Химия
8 класс
Вопрос
Объясните происхождение тривиального названия тиосульфата натрия - «антихлор». К 2 л 2 М водного раствора тиосульфата натрия добавили 1 моль свободного хлора. Принимая, что объем раствора при этом не изменился, вычислите:
а) концентрацию раствора тиосульфата натрия после завершения реакции с хлором;
б) грамм-эквивалент тиосульфата натрия как восстановителя при его реакции с хлором.
Ответ
В молекуле тиосульфата натрия содержатся 2 атома серы, имеющие различные степени окисления. Формально степень окисления одного из них равна +6, а другого -2.
(Если считать, что связь между атомами одного и того же элемента, как это положено по формальным правилам определения степеней окисления, ковалентна, то степень окисления одного из атомов +4, а другого 0, или в среднем степень окисления равна [4+02]=+2. При ионно-электронном методе подбора коэффициентов подобная путаница, обусловленная формальными правилами, не имеет значения:
S2O2−3+5H2O−8e=2SO2−4+10Н+,
т. е.
S+6+S−2−8e=S+4+S0−8e=2S+2−8e=2S+6,
и любой из этих процессов, даже нелепый S+l6+S−12−8ϵ==2S+6, требует одного и того же количества электронов при окислении.).
Хлор в ходе этого процесса окисляет серу (элемент)
Na2S2O3+4Cl2+5H2O=2NaCl+2H2SO4+6НCl.
Как следует из этого уравнения, 1 моль Na2S2O3 реагирует с 4 молями хлора.
В 2 л 2 М раствора Na2S2O3 содержатся 2⋅2=4 моля итосульфата натрия, из которых с 1 молем хлора прореагирует 0,25 моля, тиосульфата, после чего останется 4−0,25=3,75 моля тиосульфата, т. е. концентрация оставшегося раствора равна 3,75:2=1,875 моль/л.
Поскольку S2O2−3 превращаясь в 2 иона SO2−4, теряет 8 электронов, эквивалент тиосульфата в процессе
S2O2−3+5H2O−8e=2SO2−4+10H+
равен 1/8 молекулярной массы, т. е. 1 г-экв Na2S2O3=248,2) равен 248,2:8=31,025 г (для этой реакции).
В технике раствор тиосульфата натрия используют для удаления остатка хлора, который иногда применяют при отбеливании тканей.
(В годы первой мировой войны тиосульфат натрия начали использовать для пропитки масок, применяемых в целях защиты при химических атаках с использованием хлора. Поэтому данное соединение получило название «антихлор».).