Натрий тиосульфатының алу әдістері

              Ал гидросульфит тиосульфатқа дейін тотығады:

Тиосульфаттан бөлек ерітіндіде натрий сульфаты мен роданиді (тазартылған газдардың құрамында цианидті қосылыстары болуынан түзілетін) жиналады.  Жұмыс ерітіндісінде тиосульфаттын 250г\л-ден көп және натрий сульфатынң 40 г\л көп болған жағдайда мышьяк-содалы ерітіндінің жұту қабілеті күрт төмендейді, сондықтан оның белігі бір бөлігі циклден бөлініп, жанартылып тұруы қажет. Өнделген ерітіндіден натрий тиосульфатын бөліп алады. Ол үшін регенератталған ерітіндінің бір бөлігін алып, одан вакуум-фильтрде күкіртті бөліп алғаннан кейін, оны вакуум-буландырғыш аппаратта тығыздығы 1,48-ден 1,52 г/см3- ке жеткенше буландырады. Буландыру кезінде түзілген тұнбаны, негізгі құрамы Na2SO4, тұндыру арқылы немесе друк-фильтрде бөліп алып, ерітіндіні 25-300С дейін шнеков кристаллизаторында суытады. Бөлінген натрий тио-сульфатының  кристалдарын негізгі ерітіндіден центрефугамен бөліп алып, оны техникалық өнім ретінде шығарады [7,268 бет].

              Таза натрий тиосульфатын («фото» сорты) техникалық өнімді қайта кристаллизациялау арқылы алады. Ол үшін тығыздығы 1,45 г/см3 – қа тең тиосульфат ерітіндісін алып, оны 66-800С дейін қыздырып, 3-4 сағат бойы мышьяктың күкіртті қосылыстарын тұнбаға түсіру үшін көміртек қостоты-ғымен өндейді. Ерітіндіден тұнбаны бөліп алғаннан кейін таза тиосульфатты кристаллдайды. Егер техникалық өнім роданитті қосылыстармен кірленген болса, онда фотобейнелік тиосульфат алу үшін оны екі рет кристаллизация-лау керек.  Екіншілей кристаллизациялауға дейін оның құрамында 94-98% Na2S2O3 ·5H2O,  2 – 4,5% NaCNS, 0,17 – 1,75% NaHCO3, 0,03 – 0,17% As2O3; алғашқы кристаллизациялаудан кейін 97 – 98,5% Na2S2O3 ·5H2O, 0,2 – 1,45% NaCNS, 0-0,4% NaHCO3, 0,015 – 0,05% As2O3; екінші рет кристаллизация-лаудан кейін 99,2 – 99,7 % Na2S2O3 ·5H2O, жәй іздерден 0,03% дейін As2O3, NaCNS және  NaHCO3 мүлдем жоқ.

              Буландыру кезінде тиосульфат ерітіндісінде бар политионаттар натрий сульфидімен ыдырауы мүмкін, ол үшін ең қолайлы температура 45 – 560С және рН ≥ 6.

                                                        3.6 Өндірістегі басқа әдістер

              Тиосульфатты алудың басқа әдістерін қарастырғанда ең бірінші күкіртті сутек әдісіне көңіл аудару абзал, себебі бұл әдіс шикізат ретінде бағалы материалдар – күкіртті натрий мен күкірт емес, кез келген концентрациядағы күкіртсутек, ол көптеген өндірістердегі керексіз өнімдер.                                                Абсорбциялық мұнарада сода ерітіндісін күкіртті газбен қанықтыру арқылы бастапқы сульфит – бисульфитті ерітінді дайындалады, оның құрамында 220 г/л Na2SO3  және 180 г/л NaHSO3 бар. Бұл ерітінді келесі мұнараға жіберіледі, онда күкіртсутектің абсорбциялануы жүреді. Мұнарадан ағып шығатын тиосульфат ерітіндісін фильтрлеп, оны буландыруға және кристаллизация-лануға жіберіледі.

              Күкіртсутектің жұту реакциясындағы маңызды шарт болып бастапқы ерітіндідегі Na2SO3  мен NaHSO3 эквимолекулярлы қатынасы болып табылады. Ерітінді оптимальды рН мәні 6,3-ке тең. Егер эвкимолекулярлы қатынас өзгерсе (10%-тен көп) тиосульфаттын түзілуі күрт төмендейді, ал ерітіндіде қосалқы өнімдер (әсіресе политионаттар) көбейеді. Реакцияның оптимальды температурасы 20-300С.

              Күкіртсутек әдісі буландырусыз жүзеге асырылуы да мүмкін. Ол үшін соданы тиосульфаттын бастапқы ерітіндісінде ерітеді, алынған ерітіндіні эвкимолекулярлы қатынастағы сульфит пен бисульфит түзілгенше күкіртті газбен өндейді.

              Сульфатты әдіс тиосульфатты сода мен одан алынатын өнімдерді қолдануынсыз алуға мүмкіндік береді. Оның негізінде келесі реакция жатыр:

              Натрий сульфаты ерітіндісіне ізбес тас, күкірт пен суспензия қосып 70 – 800С-та 3 сағат ішінде араластырады. Сосын реакциялағыш массаны күкіртті газбен өндейді, күкіртті күкіртсутек түрінде жоғалтпау үшін реакцияны 660С-тан жоғары емес температурада өткізу керек. Басында кальций сульфиді, полисульфиді мен тиосульфаты түзілуі мүмкін, олар натрий сульфатымен орын алмастыру реакциясына түсіп, натрий тиосульфатын, сонымен қатар натрий сульфиді мен полисульфидін түзеді. Сонғысы күкіртті газбен әрекеттесіп тиосульфатқа айналады. Одан басқа натрий жарым-жарты ізбес таспен каустифицияланады да улы натр мен гипс түзеді.  Улы натр күкіртті газбен әрекеттесіп, сульфит түзеді, ол күкірт қатысында тиосульфатқа айналады.

              Тиосульфат қайнар көзі болып кейбір органикалық өндірістердің ағын сулары болып табылады. Тиокарбанилдің өндірісінің ағын суларының құрамында 19-20% Na2S2O3 , 4-5% NaHS, 11-12% Na2SO3 және 2-3% органикалық қосылыстар бар. Оларды сілті ерітіндісімен қайнату қазанында араластыралы. Қазанға күкірт пен темір купоросын енгізеді де, 3 сағат бойы реакциялағыш массаны араластырады және 3сағат бойы ол арқылы 94-960С ауаны өткіздіреді. Тотығу аяғында ерітіндіні қоспалардан фильтрлеп, натрий тиосульфатын кристаллизациялауға жібереді.

              Натрий сульфитінің натрий пента- мен тетратионаттарымен әрекеттесуі нәтижесінде тиосульфат түзіледі, сонымен қатар тритионаттар да:

              Ерітіндіні сульфит қатысында 1-1,5 сағат бойы қайнатқанда тритионат тиосульфат түзумен толық ыдырайды. Бұл жағдайда тиосульфат тритионаттын гидролизі нәтижесінде түзіледі, ал натрий сульфиті буфер ретінде қолданылады, ол S2O32- ионларының әрі қарай Н+ иондарының әсерінен ыдырамауынан сақтайды.

              Кейбір шет ел патенттерінде натрий тиосульфатын натрий балқымасын SO2 атмосферасында айналмалы дискімен  шашырату немесе натрий альмагамдарының әр түрлі заттармен әрекеттесуін қолдануды ұсынады.

              Қарапайым тауарлы өнім, бессулы натрий тиосульфаты өз құрамында 36,3% кристаллизацияланған суға ие. Сусыз натрий тиосульфаты аздаған мөлшердегі бессулы тұзды толық сусызданғанша қыздыру барысында түзіледі. Ал егер қатты қыздырып жіберсе онда тиосульфаттың көп бөлігі элементар күкірт бөліп ыдырай бастайды. Сондықтан мұндай жолмен алынған тиосульфаттын судағы ерітіндісі лайлы болады.

              Ыдыраусыз сусыздандыруды бессулы тұзды 480С-та ашық типті аппатарта балқыту арқылы жасауға болады. Балқыманы оның құрамында 78-82% Na2S2O3 қалғанша буландырады да оны вальц тоңазытқышына құяды, ол кезде ол мөлдір, шыны тәрізді затқа айналады, оның құрамы екі молекула сулы натрий тиосульфатыны сәйкес келеді Na2S2O3 ·2H2O. Қатып қалған қабыршаққа ұқсас тұзды кептіргішке сусыздандырудын екінші сатысына жібереді, онда оны алғашында 620С-тан жоғары емес температурада жасау керек; сосын кептіргіштің температурасын 80-1000С көтереді де өнімді толық сусызданғанша кептіреді.

              Сонымен қатар сусыз және азгидратталған натрий мен аммоний тиосульфаттарын олардың ерітінділерін суда жақсы еритін, бірақ олармен азеотропты қосылыс түзбейтін және тиосульфаттарды ерітіп жібермейтін органикалық заттармен өндеу арқылы да алуға болады. Егер бессулы тиосульфатты 600С-қа дейін қызыдырған метил спритімен өндесе, онда массаны 30°С-қа дейін суытқанда азгидратталған тиосульфат кристаллизацияланады, сосын оны ақырғы кептіруге 50°С вакуумды кептіргішге жібереді. Метил спиртін тиосульфаттан бөліп алған соң, оны дистилляцияға ұшыратуға болады.

Бөлім 4. Na2S2O3 натрий тиосульфатының қолданылуы

Натрий тиосульфаты тұрмыста және өнеркәсіпте кең қолданысқа ие. Натрий тиосульфатының негізгі қолдану аясы ол медицина, текстильде және кенрудасы өнеркәсібінде, фотографияда.

Натрий тиосульфаты текстильде және қағаз өнеркәсібінде ағартқан-нан кейінгі киімде, қағазда қалған хлор іздерін жою үшін, ал тері өндірісінде хром қышқылын тотықыздандырғанда қолданады.

              Кенрудасы өнеркәсібінде натрий тиосульфатын күмісті аз концентрациялы күмісті рудадан өндіргенде колданады. Тиосульфаттын күміспен комплексті қосылыстары тұрақтырақ, салыстырмалы түрде тиосульфаттын фтормен, хлормен, броммен, роданидтермен комлексті қосылыстарына қарағанда. Сондықтан күмістің  немесе ерігішті комплексті қосылыстар түрінде бөлінуі өнеркәсіпте өте тиімді. Натрий тиосульфатын алтын өндірісінде пайдалануда жұмыстар жүргізілуде. Бірақ бұл жағдайда комплексті қосылыстың тұрақсыздық константасы жоғары және күмістің қосылыстарымен салыстырғанда тұрақсыз.

              Натрий тиосульфатының алғаш қолданған аясы медицина. Осы күнге шейін натрий тиосульфаты өз мағынасын жоғалтқан жоқ. Бірақ қазіргі кезде көптеген аруларды емдеуде көбірек нәтижелі дәрілер табылды, сондықтан натрий тиосульфаты ветеринарияда кең қолданыс тапты. Натрий тиосульфаты медицинада мышьякпен, сынаппен, ауыр металдармен, циаидтермен уланғанда антидот ретінде қолданылады:

              Жоғарыда айтылғандай тиосульфат ион S2O32- көптеген металдармен тұрақты комплексті қосылыстар түзе алады, олардың арасында улы металдар да аз емес. Жасалған комплексті қосылыстардың улығы аз, олар ағзадан шығарылады. Натрий тиосульфатының осы ерекшелігіне байланысты оны токсикологияда және улану кезіндегі емдеуде қолданылуы негізделген.

              Сонымен қатар натрий тиосульфаты уланғанда ішекті дезинфекциясында, қотырды емдегенде (тұз қышқылымен бірге), күйуге қарсы және ісінуге қарсы құрал ретінде қолданылады.

              Натрий тиосульфаты аналитикалық химияда қолданады, себебі ол иодометрияда реактив ролін атқарады. Иодометрия әр түрлі заттардың концентрациясын табудағы бірден бір әдіс болып табылады және иодтың концентрациясын табуда оның натрий тиосульфатымен тотығу-тотықсыздану реакциясын қолданалы:

              Соңғы және кең тараған әдіс ол натрий тиосульфатын фотографияда бекітуші ретінде қолданылуы. Қара-ақ фотосуреттер өз орнын түрлі түсті фотосуреттерге берді және фотопленка қазіргі кезде аз қолданылады, себебі фотосуреттер сандық фиксациясына жол берді, дегенменде фотопластиналар мен фотопленкалар қолданылатын жерлер жоқ емес. Мысал ретінде, өндірісте және медицинада қолданылатын рентген аппараттарды, ғылыми аппараттарды, фототелескоптарды келтіруге болады.

              Фотографиялық сурет пайда болу үшін фотопленкада бромды қүмістің 25% тотықсыздануы жеткілікті. Ал қалған бөлігі фотопленкада қалады және өзінің жарықсезгіштігін сақтайды. Егер фотопленканы басылып шығарғаннан кейін жарыққа шығарса, онда негатив қарайып кетеді. Тіпті егер басылып шығарушы жуылса да, жарықта негатив бәрібір күміс галогениді ыдырауына байланысты қараяды.

              Суретті фотопленкада сақтау үшін көрінбеген күміс галогеннің жойып тастау керек. Ол үшін суреттің бекітушілігі қолданылады, сол кезде күміс галогенидін ерігіш қосылыстарға айналдырып және оны фотопленкадан немесе фотосуреттен жуып тазалайды. Суретті бекітуде натрий тиосульфаты қолданылады.

              Натрий тиосульфатының концентрациясына байланысты ерітіндіде әртүрлі қосылыстар түзіледі. Егер тотықсыздану ерітіндісінде тиосульфаттын аздаған мөлшері болса, онда реакция келесі теңдеуге сәйкес жүреді:

              Алынған күміс тиосульфаты суда ерімейді, сондықтан оны фотоқабат-тан бөліп алу қиынға соғады, ол өте тұрақсыз және күкірт бөле жүре ыдырайды:

              Күміс сульфиді Ag2S суретті қарайтады және оны фотоқабаттан жойып тастауға болмайды.

              Ерітіндіде натрий тиосульфатының артық мөлшері болса, онда күміс тұздарының комплексті қосылыстары түзіледі:

              Алынған комплексті тұз Na[Ag(S2O3)] – натрий тиосульфатоарген-таты, ол тұрақты, бірақ суда нашар ериді.

              Ерітіндіде тиосульфаттын өте көп артық мөлшері болса, онда күрделі және суда жақсы еритін күмістің комплексті тұздары түзіледі:

              Фотосуреттерде бекітуші ретінде қолданылуы натрий тиосульфатының осы қасиеттеріне байланысты негізделген.

Қорытынды

              Натрий тиосульфаты тұрмыста және өнеркәсіпте кең қолданылады. Бұл жұмыстың мақсаты натрий тиосульфатының қолданылуын, өнеркәсіпте алу әдістерін және оның физикалық, химиялық қасиеттерін қарастыру болатын.

              Жұмыстың нәтижесінде келесі қорытындылар жасауға болады:

1.        Натрий тиосульфатыны мен тиокүкірт қышқылының физикалық және химиялық қасиеттері қарастырылып, зерттелді.

2.      Натрий тиосульфатының өнеркәсіпте алынуының негізгі әдістері қарастырылды. Натрий тиосульфатының алу әдістерінің ең қолайлысы ретінде сульфидті әдісті ұсынуға болады, себебі қымбат бастапқы заттарды керек етпейді.