Θειοθειικό
Θειοθειικό (S2O2−
3) (Thiosulfate ή thiosulphate) είναι ένα οξυανιόν του θείου.
Το πρόθεμα θειο- δείχνει ότι το θειοθειικό ιόν είναι θειικό ιόν με ένα οξυγόνο να έχει αντικατασταθεί από θείο. Το θειοθειικό έχει τετραεδρικό μοριακό σχήμα με συμμετρία C3v. Το θειοθειικό εμφανίζεται στη φύση και παράγεται από συγκεκριμένες βιοχημικές διεργασίες. Αποχλωριώνει γρήγορα το νερό και είναι αξιοσημείωτο για τη χρήση του να διακόπτει τη λεύκανση στη χαρτοποιία. Το θειοθειικό είναι επίσης χρήσιμο στην τήξη ορυκτού αργύρου (silver ore), στην παραγωγή δερμάτινων αγαθών και στη βαφή υφασμάτων.
Το θειοθειικό νάτριο (Sodium thiosulfate), χρησιμοποιήθηκε πλατιά στη φωτογραφία για να σταθεροποιεί τα ασπρόμαυρα αρνητικά και στην εκτύπωση στο στάδιο ανάπτυξης· οι σύγχρονοι 'γρήγοροι' σταθεροποιητές χρησιμοποιούν θειοθειικό αμμώνιο (ammonium thiosulfate) ως άλας σταθεροποίησης, επειδή δρα τρεις με τέσσερις φορές πιο γρήγορα.[1] Some bacteria can metabolise thiosulfates.[2]
Σχηματισμός
Το θειοθειικό παράγεται από την αντίδραση του θειώδους ιόντος με στοιχειακό θείο και με ατελή οξείδωση των σουλφιδίων (οξείδωση του σιδηροπυρίτη). Το θειοθειικό νάτριο μπορεί να σχηματιστεί από αυτοοξειδοαναγωγή του θείου διαλυμένου σε υδροξείδιο του νατρίου (παρόμοια με τον φώσφορο).
Αντιδράσεις
Τα θειοθειικά είναι σταθερά μόνο σε ουδέτερα ή αλκαλικά διαλύματα, αλλά όχι σε όξινα διαλύματα, λόγω της αποσύνθεσής τους σε θειώδη και θείο, τα θειώδη αφυδατώνονται σε διοξείδιο του θείου:
- S2O2−
3 (aq) + 2 H+ (aq) → SO2 (g) + S (s) + H2O (l)
Αυτή η αντίδραση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δημιουργήσει υδατικό αιώρημα θείου και δείχνει τη μοριακή σκέδαση του φωτός στη φυσική. Εάν λευκό φως φωτίζει από πίσω, τότε φαίνεται γαλάζιο φως από τα πλάγια και πορτοκαλί από πάνω, λόγω των ίδιων μηχανισμών που χρωματίζουν τον ουρανό το μεσημέρι και το απόβραδο.
Τα θειοθειικά αντιδρούν διαφορετικά με τα αλογόνα, που μπορεί να αποδοθεί στη μείωση της οξειδωτικής ισχύος προς τα κάτω στην ομάδα των αλογόνων:
- 2 S2O2−
3 (aq) + I2 (aq) → S4O2−
6 (aq) + 2 I− (aq)
- S2O2−
3 (aq) + 4 Br2 (aq) + 5 H2O(l) → 2 SO2−
4 (aq) + 8 Br− (aq) + 10 H+ (aq)
- S2O2−
3 (aq) + 4 Cl2 (aq) + 5 H2O (l) → 2 SO2−
4 (aq) + 8 Cl− (aq) + 10 H+ (aq)
Σε όξινες συνθήκες, τα θειοθειικά προκαλούν γρήγορη διάβρωση των μετάλλων· ο χάλυβας και ο ανοξείδωτος χάλυβας είναι ιδιαίτερα ευπαθείς στη σημειακή διάβρωση (pitting corrosion) που επάγεται από θειοθειικά. Απαιτείται προσθήκη μολυβδαινίου σε ανοξείδωτο χάλυβα για να βελτιωθεί η αντίσταση σε σημειακή διάβρωση (AISI 316L hMo). Σε αλκαλικές υδατικές συνθήκες και μέτρια θερμοκρασία (60 °C), ο κοινός ανθρακούχος χάλυβας και ο ανοξείδωτος χάλυβας(AISI 304L, 316L) δεν προσβάλλονται, ακόμα και σε υψηλή συγκέντρωση βάσης (30%w KOH), θειοθειικού (10%w) και παρουσία φθοριούχου ιόντος (5%w KF).
Η εμφάνιση στη φύση της θειοθειικής ομάδας περιορίζεται πρακτικά σε πολύ σπάνιο ορυκτό sidpietersite, Pb4(S2O3)O2(OH)2,[3] καθώς η παρουσία αυτού του ανιόντος στο ορυκτό bazhenovite αμφισβητήθηκε πρόσφατα.[4]
Το θειοθειικό σχηματίζει εκτεταμένα σύμπλοκα με στοιχεία μετάπτωσης και μια συνηθισμένη χρήση είναι η διάλυση αλογονιδίων του αργύρου στην ανάπτυξη φωτογραφικών φιλμ.[5] Το θειοθειικό χρησιμοποιείται επίσης για εξαγωγή ή απομάκρυνση χρυσού και αργύρου από τα μεταλλεύματά τους επειδή είναι λιγότερο τοξικό εναλλακτικό ως προς το κυανίδιο.[6]
Ονοματολογία
Το συστηματικό πρόσθετο όνομα κατά IUPAC είναι τριοξειδο-1κ3O-διθειικό(S—S)(2−), το όνομα του αντίστοιχου οξέος είναι διυδροξειδο-1κ2O-οξειδο-1κ1O-διθειούχο(S—S). Το εξωτερικό θείο έχει αριθμό οξείδωσης (−II), ενώ το κεντρικό άτομο του θείου έχει αριθμό οξείδωσης (+VI).
Βιοχημεία
Το ένζυμο ροδανάση (rhodanase) καταλύει την αποτοξίνωση του κυανιδίου από θειοθειικό:CN− + S2O2−
3 → SCN− + SO2−
3.
Το θειοθειικό νάτριο θεωρείται ως εμπειρική αντιμετώπιση για δηλητηρίαση από κυανίδιο, μαζί με υδροξοκοβαλαμίνη (hydroxocobalamin). Είναι πολύ αποτελεσματικό σε προνοσοκομειακό περιβάλλον, επειδή η άμεση χορήγηση από προσωπικό επειγόντων είναι απαραίτητη για να αντιστρέψει τη γρήγορη ενδοκυτταρική υποξία που προκαλείται από την παρεμπόδιση της κυτταρικής αναπνοής, στο σύμπλοκο IV.[7][8][9][10]
Ενεργοποιεί την TST (θειοτρανσφεράση του θειοθειικού (thiosulfate sulfur transferase)) στα μιτοχόνδρια. Η TST σχετίζεται με την προστασία κατά της παχυσαρκίας και του διαβήτη τύπου II (που αντιστέκεται στην ινσουλίνη) .[11][12]