Was ist Thioschwefelsäure?
Thioschwefelsäure ist eine Schwefeloxosäure, eine Verbindung aus Wasserstoff- und Thiosulfationen.
Sie ist eine zweiwertige anorganische Säure mit einem Molekulargewicht von 114,14 und der chemischen Formel H2S2O3, mit Säuredissoziationskonstanten von pKa1 = 0,6 und pKa2 = 1,6. Die CAS-Registrierungsnummer lautet 13686-28-7. Die Ammoniak-, Alkali- und Erdalkalimetallsalze der Thioschwefelsäure sind gut wasserlöslich und in neutralen oder alkalischen wässrigen Lösungen relativ stabil.
Es ist jedoch nicht möglich, die freie Säure mit den üblichen Methoden zu isolieren. Dies liegt daran, dass die Disproportionierung in stark sauren wässrigen Lösungen zur Zersetzung von kolloidalem Schwefel in kolloidalen Schwefel und Schwefeldioxid führt. Freie Thioschwefelsäure wurde als Diethyletherkomplex bei niedrigen Temperaturen und in flüssigem Kohlendioxid isoliert, aber dies sind sehr spezifische Umgebungen.
Die entstehende freie Säure ist ebenfalls sehr instabil und zersetzt sich schon bei niedrigen Temperaturen in Schwefelwasserstoff und Schwefeltrioxid. Bei hohen Temperaturen wird die Zersetzung weiter beschleunigt und es entstehen Schwefel, Schwefeldioxid und Wasser. An der Luft sind die Zersetzungsprodukte komplex, da sie mit Wasser und Sauerstoff reagieren. Neben den oben genannten Zersetzungsprodukten werden auch Schwefelwasserstoff, Polysulfid, Schwefelsäure und Polythionsäure gebildet.
Anwendungen von Thioschwefelsäure
Wie bereits erwähnt, ist Thioschwefelsäure selbst eine sehr zersetzliche und instabile Substanz und wird daher in ihrem Rohzustand nicht industriell verwendet. Es wird in der Regel in Form von Salzen verarbeitet.
Wasserfreies Natriumthiosulfat (Natriumthiosulfat) wird beispielsweise als Entchlorungsmittel, Färbehilfsmittel, Reduktionsmittel für die Chromgerbung von Leder, Neutralisationsmittel für die chemische Behandlung von Ballastwasser, als Badezusatz und als Bestandteil von Einweg-Körperwärmern verwendet. Weitere ähnliche Anwendungen sind kristallines Natriumthiosulfat und Natriumthiosulfatlösungen.
Es ist auch bekannt, dass Thioschwefelsäure allein bei der Synthese von Cystein und anderen hochwertigen Aminosäuren in Bakterien verwendet wird.
Funktionsweise der Thioschwefelsäure
Thioschwefelsäure-Ionen haben eine tetraedrische Struktur, wobei sich das Schwefelatom im Zentrum und an einem Scheitelpunkt und das Sauerstoffatom am anderen Scheitelpunkt befindet. Thioschwefelsäuren und ihre Ionen, die Thiosulfat-Ionen, wirken als Redoxmittel und Metallchelatbildner.
Ein typisches Beispiel ist die Reduktionsreaktion von einzelnen Halogenen. Die Reaktion läuft quantitativ ab, und das Thioschwefelsäure-Ion wird zu einem Sulfat-Ion. Natriumthioschwefelsäure kann daher als titrierendes Reagenz bei jodometrischen Titrationen verwendet werden.
Ein Beispiel für einen Chelatbildner ist die Reaktion, die schwer lösliche Silberhalogenide in Form von Silberthiosulfatkomplexen auflöst. Dies wird verwendet, um Silberhalogenide zu solubilisieren, die nicht durch das Fotofixierungsverfahren entwickelt wurden. Außerdem zerfällt Thioschwefelsäure in sauren Lösungen in Schwefeldioxid, eine dehydrierte Form von Schwefel, und schweflige Säure.
Arten von Thiosulfat
Wie bereits erwähnt, lässt sich Thioschwefelsäure als freie Säure kaum isolieren und wird daher in der Regel in Form von Salzen verkauft. Sie wird häufig als normales chemisches Reagenzprodukt verkauft.
Zu den wichtigsten Arten gehören Natriumthiosulfat, Natriumthiosulfat-Pentahydrat, Magnesiumthiosulfat, Magnesiumthiosulfat-Hexahydrat, Ammoniumthiosulfat und Bariumthiosulfat. Viele Produkte sind in Volumenstandards erhältlich, die im Labor leicht zu handhaben sind, wie z. B. 25 g, 100 g und 500 g.
Das am häufigsten verkaufte Produkt ist Natriumthiosulfat, aber einige Produkte sind auch in wässriger Lösung erhältlich. Natriumthiosulfat wird in industriellen Produkten als wasserfreies Natriumthiosulfat verkauft. In industriellen Anwendungen wird es üblicherweise in großen Mengen, z. B. 25 kg, geliefert.