- Описание изобретения к патенту
- Na2so3, степени окисления элементов в нем
- Антиоксидант
- Безопасность
- История
- Литература
- Обесцвечивающий агент
- Общие сведения о сульфите натрия и степени окисления в na2so3
- Определение и формула сульфита натрия
- Поддержание активности проявления
- Получение
- Потребление продуктов с консервантами
- Приготовление сульфита натрия
- Приложений
- Применение
- Примечания
- Разрыв цепи полимеризации
- Свойства
- Сульфит натрия, характеристика, свойства и получение, химические реакции.
- Физические свойства
- Физические свойства сульфита натрия:
- Формула изобретения
- Фотографические свойства
- Химическая структура
- Химические свойства
- Экотоксичности
- Эффекты от воздействия соединения
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии и аппаратурному оформлению жидкофазного окисления неорганических соединений воздухом и может быть использовано при радикальном сульфировании непредельных соединений, в производстве эмульгирующих и жирующих составов, при переработке сточных вод, в других областях промышленной и лабораторной химии, в аналитическом контроле и в научных исследованиях в различных областях.
Известно, что окисление сульфита в растворе является цепной реакцией, катализированной ионами меди (II) (Т.Терни. Механизмы реакций окисления-восстановления. М.: Мир, 1968. С.211).
Однако эти сведения не определены в отношении комплекса условий проведения такого окислительного процесса, его аппаратурного оформления и связанной с ними избирательностью по промежуточным и конечным продуктам.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения сульфированных оксидатов растительных масел, жиров и их смесей (патент РФ № 2263685), в соответствии с которым окисление сульфита натрия кислородом воздуха протекает в присутствии оксидатов растительных масел, жиров и их смесей в бисерной мельнице с высокооборотной мешалкой в режиме захвата газовой фазы жидкой при интенсивном перемешивании и сопровождается сопряженным сульфированием непредельных соединений загрузки.
Недостатками указанного способа являются:
1. Окисление сульфита натрия происходит в присутствии большого количества добавок, которые оказывают на него определенные, причем весьма неоднозначные влияния. В частности, соль меди (II) является катализатором окисления, способствуя зарождению цепей по реакции окисления сульфит-аниона SO32- в радикал SO3—. С другой стороны, фенол — известный ингибитор жидкофазного окисления различных соединений. Карбоновая кислота может переводить часть SO32- в HSO3—, т.е. приводить к совместному окислению HSO 3— и SO32- — анионов и т.д. При этом совсем не очевидно, как будет протекать окисление сульфита натрия в присутствии указанных добавок, но в отсутствие непредельных соединений, и будет ли такое окисление протекать вообще.
2. Сопряженное сульфирование непредельных соединений существенно сказывается на селективности процесса по сульфат-аниону, поскольку заметная часть SO3Na-фрагментов идет на образование сульфокислот. В свою очередь, неизвестно, и тем более, неочевидно, как сами сульфокислоты будут влиять на характеристики окисления сульфита натрия, в частности на скорость и на глубину превращения.
3. Процесс проводится в бисерной мельнице. Но для процессов глубокого жидкофазного окисления органических, да и многих неорганических веществ наиболее распространенным реактором является абсорбер-колонна с большим соотношением высоты и диаметра.
Поэтому нет никакой уверенности в том, что в отсутствие непредельных соединений и указанных выше добавок, а следовательно, и гетерофазной системы водный раствор-органическая фаза, где механическое перемешивание в целях превращения реакционной смеси в эмульсию без сомнения более эффективно в сравнении с пневматическим, бисерная мельница или аппарат с механической мешалкой останется не то чтобы оптимальным, но даже хотя бы приемлемым реакционным аппаратом.
Задачей настоящего решения является провести практически количественное окисление сульфита натрия в водном растворе в отсутствие каких-либо стимулирующих, ингибирующих и прочих добавок с высокой избирательностью по сульфату натрия как целевому продукту при комнатных температурах, при этом в качестве реактора использовать бисерную мельницу с высокооборотной механической мешалкой лопастного типа и стеклянным бисером в качестве подвижной (перемещаемой мешалкой) твердой фазы.
Поставленная задача достигается тем, что окислению подвергают водный раствор сульфита натрия любой концентрации в пределах растворимости, который загружают в массовом соотношении со стеклянным бисером (1,25÷1,53):1, а процесс ведут в отсутствие всяких добавок в условиях барботажа воздуха с расходом 1,75-5,5 л/(мин·кг загрузки) при постоянном контроле за расходом восстановителя до практически полного расходования этого реагента, после чего перемешивание и барботаж воздуха прекращают, реакционную смесь сливают и направляют на переработку или используют по иному назначению.
Характеристика используемого сырья
Сульфат натрия по ГОСТ 5644-75
Дистиллированная вода по ТУ 6709-72
Проведение процесса заявляемым способом следующее. В бисерную мельницу вертикального типа со стеклянным корпусом, высокооборотной мешалкой, вал и лопасть которой выполнены из текстолита, тефлона или иной прочной и инертной пластмассы, и с определенным количеством стеклянного бисера загружают расчетное количество раствора сульфита натрия заданной концентрации или дистиллированной воды и твердого сульфита натрия для приготовления указанного раствора непосредственно в бисерной мельнице.
Включают механическое перемешивание и подают воздух в эластичный, выдерживающий удары лопасти мешалки и бисера барботер и устанавливают рабочий расход. Температура процесса комнатная. По его ходу отбирают пробы реакционной смеси, в которых определяют содержание сульфита.
Пример № 1.
В бисерную мельницу со стеклянным корпусом внутренним диаметром 73 мм и высотой 88 мм с высокооборотной (1440 об/мин) лопастной мешалкой из текстолита и стеклянным бисером диаметром 2,5-3,2 мм в количестве 100,5 г вносят 130,4 г раствора сульфита натрия с концентрацией 0,983 моль/кг.
Температура раствора 21°С. Включают механическое перемешивание и подают ток воздуха на барботаж с расходом 3,5 л/мин·кг загрузки. Этот момент принимают за начало эксперимента. По его ходу через каждые 10-25 мин отбирают пробы реакционной смеси, в которых определяют остаточное содержание сульфита.
Через 157 мин оно оказалось равным 0,02 моль/кг. Продолжают перемешивавшие и барботаж еще 5 мин, после чего их выключают, реакционную смесь сливают и определяют концентрацию сульфат-аниона в ней. Она оказалась равной 0,965 моль/кг. В дальнейшем реакционную смесь направляют на переработку или на иное использование.
Пример № 2-11.
Бисерная мельница, размеры ее элементов, материал корпуса мешалки и ее вала, размеры стеклянного бисера, масса раствора сульфита натрия, операции загрузки, проведения процесса, контроля за ним и выгрузки аналогичны описанным в примере 1. Отличаются способом приготовления раствора сульфита натрия (3б — заблаговременно, Пх — по ходу из компонентов), начальной концентрацией восстановителя (Н.р. — насыщенный раствор), массовым соотношением загрузки и стеклянного бисера, расходом газа-окислителя (воз — воздух, O2 — баллонный кислород) на барботаж, заменой воздуха на баллонный кислород. Полученные результаты сведены в табл.
Характеристики загрузки и протекания процесса | Пример № | |||||||||
2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
Способ приготовления раствора сульфита натрия | Пх | Зб | Пх | Зб | Пх | Зб | Зб | Зб | Зб | Зб |
Начальная концентрация Na2SO3, моль/кг | 0,293 | 0,602 | 0,814 | 1,013 | 1,310 | Н.р. (20°С) | 0,954 | 0,954 | 0,954 | 0,954 |
Массовое соотношении загрузки и стеклянного бисера | 1,25:1 | 1,33:1 | 1,37:1 | 1,33:1 | 1,43:1 | 1,38:1 | 1,33:1 | 1,30:1 | 1,30:1 | 1,30:1 |
Газ-окислитель | воз | воз | воз | О2 | О2 | О2 | воз | воз | воз | воз |
Расход газа-окислителя, л/мин·кг загрузки | 4,3 | 4,3 | 4,3 | 1,75 | 3,2 | 5,5 | 1,75 | 2,65 | 4,75 | 5,5 |
Температура процесса, С | 20 | 20 | 20 | 19 | 19 | 20 | 18 | 18 | 18 | 18 |
Длительность процесса, мин | 115 | 132 | 149 | 47 | 58 | 88 | 192 | 171 | 151 | 147 |
Остаточное содержание восстановителя, моль/кг | 0,011 | 0,013 | 0,013 | 0,020 | 0,018 | 0,015 | 0,022 | 0,021 | 0,018 | 0,016 |
Длительность дополнительного перемешивания, мин | 3 | 7 | 5 | 10 | 8 | 7 | 10 | 10 | 10 | 8 |
Концентрация сульфата натрия в конечной реакционной смеси, моль/ кг | 0,290 | 0,593 | 0,796 | 0,955 | 1,290 | 1,643 | 0,930 | 0,933 | 0,935 | 0,941 |
Примеры № 12-21.
Тип реактора, операции загрузки, проведения процесса и выгрузки аналогичны описанным в примере 1. Отличаются размерами используемого стеклянного бисера, соотношением высоты и диаметра бисерной мельницы, абсолютной величиной внутреннего диаметра корпуса бисерной мельницы, материалом корпуса, вала и лопасти механической мешалки.
Характеристики загрузки и протекания процесса | Пример № | |||||||||
12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | |
Корпус реактора: диаметр, мм | 62 | 62 | 62 | 84 | 84 | 84 | 50,3 | 50,1 | 50,1 | 50,1 |
Материал | С | С | С | С | С | С | С | М | М | М |
Соотношение высоты и диаметра бисерной мельницы | 1,2:1,3 | 1,2:1,3 | 1,2:1,3 | 1,2:1 | 1,2:1 | 1,2:1 | 1:1,3 | 1:1,3 | 1:1,3 | 1:1,3 |
Фракция стеклянного бисера, мм | 2,6-3,2 | 1,6-2,5 | 0,8-1,5 | 2,6-3,2 | 2,6-3,2 | 3,3^,5 | 2,6-3,2 | 2,6-3,2 | 0,8-1,5 | нет |
Материал: лопасти мешалки вала мешалки | Ст 45 Ст | Ст 45 Ст | Ст 45 Ст | Т Т | Т Т | Т Т | ТТ ТТ | ТТ ТТ | ТТ ТТ | ТТ ТТ |
Способ приготовления раствора сульфита натрия | Зб | Зб | Зб | Пх | Пх | Пх | Зб | Зб | Зб | Зб |
Начальная концентрация Na2SO3, моль/кг | 0,994 | 0,994 | 0,994 | 0,956 | 0,963 | 0,948 | 0,938 | 0,938 | 0,938 | 0,938 |
Массовое соотношение загрузки и стеклянного бисера | 1,47:1 | 1,45:1 | 1,48:1 | 1,53:1 | 1,49:1 | 1,52:1 | 1,4:1 | 1,4:1 | 1,4:1 | — |
Газ-окислитель | воз | воз | воз | воз | О2 | О2 | воз | воз | воз | воз |
Расход газа-окислителя, л/мин·кг загрузки | 5,3 | 5,3 | 5,3 | 2,84 | 1,75 | без барбо- тажа | 4,8 | 4,4 | 4,5 | 4,5 |
Продолжение табл. | ||||||||||
Температура проведения процесса, °С | 19 | 19 | 20 | 18 | 19 | 18 | 20 | 19 | 19 | 19 |
Длительность процесса, мин | 180 | 270 | 440 | 118 | 49 | 193 | 350 | 600 | 600 | 600 |
Остаточное содержание восстановителя в последней пробе, моль/кг | 0,009 | 0,011 | 0,009 | 0,012 | 0,007 | 0,009 | 0,014 | 0,025 | 0,396 | 0,615 |
Длительность дополнительного перемешивания, мин | 10 | 10 | 10 | 10 | 5 | 5 | 30 | 30 | 30 | 30 |
Концентрация сульфата натрия в конечной реакционной смеси, моль/кг | 0,978 | 0,963 | 0,972 | 0,936 | 0,947 | 0,938 | 0,918 | Не определялась |
Примеры № 22-28.
Операции загрузки, проведения процесса и выгрузки аналогичны описанным в примере 1. Отличаются типом используемого стеклянного реакционного аппарата и типом перемешивания реакционной смеси. Полученные результаты сведены в табл. Обозначение: Мех — механическое; Пн — пневматическое.
Характеристики загрузки и протекания процесса | Пример № | ||||||
22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | |
Тип используемого реактора | № 12 без бисера, но с мешалкой | № 12 без бисера, без мешалки | № 12 без бисера и механической мешалки | Колонного типа | |||
Тип перемешивания | Мех Пн | Пн | Пн | Пн | Пн | Пн | Пн |
Основные размеры реактора, мм | d=62 Н=81 | d=62 Н=81 | d=63 Н=135 | d=63 Н=135 | d=63 Н=135 | d=29 Н=230 | d=29 Н=230 |
Продолжение табл | |||||||
Масса загрузки, г | 145 | 145 | 190 | 270 | 360 | 160 | 160 |
Начальная концентрация Na2SO3, моль/кг | 0,975 | 0,975 | 0,980 | 0,980 | 0,980 | 0,945 | 0,945 |
Газ-окислитель | O2 | O2 | O 2 | O2 | O2 | воз | воз |
Расход газа-окислителя, л/мин·кг загрузки | 4,7 | 4,7 | 3,5 | 4,5 | 5,5 | 5,5 | 5,5 |
Температура проведения процесса, °С | 20 | 60 | 20 | 50 | 75 | 20 | 93 |
Длительность процесса, мин | 270 | 960 | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 | 890 |
Остаточное содержание восстановителя в конечной пробе, моль/кг | 0,028 | 0,837 | 0,970 | 0,960 | 0,910 | 0,935 | 0,315 |
Длительность дополнительного перемешивания, мин | 30 | — | — | — | — | — | — |
Концентрация сульфата натрия в конечной реакционной смеси, моль/кг | 0,935 | Не определялась |
Положительный эффект предлагаемого решения заключается в следующем:
1. Несмотря на то что основными факторами работоспособности и управления процесса являются тип, материал и размеры реактора и его элементов, а также способ перемешивания реакционной смеси, предлагаемое решение не является узкоспецифическим и может быть легко реализовано не только в лаборатории, но и в промышленном варианте.
2. Конструкция, материал и рабочее соотношение основных размеров реактора для глубокого окисления сульфита натрия и сопряженного с ним сульфирования непредельных соединений фактически полностью совпадают, что предоставляет возможность в одном и том же реакторе проводить и тот, и другой процесс и беспрепятственно переходить от проведения одного к другому и наоборот.
3. Процесс окисления с технологически приемлемыми скоростями протекает при комнатных температурах, при этом не требует использования повышенных давлений, катализаторов, инициаторов и прочих стимулирующих добавок. Это характеризует его как малоэнергоемкий, легко управляемый и безопасный в исполнении процесс.
4. Предлагаемый процесс высокоселективный и в этом плане малоотходный. Более того, он сам может быть использован для переработки отходов — загрязнений окружающей среды.
5. Процесс не требует сложного нестандартного оборудования.
Na2so3, степени окисления элементов в нем
Степень окисления кислотного остатка определяется числом атомов водорода, входящих в состав образующей его кислоты, указанных со знаком минус. Сульфит-ион – это кислотный остаток сернистой кислоты, формула которой H2SO3. В её составе имеется два атома водорода, следовательно, степень окисления равна ( — 2).
x 3×(-2) = -2;
x — 6 = -2;
x = 4.
Степень окисления серы равна ( 4).
Степень окисления натрия постоянна. Она равна номеру группы Периодической системы Д.И. Менделеева, в которой расположен данный элемент, со знаком плюс (натрий – металл), т.е. ( 1):
Na 12S 6O-23.
Антиоксидант
Основная роль сульфита натрия в составе фотографических проявляющих растворов заключается в защите органических проявляющих веществ от окисления кислородом воздуха. При высоком значении pH раствора проявляющее вещество в отсутствии сульфита быстро окисляется, становясь фотографически неактивным.
Например, гидрохинон сначала превращается в хинон, вследствие чего раствор приобретает жёлтую окраску, а затем в фотографически неактивный оксихинон, окрашивающий раствор в тёмно-коричневый цвет. Небольшое количество сульфита натрия резко замедляет этот процесс за счет того, что вместо гидрохинона с кислородом в первую очередь будет реагировать сам сульфит с образованием сульфата натрия.
Точный механизм ингибирования окисления органических проявляющих веществ неизвестен, но предполагается, что он обусловлен связыванием сульфитом натрия окрашенных окисленных форм проявляющих веществ, которые в несвязанном состоянии катализируют дальнейшее окисление своей неокисленной формы[9].
Окисление гидрохинона кислородом воздуха в растворах, содержащих сульфит натрия, будет происходить уже не с образованием хинона и оксихинона, а с образованием бесцветного добезилата натрия, который также является проявляющим веществом[9]:
- O2 2 Na2SO3→H2O{displaystyle {ce {->[H_{2}O]}}} O2 2 Na2SO3→H2O{displaystyle {ce {->[H_{2}O]}}} Na2SO4 NaOH
Безопасность
Временно допустимая концентрация в воздухе 0,1 мг/м3[3].
История
В фотографии впервые было использовано в 1882 году Х. Б. Беркли для пирогаллоловых проявителей с целью уменьшить пятна, возникающие на фотоматериале в процессе обработки. С 1882 года многие составы включали в себя сульфитные ионы, как правило с целями защиты проявителя от окисления, но в целом роль этих ионов была малопонятна и только спустя годы исследований удалось выявить значительный ряд функций этого соединения в составе проявляющих растворов[2].
Литература
- Белоусова А. П. Натрия сульфит : статья // Химическая энциклопедия / Гл. ред. Кнунянц И. Л. — М. : Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди — Полимерные. — С. 186. — 639 с. — ISBN 5-85270-039-8.
- Гурлев Д. С. Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов). — К.: Тэхника, 1988. — ISBN 5-335-00125-4.
- Карякин Ю. В., Ангелов И. И. Чистые химические вещества. — М.: Химия, 1974. — 408 с.
- Редько А. В. Химия фотографических процессов. — СПб. : НПО «Профессионал», 2006. — С. 837—954. — 1464 с. — (Новый справочник химика и технолога / ред. Москвин А. В. ; вып. Общие сведения. Строение вещества. Физические свойства важнейших веществ. Ароматические соединения. Химия фотографических процессов. Номенклатура органических соединений. Техника лабораторных работ. Основы технологии.). — ISBN 978-5-91259-013-9.
- Сарафанова Л. А. Пищевые добавки: Энциклопедия. — 2-е изд., испр. и доп.. — СПб.: ГИОРД, 2004. — 808 с. — ISBN 5-901065-79-4.
- Стасиневич Д. С. Натрия сульфит : статья // Краткая химическая энциклопедия / Редкол.: Кнунянц И. Л. (отв. ред.) и др.. — М. : Советская энциклопедия, 1964. — Т. 3: Мальтаза—Пиролиз. — С. 384.
- Haist G. M. Modern Photographic Processing. — New York, Chichester, Brisbane, Toronto: John Whiley and sons, 1979. — Т. 1. — (Photographic science and technology and graphic arts). — ISBN 0-471-02228-4.
Обесцвечивающий агент
Сульфит натрия в описанном выше процессе связывания окрашенных форм образует бесцветные соединения, вместо сильноокрашенных, тем самым снижая нежелательные пятна и окраску результирующего изображения[7].
Общие сведения о сульфите натрия и степени окисления в na2so3
Брутто-формула – Na2SO3. Молярная масса сульфита натрия равна 126,04 г/моль.
Хорошо растворяется в воде (гидролизуется по аниону). В ОВР является сильным восстановителем, но способен проявлять и слабые окислительные свойства.
Определение и формула сульфита натрия
Формула –
Физические свойства – белое кристаллическое вещество, плавится без разложения под воздействием избыточного давления.
Данная соль образует кристаллогидрат с формулой
Поддержание активности проявления
Окисленные остатки проявляющего вещества в растворе, хотя и непосредственно не реагируют с галогенидом серебра в эмульсии, но изменяют pH среды и другие её показатели, что может вести либо к нарастанию скорости проявления, либо к её спаду. Лишь немногие проявляющие вещества не дают подобного эффекта.
Рост активности наблюдается в проработавших растворах проявляющих веществ, имеющих активные гидроксогруппы, например у глицина-фото. Если же проявляющее вещество имеет только аминогруппы, то скорость проявления будет падать. Превращение окисленных форм в сульфонаты при реакции с сульфитом стабилизирует и поддерживает активность, тем самым позволяя избегнуть нежелательного пере- или недопроявления[7].
Получение
Сульфит натрия получают:
- Na2CO3 SO2 H2O⟶2NaHSO3 CO2↑{displaystyle {ce {Na2CO3 SO2 H2O -> 2NaHSO3 CO2 ^}}}
- 2NaHSO3 Na2CO3⟶2Na2SO3 CO2↑ H2O{displaystyle {ce {2NaHSO3 Na2CO3 -> 2Na2SO3 CO2 ^ H2O}}}
- Процесс насыщения раствора диоксидом проводят под тягой при 40 °C, после этого кристаллизуют раствор, защищая его от действия кислорода, выход реакции 80%[5].
- NaHSO3 NaOH→Na2SO3 H2O{displaystyle {mathsf {NaHSO_{3} NaOHrightarrow Na_{2}SO_{3} H_{2}O}}}
- 2NaOH SO2→Na2SO3 H2O{displaystyle {mathsf {2NaOH SO_{2}rightarrow Na_{2}SO_{3} H_{2}O}}}
Безводную соль:
- 2NaHSO3 Ca(OH)2⟶CaSO3↓ Na2SO3 2H2O{displaystyle {ce {2NaHSO3 Ca(OH)2 -> CaSO3v Na2SO3 2H2O}}}
Потребление продуктов с консервантами
Одной из добавок, которые могут вызвать проблемы у чувствительных людей, является группа, известная как сульфитирующие агенты, которые включают различные неорганические сульфитные добавки (E220-228), включая сульфит натрия (SO).2).
У людей с повышенной чувствительностью или астмой употребление продуктов с сульфитами или вдыхание диоксида серы может быть токсичным.
Эти соединения ответственны за сужение бронхов, которое приводит к затруднению дыхания. Единственное средство от этой чрезмерной реакции — избегать продуктов и напитков, содержащих сульфиты..
Приготовление сульфита натрия
Как правило, в лабораторных масштабах сульфит натрия получают в результате реакции раствора гидроксида натрия с газообразным диоксидом серы (2NaOH SO).2 → На2SW3 H2O).
Тогда эволюция SO2 добавив несколько капель концентрированной соляной кислоты, вы укажете, что гидроксид натрия практически исчез, превратившись в водный сульфит натрия (Na2SW3 2HCl → 2NaCl SO2 H2O).
С другой стороны, это химическое соединение получают в промышленности путем взаимодействия диоксида серы с раствором карбоната натрия..
Исходная комбинация генерирует бисульфит натрия (NaHSO3), который при взаимодействии с гидроксидом натрия или карбонатом натрия превращается в сульфит натрия. Эти реакции могут быть обобщены в глобальной реакции SO2 не доступно2Колорадо3 → На2SW3 Колорадо2.
Приложений
Из-за его реактивных свойств сульфит натрия очень универсален и в настоящее время широко используется в различных отраслях промышленности..
-Широко используется для очистки воды и удаления растворенного кислорода в котловой воде..
-У этого также есть заявления в бумажной промышленности (полужидкая целлюлоза).
-В фотографии его используют при изготовлении девелоперов.
-В достаточной степени он используется в консервации пищевых продуктов и антиоксидант.
-В текстильной промышленности его используют в отбеливающих и противохлорных процессах..
-Он также используется в качестве восстановителя.
-Кроме того, он используется при вторичной добыче нефтяных скважин..
-Он даже используется в производстве органических соединений, красителей, чернил, вискозы и каучуков..
-Он используется в производстве многочисленных химических веществ, в том числе сульфат калия, сульфит натрия, силикат натрия, гипосульфит натрия и сульфат натрия алюминия..
Применение
В пищевой промышленности используется как консервант с допустимой суточной нормой потребления 0,7 мг/кг массы тела (в пересчёте на диоксид серы). Кодекс Алиментариус допускает индивидуальное использование или вместе с другими сульфитами, например, для морских полупродуктов до 300 мг/кг и до 30 мг/кг готовых продуктов, в замороженных картофельных изделиях до 50 мг/кг, а также в концентрате ананасового сока до 500 мг/кг.
В РФ разрешён в различных готовых продуктах с концентрацией до 500 мг / кг (для сушеных фруктов и орехов) и в некоторых полупродуктах до 3 г/кг (для полупродуктов из вишни), в частности, в колбасных издениях до 450 мг/кг, в винах до 300 мг/кг. При содержании менее 10 мг/кг (в расчёте на диоксид серы) сульфит натрия допускается не указывать на этикетке[4].
Применяют для удаления следов хлора после отбеливания тканей, для удаления серы из вискозного волокна после формования, как флотореагент для руд цветных металлов, в производстве пестицидов, для обезвреживания сточных вод, содержащих хром[3].
В фотографии используют как основное сохраняющее вещество в проявителях, входит в состав фиксажей и других растворов[10][3].
В косметике применяется с допустимым содержанием 0,2% (свободного диоксида серы)[4].
Примечания
- ↑ 12SODIUM SULFITE
- ↑Haist, 1979, с. 220.
- ↑ 123456789Белоусова, 1992.
- ↑ 12345Сарафанова, 2004, с. 585—587.
- ↑ 1234Карякин, 1974, с. 271.
- ↑Стасиневич, 1964.
- ↑ 12345Haist, 1979, с. 220—229.
- ↑Редько, 2006, с. 857.
- ↑ 123Редько, 2006, с. 856.
- ↑Гурлев, 1988, с. 296.
Разрыв цепи полимеризации
При проявлении гидрохиноном и его производными в растворе образуются семихиноны — высокоактивные и нестабильные соединения. Они имеют тенденцию к полимеризации в гуминовые кислоты, цепи которых в типичных условиях для фотографического проявления образуются из порядка 10 молекул окисленных остатков гидрохинона и имеют тёмную окраску.
Так как на стадии образования семихинона сульфит реагирует с ним, то полимеризации, как правило, не происходит, а следовательно, не будет и каталитического воздействия данных полимерных соединений на неокисленную форму проявляющего вещества. Тем не менее, для пирогаллола сульфит не способен взаимодействовать с нерастворимыми окрашенными продуктами окисления, аналогично и для слабоокрашенных продуктов окисления фенидона и L-аскорбиновой кислоты[7].
Свойства
Этот вид имеет определенные физические и химические свойства, которые отличают его от других солей, которые описаны ниже:
Сульфит натрия, характеристика, свойства и получение, химические реакции.
Сульфит натрия – неорганическое вещество, имеет химическую формулу Na2SO3.
Краткая характеристика сульфита натрия
Физические свойства сульфита натрия
Получение сульфита натрия
Химические свойства сульфита натрия
Химические реакции сульфита натрия
Применение и использование сульфита натрия
Физические свойства
Соединение имеет вид бесцветных кристаллов гексагональной сингонии с параметрами: a=0,5459 нм, с=0,6160 нм, z=2, пространственная группа C3, также выпускается в виде мелкого белого порошка, иногда имеющего розоватый оттенок. Обладает холодящим солёным вкусом и слабым запахом диоксида серы.
Молярная масса 126,04 г/моль, плотность 2,633 г/см3. Растворим в воде, при этом с ростом температуры растворимость сначала растет, достигая максимума растворимости при 33,4 °C, затем начинает снижаться; растворимость составляет (в 100 г воды):
14,29 г (0 °C), 26,10 г (20 °C), 36,99 г (40 °C), 29,20 г (80 °C). Также растворим в этиловом спирте, нерастворим в жирах и маслах[3][4].
Образует гептагидрат Na2SO3·7H2O при кристаллизации из водных растворов ниже 33,4 °C. Гептагидрат сульфита натрия имеет молярную массу 252,14 г/моль и плотность 1,539 г/см3[3][4].
Физические свойства сульфита натрия:
Наименование параметра: | Значение: |
Химическая формула | Na2SO3 |
Синонимы и названия иностранном языке | sodium sulfite (англ.) |
Тип вещества | неорганическое |
Внешний вид | бесцветные гексагональные кристаллы |
Цвет | белый, бесцветный |
Вкус | —* |
Запах | без запаха |
Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое вещество |
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), кг/м3 | 2633 |
Плотность (состояние вещества – твердое вещество, при 20 °C), г/см3 | 2,633 |
Температура разложения, °C | 600 |
Температура плавления, °C | 500 |
Молярная масса, г/моль | 126,037 |
Растворимость в воде (20 oС), г/100 г | 26,10 |
* Примечание:
— нет данных.
Формула изобретения
1. Способ окисления сульфита натрия в водном растворе кислородсодержащим газом при комнатной температуре, отличающийся тем, что окисление сульфита натрия проводят в бисерной мельнице со стеклянным корпусом вертикального типа с высокооборотной механической мешалкой лопастного типа и стеклянным бисером в качестве перемещаемой мешалкой твердой фазы, водный раствор сульфита натрия загружают в массовом соотношении со стеклянным бисером, соответственно равном (1,25÷1,53):
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение высоты и диаметра стеклянного корпуса бисерной мельницы составляет, соответственно равном (1÷1,2):(1,3÷1), при диаметре корпуса 50 мм и более.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют фракцию бисера 2,5-3,2 мм.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что вал и лопасть мешалки выполняют из текстолита или тефлона.
Фотографические свойства
Многочисленные исследования свойств сульфита натрия в составе проявляющих растворов показали, что действие этого соединения не ограничивается узкой областью снижения количества пятен на эмульсии, образующихся в процессе обработки в некоторых окрашивающих проявителях, для чего это соединение было предложено изначально.
Практически сразу сульфит натрия стал использоваться в своей роли основного универсального сохраняющего вещества, что было вызвано его многоаспектным действием на фотографические составы при всех этапах проявления и хранения растворов[7].
Химическая структура
Все формы сульфита натрия характеризуются тем, что они являются белыми, кристаллическими и гигроскопичными твердыми веществами, которые обладают способностью легко притягивать и удерживать молекулы воды из окружающей среды, которые обычно находятся при комнатной температуре.
Тип кристаллической структуры связан с присутствием воды в соединении. Безводный сульфит натрия имеет ромбическую или гексагональную структуру, и в случае присутствия молекул воды в соединении его структура изменяется (например, гептагидрат сульфита натрия имеет моноклинную структуру).
Химические свойства
Сульфит натрия устойчив на воздухе при комнатной температуре, но при сильном нагревании разлагается с образованием плава сульфата натрия и сульфида натрия[5][3]:
- 4Na2SO3⟶Na2S 3Na2SO4{displaystyle {ce {4Na2SO3 -> Na2S 3Na2SO4}}},
при этом при температуре выше 800 °C разложение идет до образования оксида натрия и диоксида серы[3].
Гептагидрат сульфита натрия во влажном воздухе легко окисляется до сульфата натрия, для замедления окисления используют ингибиторы — гидрохинон, пирогаллол, 1,4-фенилендиамин. В сухом воздухе гептагидрат не окисляется, но частично теряет кристаллизационную воду, полностью обезвоживаясь при температуре 150—160 °C[3].
Водные растворы сульфита натрия имеют щелочную реакцию, при их подкислении происходит выделение диоксида серы[6].
Сульфит натрия является сильным восстановителем. В водных растворах находится в частично гидролизованном состоянии, легко окисляется кислородом воздуха, перманганатом калия, бихроматом калия, бромом, иодом и другими окислителями до сульфата натрия.
Растворы сульфита натрия поглощают диоксид серы, образуя гидросульфит натрия, а при кипячении присоединяют серу с образованием тиосульфата натрия. В кислых растворах хлорида титана (III), двуххлористого олова и хлорида железа (II) восстанавливается до дитионита натрия или до сульфида натрия[3].
Экотоксичности
Сульфит натрия — это неопасный раствор, который обычно используется в качестве дехлорирующего агента для сточных вод. Высокие концентрации способствуют высокой потребности в химическом кислороде в водной среде.
Эффекты от воздействия соединения
Длительное или повторное воздействие этого вещества может вызвать дерматит и реакции чувствительности. Воздействие на людей, чувствительных к сульфиту, астме и атопии, может вызвать тяжелое сужение бронхов и снизить уровень форсированного выдоха.
Аналогичным образом, кислотное разложение сульфита натрия может выделять токсичные и опасные пары оксидов серы, в том числе диоксида серы, которые могут вызвать постоянное ухудшение состояния легких из-за хронического и острого воздействия..
Точно так же острое отравление диоксидом серы встречается редко, поскольку газ легко обнаруживается. Это так раздражает, что контакт не может быть терпимо.
Симптомы включают кашель, хрипоту, чихание, слезотечение и затрудненное дыхание. Тем не менее, сотрудники с неизбежным высоким воздействием могут страдать от значительного и, возможно, смертельного повреждения легких.