第二节　性质和用途

一、亚硫酸钠的物理性质

（一）无水亚硫酸钠

无水亚硫酸钠（sodium sulfite anhydrate）又名硫氧，分子式Na₂SO₃，分子量126.04，为白色沙砾状或粉末状结晶。易溶于水，水溶液呈碱性，pH值约为9.0～9.5；微溶于乙醇，不溶于液氯、氨。熔点为150℃，再热则熔化，发生歧化反应生成硫化钠与硫酸钠的混合物。其物理化学性质及质量标准分别介绍如下。

1.溶解度

当温度低于33.4℃时，亚硫酸钠以Na₂SO₃·7H₂O的形态从溶液中结晶析出；更高温度时则以Na₂SO₃的形态从溶液中析出。亚硫酸钠在水中的溶解度见表1-2。

亚硫酸钠溶解度变化曲线如图1-2所示。

由图1-2可知，亚硫酸钠在溶液温度为33.4℃时溶解度最大，当饱和溶液冷却至33.4℃以下时将析出七水盐结晶（Na₂SO₃·7H₂O）；当饱和溶液加热至33.4℃以上时得到无水盐结晶（Na₂SO₃）。

2.相对密度

无水亚硫酸钠水溶液相对密度见表1-3。

3.比热容

无水亚硫酸钠的比热容见表1-4。

4.热力学性质

无水亚硫酸钠的热力学性质见表1-5。

5.热导率

无水亚硫酸钠的热导率见表1-6。

6.质量标准

无水亚硫酸钠的质量标准见表1-7。

（二）七水亚硫酸钠

七水亚硫酸钠（sodium sulfite，heptahydrate），分子式Na₂SO₃·7H₂O，分子量252.15，无色或白色单斜系结晶。溶于甘油、水，微溶于乙醇，密度为1.539g/cm³。加热到150℃失去七个结晶水，再加热则熔融成硫化钠和硫酸钠的混合物。其还原性比无水亚硫酸钠强，能够被空气氧化为硫酸钠。七水亚硫酸钠的质量标准见表1-8。

二、亚硫酸钠的化学性质

亚硫酸钠还原性极强，置于空气中逐渐被氧化为硫酸钠。其水溶液因水解而呈碱性，酸化时放出有毒的二氧化硫气体。溶液使石蕊和酚酞呈碱性指示色，与酸反应产生二氧化硫气体。

Na₂SO₃在溶液中水解呈微碱性：

Na₂SO₃加热至高温发生歧化反应，生成硫化钠和硫酸钠：

Na₂SO₃与硫酸发生如下反应：

亚硫酸钠可以还原铜离子为亚铜离子（亚硫酸根可以和亚铜离子生成配合物而稳定），也可以还原磷钨酸等弱氧化剂。

三、亚硫酸钠的应用

亚硫酸钠在众多行业中被广泛应用：建筑行业用作减水剂；造纸工业用作木质素脱除剂；水处理中用于处理锅炉用水；有机化工工业用作还原剂；无机工业用作生产氰化亚铜的还原剂；感光工业用作显影剂；食品工业用作脱水蔬菜的还原剂；制革业用作人造纤维的稳定剂；印染工业作为脱氧剂和漂白剂等，另外在电子行业、电镀行业、香料工业中也有应用。

1.建筑行业

近年来，亚硫酸钠作为减水剂的合成原料在混凝土减水剂行业中得到了广泛应用，主要用于合成脂肪族类减水剂和三聚氰胺高效减水剂，可提高混凝土水化效率，增加强度，改善尚未凝固的混凝土的和易性，防止混凝土成分离析；提高抗渗性，减小透水性，避免混凝土建筑结构漏水，增加耐久性，提高耐化学腐蚀性能；降低混凝土凝固的收缩率，防止混凝土构件产生裂纹；提高抗冻性，有利于冬季施工。

2.造纸行业

造纸行业是消耗亚硫酸钠产品最多的行业。用亚硫酸钠蒸煮液在一定温度压力下对植物纤维原料进行蒸煮是造纸行业的重要制浆方法之一，特别适合非木材料制浆。亚硫酸钠是一种性能良好的脱墨助剂，在脱墨中起的作用是防止纸浆返黄，而弱碱性条件下进行亚硫酸钠脱墨对于油墨的脱除更有利。对旧报纸采用中性亚硫酸钠进行脱墨，亚硫酸钠用量为3％～4％，可获得良好的脱墨效果，同时降低废水污染负荷，有利于废水的后期处理。

3.水处理行业

为防止水中溶解氧对锅炉的腐蚀，大多数锅炉进水前需要进行脱氧处理。亚硫酸钠是最早使用的一种脱除水中溶解氧的化学除氧剂，因具有物美价廉、来源方便、无毒、与氧反应速率较快等优点而被广泛应用。亚硫酸钠与稳定剂、催化剂复配，可提高亚硫酸钠的稳定性，降低运行费用。亚硫酸钠还原处理法是当前含铬废水处理工艺中最为环保节能的方法之一，既可以保证出水水质能够达到排放标准，又能够回收利用氢氧化铬，并且设备和操作也较为简单，节省经费，节约占地面积。

4.化工行业

亚硫酸钠作为原料或助剂，在化工行业的应用非常广泛。亚硫酸钠与硫黄沸腾反应是生产硫代硫酸钠的主要方法之一。在氢氧化钠脱除淡盐水生产过程中，在碱性条件下加入Na₂SO₃，能除去残余的游离氯。亚硫酸钠法是国际上公认的TNT工业化成熟可靠的精制方法之一。亚硫酸钠作为磺化剂广泛用于精细化学品的合成。

5.食品行业

亚硫酸钠是国家允许使用、用途广泛的食品添加剂，可用作食品加工的漂白剂、防腐剂、疏松剂、抗氧化剂、护色剂及保鲜剂。亚硫酸钠是一种多酚氧化酶（PPO）活性抑制剂，可有效保护水果和蔬菜的褐变，提高它们的附加值。食品工业中应用亚硫酸钠的历史悠久，随着研究的逐步深入，亚硫酸钠的毒性也日益受到关注。

6.冶金工业

亚硫酸钠作为抑制剂广泛用于选矿。铜铅混合精矿使用重铬酸钾与亚硫酸钠组合作抑制剂，可得到铜精矿品位24.99％，含铅5.48％；铅精矿品位34.34％，含铜6.56％。铜、铅可以分离，为处理铜、铅分离的选矿难题指出了一个新的研究方向。

7.其他工业

亚硫酸钠在印染工业作为脱氧剂和漂白剂，用于各种棉织物的煮炼，可防止棉布纤维在高温带碱情况下局部氧化而影响纤维强度，并提高煮炼物的白度。亚硫酸钠是制革工业的一种重要助剂，用于皮革处理，能使皮革柔软、丰满、坚韧，具有防水、抗折、耐磨等性能。亚硫酸钠是感光工业不可缺少的显影剂和定影剂。在医药方面，可用于原料药的合成，以乙醇胺、硫酸、亚硫酸钠为主要原料，可制得牛磺酸。

四、硫的氧化物及对应的酸和盐的基本性质

（一）亚硫酸氢钠

亚硫酸氢钠（sodium bisulfite），又名重亚硫酸钠，分子式NaHSO₃，分子量104.06，白色块状晶体或粉末。有二氧化硫气味，暴露于空气中失去部分二氧化硫，同时氧化成硫酸盐。溶于水，微溶于乙醇（溶于3.5份冷水、2份沸水、约70份乙醇）。水溶性：300g/L。密度为1.48g/cm³。溶解度（水）：42g/100mL（25℃）。其水溶液呈酸性，pH值为4.0～5.0。熔点分解，熔点为150℃。

亚硫酸氢钠与焦亚硫酸钠呈可逆反应：

亚硫酸氢钠有强烈的还原性，可用于有机物漂白和食品的保存，在染料、造纸、制革、有机合成中用作还原剂，在酿造、饮料行业中用作杀菌剂，还可用于生产糖精、香料和药物等。此外，正硫酸氢钠也用于生产医药中间体、照相显影剂、食品漂白剂、防腐剂、抗氧化剂等。

（二）无水硫酸钠

无水硫酸钠（sodium sulfate anhydrate），又名无水硝、无水芒硝、元明粉，分子式Na₂SO₄，分子量142.04，白色细颗粒结晶或粉末。无臭、味咸且带苦味。有吸湿性。易溶于水，在0℃～30.4℃范围内溶解度随温度的升高而迅速增大。水溶液呈中性，溶于甘油，不溶于乙醇。当水溶液温度低于32.38℃时，则以十水物结晶析出，高于此温度时开始以无水硫酸钠结晶析出。

硫酸钠与碳在高温下反应被还原为硫化钠：Na₂SO₄+2CNa₂S+2CO₂↑，这是制备Na₂S的主要方法之一。

无水硫酸钠用于硫化钠、群青、硅酸钠等化工产品的制造，造纸工业中用于制造硫酸盐纸浆，玻璃工业中用来代替纯碱，染料工业中用作填充剂，印染工业中用作助染剂，医药工业中用作缓泻剂和钡盐中毒的解毒剂等。此外，它还用作洗涤剂填充料，用于配制维尼纶纺丝凝固浴。在电镀中它一般用作导电盐，用于硫酸盐镀锌、镉、镍等电解液中，也用于镀锌层的低铬酸钝化溶液中。

（三）十水硫酸钠

十水硫酸钠（sodium sulfate），又名芒硝，分子式Na₂SO₄·10H₂O，分子量322.19。无色单斜晶体或粉末。有苦咸味，100℃时失去结晶水。在空气中迅速风化而变为白色粉末无水物。溶于水、甘油，不溶于乙醇。水溶液呈中性，pH=6～7.5。

（四）焦亚硫酸钠

焦亚硫酸钠（sodium pyrosulfite），俗称偏二亚硫酸钠、重硫氧，分子式Na₂S₂O₅，分子量190.10，为白色或微黄色粉末或小结晶，带有强烈的SO₂气味，相对密度为1.4，溶于水、甘油，微溶于乙醇。溶解度随温度升高而增大，溶于水后生成稳定的亚硫酸氢钠，与强酸接触放出二氧化硫而生成相应的盐类。露置空气中极易氧化变质，并不断放出SO₂，最后使产品变成硫酸钠，故本产品不宜久存。加热至150℃则分解。与硫酸反应时放出SO₂，与烧碱或纯碱反应时生成亚硫酸钠。

焦亚硫酸钠具有强烈的还原作用，化学工业用于生产羟基香草醛、盐酸羟胺、保险粉等；医药工业用于生产磺胺二甲基嘧啶、安乃近、己内酰胺等以及氯仿、苯甲砜和苯甲醛的净化；制革工业用于皮革处理，能使皮革柔软、丰满、坚韧，具有防水、抗折、耐磨等性能；照相工业用作定影剂的配料；印染工业用作棉布漂白后的脱氯剂、棉布煮炼剂；食品工业用作漂白剂、防腐剂、疏松剂、抗氧化剂、护色剂及保鲜剂；用于油田的废水处理以及用作矿山的选矿剂等；橡胶工业用作凝固剂；感光工业用作显影剂等。

（五）硫代硫酸钠

硫代硫酸钠（sodium hyposulfite），俗称大苏打、海波、次亚硫酸钠，分子式Na₂S₂O₃。无色透明单斜晶体，无臭、味咸，含有5个结晶水（Na₂S₂O₃·5H₂O），分子量248.18，沸点100℃，熔点48℃，密度1.729g/cm³，易溶于水，溶于氨水及松节油，不溶于乙醇。加热到100℃失去5个结晶水分子，在空气中加热被氧化分解成硫酸钠和二氧化硫，灼烧则分解成硫酸钠和硫化钠。在33℃以上的干燥空气中易风化，在潮湿空气中有潮解性。水溶液呈弱碱性，遇强酸分解并析出硫和二氧化硫。

硫代硫酸钠具有较强的还原性，照相业用作定影剂；鞣革时用作重铬酸盐的还原剂；用作含氮尾气的中和剂、媒染剂、麦秆和毛的漂白剂以及纸浆漂白时的脱氯剂；用于四乙基铅、染料中间体等的制造和矿石提银；用作化工业和电镀业的还原剂；用作净水工程的净水剂；在纺织工业中用作棉织品漂白后的脱氯剂；医药工业中用作洗涤剂、消毒剂和褪色剂；用作色层分析试剂。

（六）联二亚硫酸钠

联二亚硫酸钠（sodium dithionite），又称保险粉，低亚硫酸钠，分子式Na₂S₂O₄，分子量174.108。Na₂S₂O₄·2H₂O为白色砂状结晶，Na₂S₂O₄为淡黄色粉末，相对密度（水=1）为2.3～2.4，熔点为300℃（分解），引燃温度为250℃，不溶于乙醇，溶于氢氧化钠溶液，遇水发生强烈反应并燃烧。强还原剂，暴露于空气中易吸收氧气而氧化，同时也易吸收潮气发热而变质，并夺取空气中的氧结块并发出刺激性酸味。广泛用于纺织工业的还原性染色，还原清洗、印花、脱色及漂白。

五、工业级亚硫酸钠的危险性及防护

（一）危险性

侵入途径：吸入、食入、经皮肤吸收。

健康危害：对眼睛、皮肤、黏膜有刺激作用，摄入刺激胃。

环境危害：对水体可造成污染。

燃爆危险：不燃，无特殊燃爆特性。

（二）急救措施

皮肤接触：脱去污染的衣物，用大量流动清水冲洗。如有不适感，立即就医。

眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。如有不适感，立即就医。

吸入：脱离现场至空气新鲜处。如呼吸困难，给输氧，立即就医。

食入：饮足量温水，催吐，立即就医。

（三）操作注意事项

密闭操作，加强通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩、戴化学安全防护眼镜、穿防毒物渗透工作服、戴橡胶手套。避免产生粉尘，避免与酸类接触。搬运时轻装轻卸，防止包装破损。配备泄漏应急处理设备。

（四）个人防护

呼吸系统防护：空气中粉尘浓度超标时，必须佩戴过滤式防尘呼吸器；紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器。

眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。

身体防护：穿防毒物渗透工作服。

手防护：戴橡胶手套。

其他防护：及时换洗工作服，保持良好的卫生习惯。

六、亚硫酸钠的储存和运输

1.储存

（1）应储存在阴凉、干燥的库房中。包装必须密封，勿与空气接触，防止受潮变质。

（2）性质不稳定，应在低于30℃的干燥处密闭储存。

（3）远离火种、热源，应与酸类等分开存放，切忌混储。不宜久存。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

2.运输

起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。