大苏打,化学名称为硫代硫酸钠,化学式
Na2S2O3
,也常被叫做海波、次亚硫酸钠,是一种十分经典的无机化工产品,日常工业与实验室中见到的大多是五水硫代硫酸钠
Na2S2O3⋅5H2O
,也就是带有五个结晶水的晶体形态科普中国。
从外观来看,五水硫代硫酸钠是无色透明的单斜晶系晶体,晶体颗粒通透,质地干净,无水形态则是白色粉末状。它极易溶解在水中,水溶液呈现弱碱性,但是很难溶解在乙醇当中。晶体自身有独特的风化特性,当环境温度高于 33℃,并且空气比较干燥的时候,晶体会慢慢失去结晶水发生风化;如果处在湿度较大的环境里,晶体又能够吸收空气中的水汽,出现潮解现象。当温度上升到 48℃以上,晶体就会逐步脱去全部结晶水,转变为无水硫代硫酸钠粉末;继续加热到 100℃,结晶水可以完全散失。
在化学特性方面,大苏打 的两个特点是还原性与络合能力。它可以和碘、溴、氯气这类卤素物质发生稳定的定量化学反应,能够把卤素还原,这个反应是化学分析里碘量法的基础,实验室经常利用这个反应来定量测定多种物质的含量。同时硫代硫酸根离子可以和银等金属离子结合,形成能够溶于水的稳定络合物,把原本难以溶解的卤化银溶解。大苏打在中性和碱性环境下稳定性很好,如果放置在酸性环境中,则会发生化学反应,析出单质硫并释放气体,所以储存和配制溶液时,一般会保持环境偏中性或者弱碱性条件。
大苏打的制备方法有多种,工业上常用硫化钠、碳酸钠溶液通入二氧化硫,再加入硫磺粉共同反应,之后经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤提纯等一系列工序,最终得到成品晶体,生产工艺成熟,原料易得,是大规模量产的基础化工品。
它的应用领域非常广泛,横跨多个行业。在传统感光行业,这是大苏打最知名的用途,用作胶片、相纸的定影剂。胶片经过曝光显影之后,图像已经成型,但底片上还残留大量没有感光的卤化银,大苏打可以溶解掉这部分卤化银,让影像固定在底片上,不再受光线影响,完成定影工序,早期摄影、电影胶片制作都离不开它。
纺织与造纸行业中,大苏打作为漂白后的脱氯剂。布匹、纸浆经过氯气漂白之后,纤维缝隙内会残留氯气,残留的氯会持续作用,损伤纤维材质,降低织物、纸张的强度。使用大苏打能够中和去除残余氯气,保护纤维,让纺织品手感和韧性更好,也保障纸张品质稳定。
在水产养殖行业,大苏打是常用的水质改良材料。水体经过消毒之后会存留余氯,投放适量大苏打可以快速去除水中余氯;同时依靠络合作用,结合水体里的金属离子,优化水体环境,稳定水质,为水生生物营造适宜的生存条件。
...