Соединение серы в степени окисления 1+

Тиосернистая кислота — H2S2O2

H₂S₂O₂ — сама по себе и в виде солей неизвестна, но некоторые ее органические производные были получены. Её получают при взаимодействии S₂O, или S (SO), имеющий такую же структуру, как и SO₂, с водой:

S₂O+H₂O=H₂S₂O₂ [6].

Соединение серы в степени окисления 2+

Тиосерная (серноватистая) кислота — H2S2O3

Структурная формула тиосерной кислоты имеет следующий вид:

H₂S₂O_3 — неустойчива, уже при комнатной температуре она распадается [8]. Свободная серноватистая кислота может быть получена взаимодействием при 78 С хлорсульфоновой кислоты с сероводородом по схеме:

НSО₃Сl + Н₂S = НСl + Н₂S₂O₃

Она представляет собой маслянистую жидкость, при охлаждении жидким воздухом застывающую в стеклообразную массу. Заметное разложение серноватистой кислоты по схеме:

2 Н₂S₂O₃ = Н ₂S + Н ₂S₃О₆

идет даже при 78 С. Значительно устойчивее её соли — тиосульфаты, наиболее устойчив ее диэфират — Н₂S₂O₃2(С₂Н ₅)₂O, разлагающийся (на Н₂S, SO₃ и эфир) лишь выше 5 С. Наиболее употребителен тиосульфат натрия Na₂S₂O₃•5H₂О [4]. Если прокипятить водный раствор сульфита натрия Na₂SO₃ с серой и отфильтровав излишки серы, оставить охлаждаться, то из раствора выделяются бесцветные прозрачные кристаллы нового вещества, состав его выражается формулой Na₂S₂O₃•5H₂O [8]. Интересен также механизм получения тиосульфата путем взаимодействия серы со щелочью. Реакция эта в первой стадии протекает с одновременным окислением и восстановлением серы:

3S + 6NаОН = Nа₂SO₃ + 2Nа₂S + 3Н₂О Другой интересный способ получения тиосульфата основан на непосредственном взаимодействии SO₂ и Н ₂S в щелочной среде. Если смесь обоих газов пропускать при сильном размешивании в раствор NаОН до его нейтрализации, то образуется тиосульфат:

4SO₂ + 2Н ₂S + 6NаОН = 3Nа ₂S₂O₃ + 5Н ₂О При 48,5 С тиосульфат плавится в своей кристаллизационной воде и около 100С теряет воду. Дальнейшее нагревание соли выше 220С сопровождается распадом, который идет в основном по схемам:

4Nа ₂S₂О ₃ = 3Nа₂SO₄ + Nа₂S_5,

Na₂S₅ = Nа₂S + 4S [4].

При добавлении к раствору тиосульфата натрия какой-нибудь кислоты, например, соляной, появляется запах диоксида серы и через некоторое время жидкость становится мутной от выделившейся серы.

По-видимому, вначале образуется тиосерная кислота.

Na₂S₂O₃+2HCl= H₂S₂O₃+2NaCl,.

которая далее разлагается согласно уравнению:

H₂S₂O₃=H₂O+SO₂^+Sv.

Тиосульфат натрия — восстановитель. Хлор, бром и другие сильные окислители окисляют его до серной кислоты или до её соли. Например:

Na₂S₂O₃+4Сl₂+5H₂O=2H₂SO₄+2NaCl+6HCl [8].

Но под действием, например, иода — менее сильного окислителя, тиосульфат натрия окисляется до соли тетратионовой кислоты H₂S₄O₆:

I₂+2Na₂S₂O₃=2NaI+Na₂S₄O_6.

Расплавленный тиосульфат очень склонен к переохлаждению. Иногда им пользуются как средой для определения молекулярных весов по понижению точки замерзания (криоскопическая константа 4,26 град). Из других тиосульфатов наиболее интересен малорастворимый ВаS₂O₃, обменным разложением, которого с сульфатами различных металлов удобно пользоваться для получения их тиосульфатов. [4].

Подобно свободному хлору, другие сильные окислители (НОСl, Br₂ и т. п.) окисляют тиосульфат до серной кислоты и ее солей. Иначе, а именно с образованием соли тетратионовой кислоты, протекает окисление тиосульфата сравнительно слабыми (или медленно действующими) окислителями, в частности йодом:

I₂ +2 Nа ₂S₂O₃ = 2 NаI + Nа ₂S₄O₆ [8].

Тиосульфат натрия применяется в фотографии как закрепитель, в текстильной промышленности для удаления остатков хлора после отбелки тканей, в медицине. Медицинское применение тиосульфата довольно разнообразно. Его принимают внутрь (или вводят внутривенно) при отравлениях тяжелыми металлами, мышьяком и цианидами, а также для дезинфекции кишечника. Наружное (или внутреннее) применение показано при тяжелых ожогах и воспалениях кожи. [4].

Сульфоксиловая (диоксосерная) кислота — H2SO2

H₂SO₂ — получается при гидролизе дихлорида серы:

SCl₂+2H₂O=2HCl+H₂SO_2.

Cтруктурная формула этой кислоты:

Достоверно установлено существование только одной её соли СоSO₂ — сульфоксилата кобальта [6]. Это кристаллическое вещество бурого цвета. Также известна соль NaHSO₂•HCHO•2H₂O — под техническим названием «ронгалит», с температурой плавления 63⁰С, она неустойчива и восстанавливается при крашении. Вещество это хорошо растворимо в воде (1:2 по массе), устойчиво к действию щелочей и в нейтральной среде проявляет свои восстановительные свойства лишь около 100С. С точки зрения структуры ронгалит производится от второй из приведенных выше форм сульфоксиловой кислоты путем замещения гидроксильного водорода на натрий, а водорода, связанного с серой, на радикал СН₂ОН.

" Ронгалит" применяется в качестве сильного восстановителя (обычно — для снятия красителей с тканей) [1].