uznaných jako zdroj vitamínu B1 ( thiamin ), protože siřičitan sodný (spolu s přísadami E220 - E228 , emitující oxid siřičitý ) tuto mikroživinu rozkládá a její použití v seznamu potravin bohatých na vitamín B1, stejně jako v ovoci a zelenině je zakázáno [13] .

Poznámky

  1. ↑ 1 2 SIřičitan sodný
  2. ↑ Haist, 1979 , s. 220.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Belousová, 1992 .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Sarafanova, 2004 , str. 585-587.
  5. ↑ 1 2 3 4 Karyakin, 1974 , str. 271.
  6. ↑ Stasinevich, 1964 .
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Haist, 1979 , str. 220-229.
  8. ↑ Redko, 2006 , str. 857.
  9. ↑ 1 2 3 Redko, 2006 , str. 856.
  10. ↑ Gurlev, 1988 , s. 296.
  11. ↑ Světová zdravotnická organizace. SODIUM SULFITE  // Společný výbor odborníků FAO/WHO pro potravinářská aditiva.
  12. ↑ 1 2 Panel EFSA pro potravinářské přídatné látky a zdroje živin přidávané do potravin (ANS). Vědecké stanovisko k přehodnocení oxidu siřičitého (E 220), siřičitanu sodného (E 221), hydrogensiřičitanu sodného (E 222), disiřičitanu sodného (E 223), disiřičitanu draselného (E 224), siřičitanu vápenatého (E 226), hydrogensiřičitan vápenatý (E 227) a hydrogensiřičitan draselný (E 228) jako potravinářské přísady  // EFSA Journal. — 2016-04. - T. 14 , č.p. 4 . doi : 10.2903 /j.efsa.2016.4438 .
  13. ↑ CFR - Code of Federal Regulations Hlava  21 . FDA . Staženo: 16. října 2022.

Literatura

  • Belousova A.P. Siřičitan sodný: článek // Chemická encyklopedie / Ch. vyd. Knunyants I. L. - M .  : Velká ruská encyklopedie , 1992. - T. 3: Měď - Polymer. - S. 186. - 639 s. — ISBN 5-85270-039-8 .
  • Gurlev D.S. Handbook of photography (zpracování fotografických materiálů). - K . : Technika, 1988. - ISBN 5-335-00125-4 .
  • Karyakin Yu. V., Angelov II Čisté chemikálie. - M .: Chemie, 1974. - 408 s.
  • Redko AV Chemie fotografických procesů. - Petrohrad.  : NPO "Professional", 2006. - S. 837-954. — 1464 s. - (Nová příručka chemika a technologa / ed. Moskvin A.V.; vydání. Obecné informace. Struktura hmoty. Fyzikální vlastnosti nejdůležitějších látek. Aromatické sloučeniny. Chemie fotografických procesů. Názvosloví organických sloučenin. Technika laboratorní práce Základy technologie.). — ISBN 978-5-91259-013-9 .
  • Sarafanova L.A. Potravinářské přísady: Encyklopedie. — 2. vyd., opraveno. a další .. - Petrohrad. : GIORD, 2004. - 808 s. - ISBN 5-901065-79-4 .
  • Stasinevich D. S. Siřičitan sodný: článek // Stručná chemická encyklopedie / Redakční rada: Knunyants I. L. (šéfredaktor) a další - M .  : Soviet Encyclopedia , 1964. - V. 3: Maltaza-Pyrolysis . - S. 384.
  • Haist GM moderní fotografické zpracování. - New York, Chichester, Brisbane, Toronto: John Whiley a synové, 1979. - Svazek 1. - (Fotografická věda a technologie a grafické umění). - ISBN 0-471-02228-4 .

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie