亚硫酸(Sulfurous Acid)是一种无机化合物,俗称“二氧化硫溶液”,化学式为H₂SO₃,相对分子质量为82.08,属于危险化学品中的皮肤腐蚀/刺激类和严重眼损伤/眼刺激类。其核心特征是稳定性差,通常仅存在于水溶液中,难以制得纯态,习惯上将二氧化硫(SO₂)的水溶液视为亚硫酸溶液,市售试剂含二氧化硫不低于6%。
一、理化性质
(一)物理性质
亚硫酸为无色澄清的透明液体,具有二氧化硫的窒息性刺激性气味,密度为1.03g/cm³(水=1),相对空气密度为2.8,熔点约为-72.7℃,沸点约为-10℃(易分解,实际沸点无明确完整数据)。溶解性方面,易溶于甲醇、乙醇,能溶于硫酸、乙酸、氯仿和乙醚,与水可任意比例互溶,25℃时100克水能溶解10.5克二氧化硫,20℃时溶解度约为10g SO₂/100g H₂O,溶液浓度通常不超过6%。
(二)化学性质
1. 酸性:亚硫酸是二元中强酸,电离常数K₁=1.4×10⁻²,K₂=6×10⁻⁷,酸性强于碳酸,具有酸的通性,可与碱性氧化物、碱反应生成盐,能与活泼金属作用析出氢气,其盐类分为正盐(MSO₃)和酸式盐(MHSO₃),其中仅碱金属及铵的亚硫酸盐易溶于水,其他金属的亚硫酸盐难溶于水,但可溶于亚硫酸溶液生成酸式亚硫酸盐。
2. 不稳定性:亚硫酸极不稳定,易分解逸出二氧化硫,加热时分解速率加快,因此通常需用时临时配制;其不稳定性并非分子固有属性,而是由环境决定,1988年研究人员在亚硫酸二乙酯的解离过程中检测到了亚硫酸分子本身。
3. 氧化性与还原性:亚硫酸中硫的氧化态为+4,兼具氧化性和还原性,其中还原性更为突出——在空气中可逐渐被氧化为硫酸,与溴、高锰酸钾等氧化剂反应时也会被氧化为硫酸;氧化性主要体现在与硫化氢反应时,被还原生成硫单质,反应方程式为H₂SO₃ + 2H₂S = 3S↓ + 3H₂O。
4. 其他反应:可与醛类、酮类、含有共轭双键的有机化合物及醌类发生加成反应;亚硫酸盐或酸式亚硫酸盐遇到强酸会分解,放出二氧化硫,这也是实验室制取少量二氧化硫的常用方法;与品红反应可制备品红亚硫酸试剂,该试剂遇醛显紫红色,遇酮不显色,可用于鉴别醛和酮。
化学学习——亚硫酸
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