硫黄酸化物の種類と安定の度合いについて

硫黄化合物を溶液中に溶かしたときに、チオ硫酸イオン、亜硫酸イオン、ペルオキソ一硫酸イオンの状態などいくつかの反応によっては溶液中に存在すると思いますが、

○硫黄の酸化物イオンはそもそもいくつ種類があるのでしょうか？

○それらが存在する、存在しないは何によって判断するべきでしょうか？
例えば、硫黄化合物が溶けているきれいな水中に自然放置した場合に硫酸イオンの方が亜硫酸イオンより安定に存在するのであれば、亜硫酸イオンは存在する可能性はないと思いますが、酸化還元電位？によって決まるのでしょうか。加熱処理など反応によっては途中で存在するかもしれないですが、反応後のものであれば、自然放置なので、いくつものイオンが存在する可能性はないと考えています。

○安定に判断できる要素（酸化還元電位？）などありましたら、それぞれのイオンについての電位を知りたいので、文献がありましたら、教えていただけるとありがたいです。

No.1 ベストアンサー 回答者： doc_somday 回答日時： 2018/04/21 12:54

＞酸化還元電位？によって決まるのでしょうか

根本的にはその通り。ネルンストの式で酸化還元電位はギブスの自由エネルギー差ΔＧの函数ですから、反応が起こりうる組み合わせはすべて考えなければならない。なお学会では還元電位しか使わない。
でもギブスの自由エネルギーは閉鎖系が前提だから例えば酸素源として水しかなかったら非常に不利、酸素分子があればつらいがなんとかなる。
逆も言える、酸素を放出するのは比較的楽だが、例えば硫酸イオンから酸素分子が放出されて亜硫酸イオンができるのはかなりつらい。
＞酸化還元電位？によって決まるのでしょうか
原理的には上限がない、それは硫酸イオン同士から脱水したポリ硫酸イオンが存在しうるからで、リン酸の場合には様々なイオンの化合物が実際に売られている。
だけど硫酸の系列はあなたが挙げた以外には硫酸イオン、二硫酸イオンそしてあなたが挙げたイオンの無水物群しか無い、イオウ酸化物の酸無水物は水中で不安定で通常考えなくて良い。
例外はチオ硫酸イオンだけ。
＞いくつものイオンが存在する可能性はない
これは「化学」では危険な考え方。化学は平衡の学問で元素が変わることはまず無いがそれ以外は全て考えなくてはならない。そこにあるのは上記ギブスの自由エネルギー、厳密には「ギブスの標準生成自由エネルギー」だけ。だから温度が変わると化合物分布がバタバタ変わる。
＞安定に判断できる要素（酸化還元電位？）
標準的なのは国立天文台が丸善から出している理科年表。ただし、物理、化学、生物、地学全てあるから厚い、なお今はＣＤ版が付いている物もあるので、理系なら一生で一冊買えば良い、なにしろ毎年更新されるからきりがない。