Natriumsulfit

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 25. oktober 2022; verifikation kræver 1 redigering .
natriumsulfit
Generel
Chem. formel Na2SO3 _ _ _
Fysiske egenskaber
Molar masse 126,037 g/ mol
Massefylde 2,633 g/cm³
Termiske egenskaber
Temperatur
 •  smeltning 500 °C [1]
 • nedbrydning 600 °C [1]
Kemiske egenskaber
Opløselighed
 • i vand 14,29 g/100 ml (0°C)
26,10 g/100 ml (20°C)
36,99 g/100 ml (40°C)
29,20 g/100 ml (80°C)
Klassifikation
Reg. CAS nummer 7757-83-7
PubChem 24437
Reg. EINECS nummer 231-821-4
SMIL   [O-]S(=O)[O-].[Na+].[Na+]
InChI   InChI=1S/2Na.H2O3S/c;;1-4(2)3/h;;(H2,1,2,3)/q2*+1;/p-2GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L
Codex Alimentarius E221
RTECS WE2150000
CHEBI 86477
ChemSpider 22845
Sikkerhed
Toksicitet moderat
NFPA 704 NFPA 704 firfarvet diamant 0 2 0
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Natriumsulfit ( natriumsulfit ) er en uorganisk forbindelse , et salt af natrium og svovlsyrling med den kemiske formel Na2SO3 . Hvidt pulver eller krystaller med en salt smag. Et vigtigt fødevaretilsætningsstof, der bruges i fødevareindustrien som konserveringsmiddel , antioxidant , blegemiddel og fødevarefarvestabilisator . Inkluderet i koden for internationale fødevarestandarder Codex Alimentarius under navnet E221 . Ud over fødevareapplikationer bruges det også til fotografering, til fremstilling af stoffer og viskosefibre, til forarbejdning af ikke-jernholdige metalmalme og til bortskaffelse af spildevand.

Historie

Inden for fotografering blev det første gang brugt i 1882 af H. B. Berkeley til pyrogallol- fremkaldere for at reducere de pletter, der opstår på det fotografiske materiale under behandlingen. Siden 1882 har mange sammensætninger inkluderet sulfitioner, normalt med det formål at beskytte udvikleren mod oxidation, men generelt var disse ioners rolle kun lidt forstået, og først efter års forskning var det muligt at afsløre et betydeligt antal funktioner af denne forbindelse i sammensætningen af ​​udviklingsopløsninger [2] .

Fysiske egenskaber

Forbindelsen har form af farveløse hexagonale krystaller med parametre: a=0,5459 nm, c=0,6160 nm, z=2, rumgruppe C3, også tilgængelig som et fint hvidt pulver, nogle gange med en rosa farvetone. Den har en kølende salt smag og en let lugt af svovldioxid. Molær masse 126,04 g/mol, massefylde 2,633 g/ cm3 . Opløselig i vand, mens med stigende temperatur, opløseligheden først stiger, når en maksimal opløselighed ved 33,4 ° C, begynder derefter at falde; opløselighed er (i 100 g vand): 14,29 g (0 °C), 26,10 g (20 °C), 36,99 g (40 °C), 29,20 g (80 °C). Også opløselig i ethylalkohol, uopløselig i fedtstoffer og olier [3] [4] .

Danner Na 2 SO 3 7H 2 O-heptahydrat ved krystallisation fra vandige opløsninger under 33,4 °C. Natriumsulfit-heptahydrat har en molær masse på 252,14 g/mol og en massefylde på 1,539 g/cm 3 [3] [4] .

Kemiske egenskaber

Natriumsulfit er stabilt i luft ved stuetemperatur, men ved kraftig opvarmning nedbrydes det og danner en smelte af natriumsulfat og natriumsulfid [5] [3] :

,

samtidig fortsætter nedbrydningen ved temperaturer over 800 °C til dannelse af natriumoxid og svovldioxid [3] .

Natriumsulfitheptahydrat i fugtig luft oxideres let til natriumsulfat, inhibitorer bruges til at bremse oxidation  - hydroquinon , pyrogallol , 1,4-phenylendiamin . I tør luft oxiderer heptahydratet ikke, men mister delvist krystallisationsvand og bliver fuldstændigt dehydreret ved en temperatur på 150-160 °C [3] .

Vandige opløsninger af natriumsulfit har en alkalisk reaktion, når de forsures, frigives svovldioxid [6] .

Natriumsulfit er et stærkt reduktionsmiddel. I vandige opløsninger er det i en delvis hydrolyseret tilstand, let oxideret af atmosfærisk oxygen, kaliumpermanganat , kaliumdichromat , brom , jod og andre oxidationsmidler til natriumsulfat. Natriumsulfitopløsninger absorberer svovldioxid og danner natriumhydrosulfit , og når de koges, tilsættes svovl for at danne natriumthiosulfat . I sure opløsninger af titanium(III) chlorid , tindichlorid og jern(II)chlorid reduceres det til natriumdithionit eller til natriumsulfid [3] .

Fotografiske egenskaber

Talrige undersøgelser af egenskaberne af natriumsulfit i udviklingsopløsninger har vist, at virkningen af ​​denne forbindelse ikke er begrænset til et snævert område for at reducere antallet af pletter på emulsionen dannet under forarbejdning i nogle farvefremkaldere, for hvilke denne forbindelse var oprindeligt foreslået. Næsten øjeblikkeligt begyndte natriumsulfit at blive brugt i sin rolle som det vigtigste universelle konserveringsmiddel, hvilket var forårsaget af dets mangefacetterede virkning på fotografiske kompositioner på alle stadier af udvikling og opbevaring af opløsninger [7] .

Antioxidant

Natriumsulfits hovedrolle i sammensætningen af ​​fotografiske fremkaldelsesopløsninger er at beskytte organiske fremkaldelsesstoffer mod oxidation af atmosfærisk oxygen. Ved en høj pH-værdi af opløsningen oxiderer fremkaldermidlet i fravær af sulfit hurtigt og bliver fotografisk inaktivt. For eksempel omdannes hydroquinon først til quinon , hvilket får opløsningen til at blive gul og derefter til den fotografisk inaktive oxyquinon, som gør opløsningen mørkebrun. En lille mængde natriumsulfit bremser denne proces kraftigt på grund af det faktum, at i stedet for hydroquinon med oxygen, vil sulfit selv reagere først med dannelsen af ​​natriumsulfat. Tilstedeværelsen af ​​et organisk udviklingsstof er til gengæld en hæmmer af processen med sulfitoxidation med oxygen [9] .

Den nøjagtige mekanisme for inhibering af oxidationen af ​​organiske udviklingsmidler er ikke kendt, men menes at skyldes natriumsulfitbinding af de farvede oxiderede former af udviklingsmidlerne, som i ubundet tilstand katalyserer yderligere oxidation af deres uoxiderede form [9 ] .

Oxidation af hydroquinon med atmosfærisk oxygen i opløsninger indeholdende natriumsulfit vil ikke længere ske ved dannelse af quinon og oxyquinon, men med dannelse af farveløst natriumdobesylat, som også er et udviklingsstof [9] :

+ O 2 + 2 Na 2 SO 3 + Na 2 SO 4 + NaOH Polymerisationskædebrud

Når de udsættes for hydroquinon og dets derivater, dannes semiquinoner  , meget aktive og ustabile forbindelser, i opløsning. De har tendens til at polymerisere til humussyrer , hvis kæder, under typiske betingelser for fotografisk fremkaldelse, er dannet af omkring 10 molekyler af oxiderede hydroquinonrester og er mørke i farven. Da sulfit reagerer med semiquinon på dannelsesstadiet af semiquinon, forekommer polymerisation som regel ikke, og derfor vil der ikke være nogen katalytisk effekt af disse polymere forbindelser på den ikke-oxiderede form af udviklingsstoffet. Men for pyrogallol er sulfit ikke i stand til at interagere med uopløselige farvede oxidationsprodukter, på samme måde for svagt farvede oxidationsprodukter af phenidon og L-ascorbinsyre [7] .

Affarvningsmiddel

Natriumsulfit, i processen med at binde farvede former beskrevet ovenfor, danner farveløse forbindelser i stedet for stærkt farvede, og reducerer derved uønskede pletter og farvning af det resulterende billede [7] .

Holde manifestation aktiv

De oxiderede rester af fremkaldermidlet i opløsning, selvom de ikke reagerer direkte med sølvhalogenidet i emulsionen, ændrer pH-værdien af ​​mediet og dets andre indikatorer, hvilket kan føre til enten en stigning i udviklingshastigheden eller til dets fald . Kun få udviklende stoffer giver ikke en sådan effekt. En stigning i aktivitet observeres i bearbejdede opløsninger af udviklende stoffer, der har aktive hydroxogrupper, for eksempel i glycin-foto . Hvis udviklingsmidlet kun har aminogrupper, vil udviklingshastigheden falde. Omdannelsen af ​​oxiderede former til sulfonater ved reaktion med sulfit stabiliserer og opretholder aktivitet, hvorved uønsket over- eller underudvikling undgås [7] .

Henter

Natriumsulfit opnås:

  • vekselvirkning mellem natriumcarbonatopløsninger og svovldioxid [ 5] :
Processen med at mætte opløsningen med dioxid udføres under træk ved 40 °C, hvorefter opløsningen krystalliseres, hvilket beskytter den mod påvirkning af ilt, reaktionsudbyttet er 80 % [5] .

Vandfrit salt:

  • isoleret ved krystallisation ved 100-105 °C. Hvis processen udføres fra et teknisk produkt, tilsættes først en lille mængde natriumhydroxid til opløsningen for at udfælde urenheder af calcium, magnesium og andre metaller, og bundfaldet filtreres fra. Produktet af støkiometrisk sammensætning med denne metode kan kun opnås i en hydrogenatmosfære [5] ;
  • opnået ved dehydrering af heptahydratet;
  • opnået ved omsætning af NaHSO 3 med Ca (OH) 2 :
  • opnået som et biprodukt ved fremstilling af phenol fra benzensulfonsyre [4] .

Ansøgning

I fødevareindustrien bruges det som konserveringsmiddel. Codex Alimentarius tillader individuel brug eller sammen med andre sulfitter, for eksempel til marine mellemprodukter op til 300 mg / kg og op til 30 mg / kg færdige produkter, i frosne kartoffelprodukter op til 50 mg / kg og også i ananas juice koncentrat op til 500 mg/kg kg. I Den Russiske Føderation er det tilladt i forskellige færdige produkter med en koncentration på op til 500 mg / kg (for tørrede frugter og nødder) og i nogle mellemprodukter op til 3 g / kg (til kirsebærmellemprodukter), især i pølseprodukter op til 450 mg/kg, i vine op til 300 mg/kg. Hvis indholdet er mindre end 10 mg/kg (beregnet som svovldioxid), er natriumsulfit muligvis ikke angivet på etiketten [4] .

Det bruges til at fjerne spor af klor efter blegning af stoffer, til at fjerne svovl fra viskosefibre efter støbning, som et flotationsmiddel for ikke-jernholdige metalmalme, ved fremstilling af pesticider , for at neutralisere spildevand indeholdende krom [3] .

I fotografering bruges det som det vigtigste konserveringsmiddel i udviklere , er en del af fixere og andre løsninger [10] [3] .

I kosmetik bruges det med et tilladt indhold på 0,2 % (frit svovldioxid) [4] .

Sikkerhed

Den midlertidigt tilladte koncentration i luften er 0,1 mg/m 3 [3] .

Som kosttilskud er det acceptable daglige indtag 0,7 mg/kg kropsvægt (udtrykt som svovldioxid) etableret af FAO/WHO Joint Expert Committee on Food Additives (JECFA) i 1998 [11] og efterfølgende godkendt af Det Europæiske Sikkerhedsagentur fødevarer (EFSA) i 2016 [12] . Niveauet for ikke-oplagte bivirkninger (NOAEL) for dyr er 70 mg/kg kropsvægt [12] .

U.S. Food and Drug Administration (FDA) betragter natriumsulfit som et "Generally Recognized as Safe " (GRAS) kosttilskud bortset fra dets brug i fødevarer, der er anerkendt som en kilde til vitamin B1 ( thiamin ), fordi natriumsulfit (sammen med tilsætningsstoffer E220 - E228 , der udsender svovldioxid ) nedbryder dette mikronæringsstof , og dets anvendelse på listen over fødevarer rige på vitamin B1 samt i frugt og grøntsager er forbudt [13] .

Noter

  1. ↑ 1 2 NATRIUMSULFIT
  2. ↑ Haist, 1979 , s. 220.
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Belousova, 1992 .
  4. ↑ 1 2 3 4 5 Sarafanova, 2004 , s. 585-587.
  5. ↑ 1 2 3 4 Karyakin, 1974 , s. 271.
  6. ↑ Stasinevich, 1964 .
  7. ↑ 1 2 3 4 5 Haist, 1979 , s. 220-229.
  8. ↑ Redko, 2006 , s. 857.
  9. ↑ 1 2 3 Redko, 2006 , s. 856.
  10. ↑ Gurlev, 1988 , s. 296.
  11. ↑ Verdenssundhedsorganisationen. NATRIUMSULFIT  // Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives.
  12. ↑ 1 2 EFSA-panelet om fødevaretilsætningsstoffer og næringsstofkilder tilføjet til fødevarer (ANS). videnskabelig udtalelse om revurdering af svovldioxid (E 220), natriumsulfit (E 221), natriumbisulfit (E 222), natriummetabisulfit (E 223), kaliummetabisulfit (E 224), calciumsulfit (E 226), calciumbisulfit (E 227) og kaliumbisulfit (E 228) som fødevaretilsætningsstoffer  // EFSA Journal. — 2016-04. - T. 14 , nej. 4 . doi : 10.2903 /j.efsa.2016.4438 .
  13. ↑ CFR - Code of Federal Regulations Titel  21 . FDA . Hentet: 16. oktober 2022.

Litteratur

  • Belousova A.P. Natriumsulfit: artikel // Chemical Encyclopedia / Ch. udg. Knunyants I. L. - M .  : Great Russian Encyclopedia , 1992. - T. 3: Kobber - Polymer. - S. 186. - 639 s. — ISBN 5-85270-039-8 .
  • Gurlev D.S. Håndbog i fotografi (bearbejdning af fotografiske materialer). - K . : Technika, 1988. - ISBN 5-335-00125-4 .
  • Karyakin Yu. V., Angelov II Rene kemikalier. - M . : Kemi, 1974. - 408 s.
  • Redko AV Kemi af fotografiske processer. - Sankt Petersborg.  : NPO "Professional", 2006. - S. 837-954. — 1464 s. - (Ny opslagsbog af en kemiker og teknolog / red. Moskvin A.V.; udgave. Generel information. Stoffets struktur. Fysiske egenskaber af de vigtigste stoffer. Aromatiske forbindelser. Kemi af fotografiske processer. Nomenklatur af organiske forbindelser. Teknik for laboratoriearbejde Grundlæggende teknologi.). — ISBN 978-5-91259-013-9 .
  • Sarafanova L.A. Fødevaretilsætningsstoffer: Encyklopædi. — 2. udg., rettet. og yderligere .. - St. Petersborg. : GIORD, 2004. - 808 s. - ISBN 5-901065-79-4 .
  • Stasinevich D. S. Sodium sulfite: artikel // Brief Chemical Encyclopedia / Editorial Board: Knunyants I. L. (chefredaktør) m.fl. - M .  : Soviet Encyclopedia , 1964. - V. 3: Maltaza-Pyrolysis . - S. 384.
  • Haist GM moderne fotografisk behandling. - New York, Chichester, Brisbane, Toronto: John Whiley og sønner, 1979. - Vol. 1. - (Fotografisk videnskab og teknologi og grafisk kunst). - ISBN 0-471-02228-4 .

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier