Was ist Natriumhyposulfit?
Natriumhyposulfit ist das Natriumsalz der Dithionsäure.
Es wird auch als Natriumdithionit oder Natriumhydrosulfit bezeichnet. Die Bezeichnung Dithionit bezieht sich häufig auf Natriumhyposulfit und die durch dessen Auflösung gewonnenen Dithionit-Ionen.
Wenn Natriumhyposulfit-Pulver mit geringen Mengen Wasser an der Luft in Berührung kommt, kann es sich durch die bei der Zersetzung entstehende Wärme entzünden. Nach dem Arbeitsschutzgesetz ist es als gefährlicher und giftiger Stoff eingestuft, der mit einem Namen gekennzeichnet werden muss.
Anwendungen von Natriumhyposulfit
Natriumhyposulfit wird wie Natriumsulfit häufig als Lebensmittelzusatzstoff in der Lebensmittelverarbeitung verwendet. Die häufigste Verwendung ist die als Antioxidationsmittel in Getränken wie Wein.
Aufgrund seiner leichten Löslichkeit in Wasser und seiner stark reduzierenden Eigenschaften wird es auch als Bleichmittel und Entfärbungsmittel verwendet. Es kann auch zum Einfärben von Lebensmitteln verwendet werden und die Farbe von unerwünschten pigmentierten oder farbigen Stoffen in Rohstoffen farblos machen.
Die Hälfte des weltweit produzierten Natriumhyposulfits wird zum Färben und Bleichen von Textilien verwendet, ein Drittel zum Bleichen von Zellstoff und Papier. Natriumhyposulfit wird industriell durch die Reaktion von Schwefeldioxid und Natriumsalzen unter Vermittlung von metallischem Zink gereinigt.
Funktionsweise von Natriumhyposulfit
Natriumhyposulfit ist bei Raumtemperatur ein weißer Kristall. Es hat einen stechenden Geruch, der dem von schwefligem Säuregas ähnelt. Der Flammpunkt liegt bei 100 °C und der Flammpunkt bei 200 °C.
Natriumhyposulfit ist schwach löslich in Ethanol und löslich in Wasser. Sein Schmelzpunkt liegt bei 52 °C. Bei Erhitzung über 90 °C in Gegenwart von Luft zerfällt es in Natriumsulfit und Schwefeldioxid. In Abwesenheit von Luft zersetzt es sich bei Temperaturen über 150 °C heftig in Natriumsulfit, Natriumthiosulfit, Schwefeldioxid und Spuren von Schwefel.
Struktur von Natriumhyposulfit
Die chemische Formel von Natriumhyposulfit lautet Na2S2O4, mit einer molaren Masse von 174,107 und einer Dichte von 2,19 g/cm3. Die wasserfreie Form von Natriumhyposulfit ist ein weißer monokliner Kristall. Das ebenfalls bekannte Dihydrat ist ein gelblicher, säulenförmiger Kristall, der jedoch leicht zu wasserfreiem Natrium dehydriert wird. Außerdem ist das Dihydrat instabil, da es leicht durch Luftsauerstoff oxidiert wird.
Die wasserfreie Form des Natriumhyposulfits hat eine symmetrische C2-Struktur und eine überlagerte Konformation mit einem Torsionswinkel von 16 °. Das Dihydrat hingegen weist eine Gauche-Konformation mit einem Torsionswinkel von 56 ° auf.
Sonstige Informationen zu Natriumhyposulfit
Methoden zur Synthese von Natriumhyposulfit
1. Synthese nach der Zinkstaubmethode
Zinkpulver wird in Wasser suspendiert und durch Schwefeldioxid geleitet, das das Zink unter Bildung von Zinkdithionit auflöst. Durch Zugabe von Natriumcarbonat oder Natriumhydroxid wird das Zink als weißer Niederschlag von Zinkhydroxid (II) ausgefällt, der, wenn er unter vermindertem Druck konzentriert und mit Natriumchlorid und Methanol versetzt wird, wasserfreies Natriumhyposulfit ausfällt.
2. Synthese nach der Natriumformiat-Methode
Die Natriumformiat-Methode ist eine Methode, die von Mitsubishi Gas Chemical in der Praxis angewendet wird. Wenn Natriumformiat in 80-%igem Methanol gelöst wird und Natriumhydroxid und Schwefeldioxid zugesetzt werden, fällt wasserfreies Natriumhyposulfit aus. Der Vorteil dieser Methode gegenüber der Zinkstaubmethode besteht darin, dass Natriumformiat als Nebenprodukt bei der Herstellung mehrwertiger Alkohole anfällt und daher kostengünstiger ist als die Zinkstaubmethode.
3. Synthese nach der Amalgamierungsmethode
Das in einem Salzelektrolyseur hergestellte Natriumamalgam wird mit einer Natriumhydrogensulfitlösung in Kontakt gebracht und reduziert, um Natriumhyposulfit zu erhalten.
4. Synthese nach der Natriumborhydrid-Methode
Natriumhyposulfit wird durch Zugabe von Schwefeldioxid und Natriumhydroxid zu Natriumborhydrid hergestellt, das ein stabiles Reduktionsmittel in stark alkalischen Lösungen ist.
5. Die Synthese durch Elektrolyse
Natriumhyposulfit wird durch die Reduktion von Sulfit-Ionen in einem elektrolytischen Bad hergestellt, das durch eine halbdurchlässige Membran getrennt ist.