Siarczan(IV) sodu (Na₂SO₃) - nieorganiczny związek chemiczny, sól kwasu siarkawego i sodu. Jest to białe krystaliczne ciało stałe, rozpuszczalne w wodzie, nierozpuszczalne w alkoholu. Tworzy siedmiowodną sól Na₂SO₃ * 7H₂O. Gęstość soli bezwodnej wynosi 2.633 g/cm³, a gęstość soli siedmiowodnej 1.561 g/cm³. W temperaturze 33,4*C przechodzi z soli siedmiowodnej do soli bezwodnej. Otrzymywany w reakcji nasycania wodnego r-ru węglanu sodu (Na₂CO₃) bądź wodorotlenku sodu (NaOH), dwutlenkiem siarki (SO₂). Stosowany jako dodatek do żywności w roli konserwantu pod oznaczeniem E221 (obecnie praktycznie zabronione jest jego dodawanie do żywności). Używa się go głównie w przemyśle papierniczym do wychwytywania tlenu. W fotografii stosuje się go w celu uniemożliwienia utleniania roztworów wywoławczych. Ma także zastosowanie podobne do tiosiarczanu sodu, a mianowicie, obniżanie poziomu chloru w basenach. Jest także substratem do produkcji tiosiarczanu sodu Na₂S₂O₃.

. Wykorzystuje się go również do farbowania i drukowania tkanin, w przemyśle garbarskim oraz przy produkcji wina.
 

I metoda - nasycanie roztworu wodorotlenku sodu gazowym dwutlenkiem siarki

Potrzebne odczynniki:

• Wodorotlenek sodu - 21g
• Woda zdemineralizowa - 100 ml
• Źródło dwutlenku siarki*
• *w moim przypadku:
• Miedź (stare kable bez izolacji) - 25g
• Kwas siarkowy(VI) - 44 ml

Potrzebny sprzęt:

• Kolba trój lub dwuszyjna 100ml
• Kolba okrągłodenna 100ml
• Zlewka 400ml
• Lejek
• Termometr 0-100*C
• Cylinder miarowy 50 ml
• Statyw laboratoryjny
• Źródło ciepła
• Wężyk gumowy
• Dwie rurki szklane osadzone w korkach

 

Otrzymywanie:
 

2 NaOH + SO₂ -> Na₂SO₃ + H₂O

20g NaOH rozpuszczamy w 40 ml wody i przelewany roztwór do kolby trójszyjnej z osadzonym w niej termometrem i całość podgrzewamy do 40*C. W miedzy czasie umieszczamy 25g cienkich kabli miedzianych w kolbie i dolewamy 100ml H₂SO₄, kolbę zamykamy korkiem z odprowadzeniem gazów (rurka powinna być zakończona rurką szklaną) i podgrzewamy do wrzenia. Wężyk z kolby z mieszaniną miedzi i kwasu siarkowego umieszczamy w kolbie a dokładniej w roztworze (przy dnie kolby) NaOH. Pamiętamy by uszczelnić całą aparaturę, gdyż wydziela się trujący gaz SO₂.

Gdy zawartość kolby z miedzią i kwasem siarkowym ściemnieje możemy zmniejszyć grzanie kolby trójszyjnej, gdyż ta reakcja strącania soli jest egzotermiczna. Po pewnym czasie w okolicach rurki doprowadzającej SO₂ zacznie się strącać biały osad.

Co pewien czas należy oczyszczać rurkę doprowadzającą gaz gdyż, sól zaczyna krystalizować także w rurce doprowadzającej gaz i w efekcie, poprowadzi to do wiązania się dwutlenku siarki w wężyku z parą wodną i zmniejszenia wydajności reakcji. Reakcję kończymy, gdy odczyn roztworu będzie obojętny. Należy wtedy dodać 1 gram wodnego roztworu NaOH dla alkalicznego odczynu. Aparaturę rozmontowujemy i roztwór przelewamy do zlewki wypłukując pozostałości Na₂SO₃ z kolby, rurek i innych elementów. Zlewkę odstawiamy do lodówki do krystalizacji soli. Następnie zlewamy wodę znad kryształów, które przemywamy niewielką ilością lodowatej wody. Następnie pozostały roztwór zagęszczamy odparowując wodę i otrzymujemy z niego kolejne porcje kryształów. Otrzymane kryształy suszymy w celu pozbycia się siedmiu cząsteczek wody. Wydajność na poziomie 20g-25g, w dużej mierze zależy ona od szczelności aparatury.
 

II metoda - nasycanie roztworu węglanu sodu gazowym dwutlenkiem siarki

Potrzebne odczynniki:

• Węglan sodu - 21g
• Woda zdemineralizowa - 100 ml
• Źródło dwutlenku siarki

Potrzebny sprzęt:

• Kolba trój lub dwuszyjna 100ml
• Zlewka 400ml
• Probówka
• Lejek
• Termometr 0-100*C
• Cylinder miarowy 50 ml
• Statyw laboratoryjny

Otrzymywanie:
 

Na₂CO₃ + SO₂ -> Na₂SO₃ + CO₂

20g węglanu sodu rozpuszczamy w 40 ml wody i montujemy aparaturę tak jak w metodzie I. Całość podgrzewamy do 40-50*C. Taki roztwór nasycamy dwutlenkiem siarki do czasu, aż odczyn roztworu przestanie być alkaliczny, w tym momencie dodajemy stężony roztwór węglanu sodu do odczynu alkalicznego. Roztwór przelewamy do zlewki wypłukując pozostałości siarczanu(IV) sodu z kolby, rurek i innych elementów. Zlewkę odstawiamy do lodówki do krystalizacji soli. Następnie zlewamy wodę znad kryształów, które przemywamy niewielką ilością chłodnej wody. Następnie pozostały roztwór zagęszczamy odparowując wodę i otrzymujemy z niego kolejne porcje kryształów. Otrzymane kryształy suszymy w celu pozbycia się siedmiu cząsteczek wody. Wydajność na poziomie 20g, w dużej mierze zależy to od szczelności aparatury.

 

Przeprowadzenie analizy

Potrzebne odczynniki:

• Nadmanganian potasu - 1g
• Siarczyn sodu (otrzymany przez nas) - 0,5g
• Sól zawierająca anion SO₄^2- (np.MgSO₄) – 0,5g
• Woda zdemineralizowana - 30 ml

Potrzebny sprzęt:

• 2 próbówki

W pierwszym kroku sporządzamy w dwóch próbówkach słaby roztwór nadmanganianu potasu w wodzie.

Następnie do jednej próbówki dodajemy siarczan(IV) potasu, a do drugiej siarczan(VI) magnezu. Obydwie próbówki zamykamy i wstrząsamy.
 

W pierwszej probówce zawierającej siarczan(IV)sodu roztwór odbarwi się, ponieważ anion SO₃^2- zostaje utleniony do SO₄^2-, natomiast w próbówce z siarczanem(VI) magnezu nie zachodzi żadna zmiana zabarwienia ponieważ nie zachodzi żadna reakcja. Na podstawie tej próby możemy być na pewni, że otrzymana przez nas sól jest solą kwasu H₂SO₃.

Artykuł napisał:
Dbraven

Literatura:
- Wikipedia.org (Wersja angielska)
- Preparatyka Nieorganiczna - J. Supniewski