微波法制备硫代硫酸钠及其条件的初步 探索2007 级化学系应用化学专业班颜廷国刘峰一、 前言硫代硫酸钠（322OSNa）又名大苏打、海波、次亚硫酸钠，无色透明的单斜晶体， 无臭，味清凉而微苦， 密度为 1.729g/cm3，水溶液中呈碱性， 难溶于乙醇，在 330C以上的干燥空气中风化，48C分解，100C时失去五个结晶水， 灼烧分解为硫化钠 （SNa2）和硫酸钠（42SONa） 。可用作碘的还原剂、定影剂，纺织工业用它消除漂白织物后残余的氯，医药工业用作洗涤、 消毒、褪色等；在分析化学中做色层分析和容量分析用试剂 1。目前，工业制备硫代硫酸钠的方法主要有亚硫酸钠法、硫代碱法和砷碱法净化气体负产品法三种。2亚硫酸钠法是将硫磺燃烧生成的2SO与纯碱32CONa溶液作用生成亚硫酸钠，在与过量的硫磺反应，经过过滤、浓缩、结晶而得，其反应式为：32CONa2SO32SONa2CO32SONaSOH25OHOSNa23225由于第二部反应是固液反应，硫磺难溶于水而浮于液面，为使硫磺与溶液充分接触，提高反应速率， 必须使反应温度维持在112.8C以上（此时，硫磺处于硫化态）2 小时 3，可见该工艺耗能较大。自1986 年微波化学兴起后，微波技术的应用研究尤其是在有机合成和无机材料的制备方面十分活跃。此实验以微波法代替传统加热，以32SONa和硫磺粉为原料合成硫代硫酸钠，并对反应条件如原料摩尔比、反应温度（火候）、时间进行了初步试验，与传统加热法相比，反应速率大大提高，节省了时间， 因而大大降低了耗能，显示了该技术良好的应用前景。二、 仪器和试剂仪器：普通微波炉，电子天平，研钵，400ml 烧杯，抽滤瓶（125ml） ，布氏漏斗，电热套，蒸发皿，烘箱试剂：硫磺粉，无水32SONa，95% 乙醇三、OHOSNa23225的制备步骤物料研磨1) 称量一定量的硫磺粉，放入研磨中， 加入 10ml95% 的乙醇，充分研磨均匀。2) 称量一定量的无水32SONa，放入上述硫磺粉中， 继续研磨，混合均匀，不断补水10ml，充分研磨成浆状。微波辐射合成1) 将上述浆状物转移到400ml 烧杯中，用 100ml 水将研钵的浆状物转移干净，放入微波炉的中心转盘内。2) 设置微波炉的火候（中火、中高火）和时间，反应。3) 反应完毕后，将剩余液体取出，冷却。固液分离、蒸发浓缩、冷却结晶1) 将反应物料加水10ml 抽滤，剩余S粉用 5ml 水洗涤，抽干后，干燥（ 85C）, 称重, 计算S的利用率 , 回收硫粉2) 将滤液放入蒸发皿中, 数显电热套上， 控温 300C，浓缩到有大量小气泡产生时，加入10ml 无水乙醇蒸发浓缩至原体积。3) 蒸发稍冷后，置于冰水中冷却、结晶，得OHOSNa23225粗品，回收 , 计算产率。定性鉴定将 少 量 产 品 置 于 试 管 中 ， 用 蒸 馏 水 溶 解 ， 滴 加 几 滴6mol/LHAc溶液，酸化，加入5d0.1mol/L3AgNO溶液，振荡，观察现象，若有白色322OSAg沉淀，并逐渐变黄、棕，最后变黑，证明有232OS存在。四、 实验的结果和讨论反应物32SONa与S的摩尔比对S的利用率的影响实验取温度为中高火，反应时间为12min，改变反应物的摩尔比，所得S的利用率如表1 表 1 温度对S的利用率的影响n)(32SONa:n)(S1:0.8 1:1 1:1.2 1:1.4 硫的平均利用率 % 60 64.375 72.5 63.1 由表 1 可见，当摩尔比 1：1.2 时，随摩尔比的增大，S的利用率增大；当摩尔比1：1.2 时，S的利用率降低，所以反应物摩尔比选1：1.2 为宜。反应温度（即火候）对S的利用率的影响实验取反应时间为12min，反应物摩尔比为1：1.2 ，改变反应火候所得S的利用率如图表2：表 2 反应温度（即火候）对S的利用率的影响反应火候中火中高火S的平均利用率 % 58.75 72.5 由图表 2 可见，当火候为中高火时，S的利用率最大，所以反应取中高火为宜。反应时间对 S的利用率的影响实验取反应摩尔比为1：1.2 ，温度为中高火溶液中蒸馏水的量增至150ml（由于增加时间水的蒸发量也就增加），改变反应时间， S的利用率和产物的变化如图表3：表 3 反应时间对S的利用率的影响反应时间（ min）8 10 12 14 16 S的平均利用率 % 44.2 55.7 72.5 62.4 60.8 由表 3 可见， 随着反应时间的增加的增加， S的利用率增大，当时间大于12min 的，对 S的利用率没有多大的影响。五、 滤液蒸发浓缩终点的标志工业生产中是通过测定溶液的波美度来指示蒸发浓缩的终点，学生作实验，因滤液少，很难测其波度，只能根据蒸发过程中的现象来判断。本实验通过反复实验，结果得出：滤液蒸发至连续不断地产生大量的小气泡，且呈现粘稠，即为蒸发终点。六、 结论1)用硫粉和亚硫酸钠微波法制备硫代硫酸钠的最佳条件是：亚硫酸钠与硫粉的摩尔比为1：1.2 ；反应温度即火候为中高火，反应时间为12min 2)此法制硫代硫酸钠缩短了时间，适用于只有有限实验时间的教学内容。七、 参考文献 1 司徒杰生. 化工产品手册( 第三版) : 无机化工产品 M . 北京: 化学工业出版社, 1999. 621. 2化工百科全书编辑委员会, 化学工业出版社化工百科全书编辑部. 化工百科全书( 第十卷) M .北京: 化学工业出版社, 1996. 750- 751. 3 日本化学会. 无机化合物合成手册( 第二卷) M . 安家驹,陈之川，译.北京: 化学工业出版社, 1986. 21.二 O O八年六月此次学生实验的成功，与吴仁涛教授的指导是分不开的，十分感谢吴老师的帮助。Tswhz2004 yahoo. com . cn