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 $\left [ \frac{4 + 0}{2} \right ] = +2$. При ионно-электронном методе подбора коэффициентов подобная путаница, обусловленная формальными правилами, не имеет значения:

$S_2O_3^{2-} + 5H_2O - 8e = 2SO_4^{2-} + 10Н^{+}$,

т. е.

$S^{+6} + S^{-2} - 8e = S^{+4} + S^0 - 8e = 2S^{+2} - 8e= 2S^{+6}$,

и любой из этих процессов, даже нелепый $S^{+l6} + S^{-12} - 8 \epsilon = = 2S^{+6}$, требует одного и того же количества электронов при окислении.).
Хлор в ходе этого процесса окисляет серу (элемент)

$Na_2S_2O_3 + 4Cl_2 + 5H_2O = 2NaCl + 2H_2SO_4 + 6НCl$.

Как следует из этого уравнения, 1 моль $Na_2S_2O_3$ реагирует с 4 молями хлора.

В 2 л 2 М раствора $Na_2S_2O_3$ содержатся $2 \cdot 2 = 4$ 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 $S_2O_3^{2-}$ превращаясь в 2 иона $SO_4^{2-}$, теряет 8 электронов, эквивалент тиосульфата в процессе

$S_2O_3^{2-} + 5 H_2O - 8e = 2SO_4^{2-} + 10H^{+}$

равен $1/8$ молекулярной массы, т. е. 1 г-экв $Na_2S_2O_3 = 248,2$) 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».).
8 класс Химия Средняя

Ещё по теме