チオ硫酸ナトリウム(Na2S2O3)はよく金魚鉢などの水槽の水道水の「塩素を除く」のに用いられていますが、この時の酸化還元反応はどうなりますか??
教えてください。
なお、数字は上のように半角で、係数は2Na2のように大文字でお願いします。めんどくさくてすみません。

A 回答 (1件)

 Cl2 + 2Na2S2O3 → 2NaCl + Na2S4O6



といったところでしょうか。ヨウ素や塩素はチオ硫酸イオンを四チオン酸イオンに酸化し、しかもこの反応は速く完結するまで進み副反応はおこらない、とあります。溶液のpHが9以上であれば、さらに

 4Cl2 + Na2S2O3 +5H2O → 2NaCl + 2H2SO4 + 6HCl

となるようです。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。pHで変化するとは知りませんでした…。とても参考になりました。

お礼日時:2001/07/11 10:53

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Qチオ硫酸ナトリウムと塩素の反応

水中でのチオ硫酸ナトリウムと塩素の反応について質問です。
ウィキペディアでは
Na2S2O3 + 4Cl2 + 5H2O → 2NaCl + 2H2SO4 + 6HCl
となっていますが、
化学の参考書として有名な「新研究」には
Na2S2O3 + H2O + Cl2 → Na2SO4 + S + 2HCl
とあります。だいぶ違いますよね…
二つとも、特に反応の状況は書いてません(「加熱しながら」とか)ので
普通の温度の水だと思います。
どうしてこうも違うのか教えてください。

Aベストアンサー

少し考えてみました。

チオ硫酸イオンの中の2つのSには違いがあります。
S-SO3^(2-)です。
このSが酸性では離れやすいということです。
反応式は多分
S2O3^(2-)→SO3^(2-)+S
でしょう。
だとすると強酸が存在するとSO2の発生が起こります。
酸化剤が存在するとSO4^(2-)に変わります。

曝し粉に塩酸を加えて塩素を発生しているいる試験管にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加えた場合、一瞬で全面が濁ります。下向きに入道雲が湧いたような状態になります。でもそれで気体発生は止まります。塩素の発生も二酸化硫黄の発生も起こりません。栓をしない試験管を試験管立てにただ立てておいて何の支障も起こらないのです。
Sの沈殿が酸によるものだとしても塩素の還元は起こっています。
従って塩素(または次亜塩素酸)と亜硫酸イオンの間で酸化還元反応が起こっていることになります。

私がやったのは塩酸酸性の強酸条件下のものですが
塩素水自体
Cl2+H2O⇔HCl+HClO
で酸性です。
塩素とチオ硫酸ナトリウムの反応の中身が
・酸によるSの切り離し反応
・亜硫酸イオンと塩素との酸化還元反応
の組み合わさった反応であるとしてもいいのではないかと思うようになりました。
この反応が起こるとHClが生じますから酸性が強くなっていきます。
遊離の亜硫酸イオンの量が多ければSO2の発生も観測されるはずです。
亜硫酸イオンと塩素の反応が優先的に起こっている事になります。
反応式としては2番目の方になります。

S-SO3^(2-)の中の酸化数0のSをSO4^(2-)まで酸化するのはかなり難しいことではないでしょうか。
ヨウ素とチオ硫酸ナチトリウムの反応で得られた四チオン酸ナトリウムはこのSがわずかに変化することで-SO3-のSが酸化されています。
[SO3-S-S-SO3]^(2-)というイオンになっています。-S-S-の部分のSの酸化数はやはり0です。
酸化数では表せない変化が起こっています。
ヨウ素水の酸性がものすごく弱いというのが塩素とヨウ素で起こる反応が異なるという理由だということにもなります。

硫酸は強酸性条件では硫酸水素イオンとして存在するとしていいはずです。0.1M硫酸では完全電離とすると[H^+]=0.2Mになります。ところがpK2=2として計算すると[H^+]≒0.11です。
硫酸を2価の強酸、完全電離と考えてよろしいというのは中和を考えている場合のことだろうと思います。中和点でのpHは7.2です。中和滴定曲線でも第1中和点でpHの勾配の変化は生じません。
よくある2段階中和の曲線ではないのです。塩酸の滴定曲線の形との区別は難しいです。

少し考えてみました。

チオ硫酸イオンの中の2つのSには違いがあります。
S-SO3^(2-)です。
このSが酸性では離れやすいということです。
反応式は多分
S2O3^(2-)→SO3^(2-)+S
でしょう。
だとすると強酸が存在するとSO2の発生が起こります。
酸化剤が存在するとSO4^(2-)に変わります。

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