连二亚硫酸钠

连二亚硫酸钠（英语：sodium dithionite），又称二硫亚磺酸钠^[1]、低亚硫酸钠（英语：sodium hydrosulfite)，俗称保险粉，化学式为Na₂S₂O₄，是白色结晶粉末，有硫磺气味。在干燥空气中稳定，在热水和酸溶液中分解。

连二亚硫酸钠
别名	低亚硫酸钠 二硫亚磺酸钠 亚硫酸氢钠 保险粉
识别
CAS号	7775-14-6  Y
PubChem	24489
ChemSpider	22897
SMILES	[O-]S(=O)S(=O)[O-].[Na+].[Na+]
UN编号	1384
EINECS	231-890-0
ChEBI	66870
RTECS	JP2100000
性质
化学式	Na2S2O4
摩尔质量	（无水）174.107 g/mol （二水）210.146 g·mol⁻¹
外观	白色至浅灰色结晶粉末 浅柠檬色薄片
气味	淡硫磺味
密度	2.38 g/cm3 （无水） 1.58 g/cm3（二水）
熔点	52 °C（325 K）
沸点	分解
溶解性（水）	18.2 g/100 mL（无水，20 °C） 21.9 g/100 mL（二水，20 °C）
溶解性	微溶于醇
危险性
GHS危险性符号
GHS提示词	Danger
H-术语	H251, H302
P-术语	P235+410, P264, P270, P280, P301+312, P330, P407, P413, P420, P501
NFPA 704	3 2 1
相关物质
其他阴离子	亚硫酸钠 硫酸钠
相关化学品	硫代硫酸钠 亚硫酸氢钠 焦亚硫酸钠 硫酸氢钠
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

结构

结构已通过拉曼光谱和单晶X射线衍射进行检查。连二亚硫酸根离子有C₂对称群，有16°的O-S-S-O扭转角。二水合物（Na
2S
2O
4·2H
2O）的连二亚硫酸根阴离子具有约56°的O-S-S-O扭转角。^[2]

弱S-S键的S-S距离239pm，相对于典型的S-S键被延长了30pm。^[3]由于这种键很脆弱，连二亚硫酸盐阴离子在溶液中解离成[SO₂]⁻自由基，已被EPR光谱证实。还观察到在中性或酸性溶液中，³⁵S在S₂O₄²⁻和SO₂之间快速交换，与阴离子中的弱S-S键一致。^[4]

制备

连二亚硫酸钠在工业上通过还原二氧化硫生产。1990年生产了大约300000吨。^[5]

使用锌粉法为两步过程：

2 SO₂ + Zn = ZnS₂O₄

ZnS₂O₄ + 2 NaOH = Na₂S₂O₄ + Zn(OH)₂

使用甲酸钠法制备：

HCOONa + NaOH + 2 SO₂ = Na₂S₂O₄ + CO₂ + H₂O

使用硼氢化钠法制备：

NaBH₄ + 8 NaOH + 8 SO₂ = 4 Na₂S₂O₄ + NaBO₂ + 6 H₂O

每份H⁻还原两份二氧化硫。甲酸盐也可被用作还原剂。

性质和反应

水解

连二亚硫酸钠干燥时稳定，但水溶液由于以下反应而变质：

2 S₂O₄²⁻ + H₂O = S₂O₃²⁻ + 2 HSO₃⁻

这是由于连二亚硫酸的不稳定性导致的。因此连二亚硫酸钠溶液不能长期储存。^[4]

无水连二亚硫酸钠在空气中90°C以上会分解成硫酸钠和二氧化硫。没有空气的情况下，在150°C以上会迅速分解为亚硫酸钠、硫代硫酸钠、二氧化硫和微量硫。

氧化还原反应

连二亚硫酸钠是一种还原剂。在pH为7时，与标准氢电极相比，电位为-0.66V。氧化还原随著亚硫酸氢盐的形成而发生：^[6]

S₂O₄^2- + 2 H₂O = 2 HSO₃⁻ + 2 e⁻ + 2 H⁺

连二亚硫酸钠与氧气反应：

Na₂S₂O₄ + O₂ + H₂O = NaHSO₄ + NaHSO₃

这些反应表现出复杂的pH依赖性平衡，包括亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐和二氧化硫。

有机反应

在醛的存在下，连二亚硫酸钠在室温下反应形成 α-羟基亚磺酸盐，或者在85°C以上温度下将醛还原为相应的醇。^[7][8]一些酮也在类似条件下被还原。

应用

由于是水溶性的，连二亚硫酸钠在一些工业染色过程中用作还原剂。在硫化染料和还原染料的情况下，不溶于水的染料可以还原成水溶性碱金属盐（如靛蓝）。^[9]

安全性

连二亚硫酸钠的广泛使用部分归于其低毒性，LD₅₀为2.5g/kg（大鼠，口服）。^[5]

参见

• 连二亚硫酸盐

参考资料

1. 存档副本. [2022-10-26]. （原始内容存档于2022-10-26）.
2. Weinrach, J. B.; Meyer, D. R.; Guy, J. T.; Michalski, P. E.; Carter, K. L.; Grubisha, D. S.; Bennett, D. W. A structural study of sodium dithionite and its ephemeral dihydrate: A new conformation for the dithionite ion. Journal of Crystallographic and Spectroscopic Research. 1992, 22 (3): 291–301. S2CID 97124638. doi:10.1007/BF01199531.
3. Greenwood, Norman Neill; Earnshaw, Alan. Chemistry of the elements. 2016. ISBN 978-0-7506-3365-9. OCLC 1040112384 （英语）.
4. Catherine E. Housecroft; Alan G. Sharpe. Chapter 16: The group 16 elements. Inorganic Chemistry, 3rd Edition. Pearson. 2008: 520. ISBN 978-0-13-175553-6.
5. José Jiménez Barberá; Adolf Metzger; Manfred Wolf. Sulfites, Thiosulfates, and Dithionites. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Wiley Online Library. 15 June 2000. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.a25_477.
6. Mayhew, S. G. The Redox Potential of Dithionite and SO−2 from Equilibrium Reactions with Flavodoxins, Methyl Viologen and Hydrogen plus Hydrogenase. European Journal of Biochemistry. 2008, 85 (2): 535–547. PMID 648533. doi:10.1111/j.1432-1033.1978.tb12269.x .
7. J. Org. Chem., 1980, 45 (21), pp 4126–4129, http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jo01309a011 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
8. Aldehyde sulfoxylate systemic fungicides. google.com. [27 April 2018]. （原始内容存档于27 April 2018）.
9. Božič, Mojca; Kokol, Vanja. Ecological alternatives to the reduction and oxidation processes in dyeing with vat and sulphur dyes. Dyes and Pigments. 2008, 76 (2): 299–309. doi:10.1016/j.dyepig.2006.05.041.