Natriumdithionit

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Strukturformel
2.svg Na+.svgDithionit-Ion2.svg
Allgemeines
Name Natriumdithionit
Andere Namen
  • Natriumhydrosulfit
  • Natriumhypodisulfit
  • Unterdischwefligsaures Natrium
  • Blankit
Summenformel
  • Na2S2O4 (Anhydrat)
  • Na2S2O4·2H2O (Dihydrat)
CAS-Nummer 7775-14-6
PubChem 24489
Kurzbeschreibung
  • weißes, stechend riechendes Pulver (Anhydrat)[1]
  • gelbliche Kristalle (Dihydrat)[2]
Eigenschaften
Molare Masse
  • 174,11 g·mol−1 (Anhydrat)
  • 210,15 g·mol−1 (Dihydrat)
Aggregatzustand

Feststoff

Dichte
  • 2,38 g·cm−3 (Anhydrat, bei 20 °C)[2]
  • 1,58 g·cm−3 (Dihydrat, bei 20 °C)[2]
Schmelzpunkt

~80 °C (Zersetzung)[2]

Löslichkeit
  • 182 g·l−1 (Anhydrat, bei 20 °C)[3]
  • 219 g·l−1 (Dihydrat, bei 20 °C)[1]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4]
02 – Leicht-/Hochentzündlich 07 – Achtung

Gefahr

H- und P-Sätze H: 251-302
EUH: 031
P: 370+378 [1]
EU-Gefahrstoffkennzeichnung [5] aus EU-Verordnung (EG) 1272/2008 (CLP) [4]
Gesundheitsschädlich
Gesundheits-
schädlich
(Xn)
R- und S-Sätze R: 7-22-31
S: (2)-7/8-26-28-43
LD50
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.
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Natriumdithionit, (Produktname: Blankit) ist das Natriumsalz der im freien Zustand instabilen Dithionigen Säure (H2S2O4). Natriumdithionit ist ein starkes Reduktionsmittel.

Darstellung und Gewinnung

Zur Herstellung von Natriumdithionit gibt es verschiedene Verfahren. Über die Hälfte der Weltproduktion erfolgt mit dem Formiatverfahren. Neuanlagen werden fast ausschließlich nach diesem Verfahren betrieben. Hier wird Natriumformiat in methanolischer Lösung unter Druck mit Schwefeldioxid umgesetzt.[2]

$ \mathrm{HCOONa + 2 SO_2 + NaOH \longrightarrow Na_2S_2O_4 + CO_2 + H_2O} $

Weitere Verfahren mit jeweils 10–20 % Anteil an der Weltproduktion entfallen auf das Natriumtetrahydroborat-Verfahren, Zinkstaubverfahren und Amalgamverfahren.[2] Beim Natriumborhydridverfahren wird Natriumborhydrid in stark basischer Lösung mit Schwefeldioxid umgesetzt.[2]

$ \mathrm{NaBH_4 + 8 SO_2 + 8 NaOH \longrightarrow } $$ \mathrm{ 4 Na_2S_2O_4 + NaBO_2 + 6 H_2O} $

Das Zinkstaubverfahren basiert auf einer Reduktion von Schwefeldioxid durch Zink in einer wässrigen Suspension, wobei zunächst Zinkdithionit gebildet wird. Die anschließende Behandlung mit Natronlauge ergibt die Zielverbindung.[2]

$ \mathrm{Zn + 2 SO_2 \longrightarrow ZnS_2O_4} $
$ \mathrm{ZnS_2O_4 + 2 NaOH \longrightarrow Zn(OH)_2 + Na_2S_2O_4} $

Das Amalgamverfahren geht vom Natriumsulfit aus, welches in einer Elektrolysezelle mittels Natriumamalgam reduziert wird.[2]

Die Weltproduktion beträgt etwa 600.000 Tonnen im Jahr. Nach dem Formiat-Verfahren produziert in Deutschland die BASF, nach dem Zinkstaub-Verfahren die belgische Firma Prayon.

Eigenschaften

Natriumdithionit tritt als kristallwasserfreies Anhydrat und als Dihydrat auf. Das Anhydrat ist ein weißes kristallines Pulver mit schwachem Geruch nach Schwefeldioxid.[2] Das Dihydrat bildet gelbliche Prismen.[2] Beide Kristallformen unterscheiden sich in der Dichte signifikant. Natriumdithionit ist gut wasserlöslich. Bis zum Umwandlungspunkt bei 72 °C ist das Dihydrat in Wasser etwas schwerer löslich.[2]

Löslichkeit in 100 g Wasser

Die Lösungen sind nur begrenzt stabil und werden durch Wasser zu Natriumhydrogensulfoxylat und Natriumhydrogensulfit hydrolysiert.[2] Die Hydrolyse verläuft um so schneller, je wärmer das Wasser ist. In Luftgegenwart erfolgt zudem eine Oxidation zu Natriumsulfit (Na2SO3) und Natriumsulfat (Na2SO4).

$ \mathrm{Na_2S_2O_4 + H_2O \longrightarrow NaHSO_2 +\ NaHSO_3} $

Das Dihydrat ist besonders bei kleiner Korngröße sehr empfindlich gegen Luftsauerstoff.[2] Die dabei auftretende Oxydationswärme kann zur Selbstentzündung führen.[2] Beim Erhitzen des Anhydrats in Luft wird ab 80 °C in einer exothermen Reaktion Natriumsulfat gebildet und dabei Schwefeldioxid freigesetzt.[2] Oberhalb von 150 °C entstehen unter Luftausschluss in einer heftigen Reaktion Natriumsulfit, Natriumthiosulfat, Schwefeldioxid und Spuren von Schwefel.[2]

Die S-S-Bindung im Dithionitdianion ist mit 238,9 pm ungewöhnlich lang und somit relativ schwach. Zu einem geringen Teil liegen in einem Gleichgewicht •SO2-Radikalanionen vor, wobei das Gleichgewicht fast vollständig auf der Seite des Dithionitdianions liegt.[6]

Die Substanz reizt Augen, Haut und Schleimhäute.[1]

Verwendung

Wegen der reduzierenden Wirkung wird Natriumdithionit als Bleichmittel in Fleckensalzen, in der Färberei (Küpenfärberei), sowie zum Bleichen von Zucker, Sirup, holzhaltigem Papier und Holzschliff, aber auch zum Abscheiden von Silber aus Fixierbädern verwendet.[6] In der Galvanik wird Natriumdithionit bei der Abwasserbehandlung als Reduktionsmittel verwendet.

Einzelnachweise

  1. 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Eintrag zu Natriumdithionit in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA, abgerufen am 21. Dezember 2011 (JavaScript erforderlich)
  2. 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 2,11 2,12 2,13 2,14 2,15 2,16 J.J. Barbera, A. Metzger, M. Wolf: Sulfites, Thiosulfates, and Dithionites in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, doi:10.1002/14356007.a25_477
  3. OECD SIDS Initial Assessment Report, S. 5. (PDF)
  4. 4,0 4,1 Eintrag aus der CLP-Verordnung zu CAS-Nr. 7775-14-6 in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA (JavaScript erforderlich)
  5. Seit 1. Dezember 2012 ist für Stoffe ausschließlich die GHS-Gefahrstoffkennzeichnung zulässig. Bis zum 1. Juni 2015 dürfen noch die R-Sätze dieses Stoffes für die Einstufung von Zubereitungen herangezogen werden, anschließend ist die EU-Gefahrstoffkennzeichnung von rein historischem Interesse.
  6. 6,0 6,1 Thieme Römpp Online 3.19, abgerufen am 21. Dezember 2011.

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