Natriumthiosulfat

Strukturformel
Allgemeines
Name	Natriumthiosulfat
Andere Namen	Natriumhyposulfit (veraltet) Natrium hyposulfurosum SODIUM THIOSULFATE (INCI)
Summenformel	Na2S2O3
Kurzbeschreibung	farb- und geruchlose, salzig-bitter schmeckende Kristalle
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 7772-98-7 (wasserfrei) 10102-17-7 (Pentahydrat) ECHA-InfoCard 100.028.970 PubChem 24477 Wikidata Q339866
Arzneistoffangaben
ATC-Code	V03AB06
Eigenschaften
Molare Masse	158,11 g·mol−1 (wasserfrei) 248,18 g·mol−1 (Pentahydrat)
Aggregatzustand	fest
Dichte	1,729 g·cm−3 (Pentahydrat) 2,372 g·cm−3 (α–Polymorph) 2,336 g·cm−3 (α'–Polymorph) 2,180 g·cm−3 (β–Polymorph) 2,176 g·cm−3 (γ–Polymorph)
Schmelzpunkt	45–50 °C (Pentahydrat)
Siedepunkt	Zersetzung ab 300 °C
Löslichkeit	gut in Wasser (701 g·l−1 bei 20 °C)
Sicherheitshinweise
Bitte die Befreiung von der Kennzeichnungspflicht für Arzneimittel, Medizinprodukte, Kosmetika, Lebensmittel und Futtermittel beachten GHS-Gefahrstoffkennzeichnung keine GHS-Piktogramme H- und P-Sätze H: keine H-Sätze P: keine P-Sätze
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Natriumthiosulfat (Na₂S₂O₃) ist das stabile Natriumsalz der in freiem Zustand instabilen Thioschwefelsäure.

Gewinnung und Darstellung

Natriumthiosulfat wird durch Erhitzen von fein verteiltem Schwefel in einer Natriumsulfitlösung unter Druck hergestellt:

${\displaystyle \mathrm {\ Na_{2}SO_{3}+S\rightarrow Na_{2}S_{2}O_{3}} }$

Alternativ kann das Natriumsulfit auch mit Natriumdisulfid umgesetzt werden.

Eigenschaften

Natriumthiosulfat

Natriumthiosulfat bildet unter Normalbedingungen mit 5 Äquivalenten Kristallwasser farblose Kristalle, welche gut wasserlöslich sind. Beim Lösungsvorgang kühlt sich die Flüssigkeit stark ab, da die Hydratationsenthalpie kleiner ist als die Gitterenergie und die fehlende Wärmemenge dem System entzogen wird. Das Pentahydrat Na₂S₂O₃·5H₂O ist auch unter dem Namen Fixiersalz bekannt, da es bei der Filmentwicklung zur Fixierung dient. Unter dem Namen Antichlor wird es nach dem Bleichen von Papier- und Textilfasern verwendet, um überschüssiges Chlor zu entfernen.
Die Pentahydrat-Kristalle haben einen Schmelzpunkt von 48,5 °C, die Schmelze kann unterkühlt werden und gibt beim Erstarren eine große Menge von Kristallisationsenthalpie ab.

Wasserfreies Natriumthiosulfat tritt in vier polymorphen Kristallformen auf. Die bei Raumtemperatur stabile α–Form kristalliert in einem monoklinen Kristallgitter. Bei 330 °C wandelt sie sich in die trikline β–Form um. Diese bildet beim weiteren Erhitzen bei 388 °C eine kubische γ–Form. Alle Phasenübergänge sind reversibel und die Formen stehen enantiotrop zueinander. Eine metastabile orthorhombische α'–Form kann durch die Dehydratation des Pentahydrats oder Abkühlung der β–Form erhalten werden. Diese wandelt sich um 155 °C exotherm in die α–Form um und steht somit monotrop zu dieser. Die γ–Form zersetzt sich ab 444 °C in einer exothermen Reaktion zu Natriumsulfat und Natriumpentasulfid.

${\displaystyle \mathrm {4\ Na_{2}S_{2}O_{3}\rightarrow 3\ Na_{2}SO_{4}+Na_{2}S_{5}} }$

Wird zur wässrigen Natriumthiosulfat-Lösung Säure hinzugefügt, so scheidet sich nach kurzer Zeit Schwefel in Form einer gelblichen Trübung aus. Die freigesetzte, instabile Thioschwefelsäure (H₂S₂O₃) zerfällt nämlich rasch zu Schwefel und Schwefeldioxid:

${\displaystyle \mathrm {\ Na_{2}S_{2}O_{3}+2\ HCl\rightarrow 2\ NaCl+H_{2}O+S+SO_{2}} }$

Die wasserunlöslichen Silberhalogenide (AgCl, AgBr) werden durch eine Fixiersalzlösung aufgelöst. Durch die Bildung des wasserlöslichen Natriumdithiosulfatoargentat(I)-Komplexes wird der entwickelte Film lichtunempfindlich:

${\displaystyle \mathrm {2\ Na_{2}S_{2}O_{3}+AgCl\rightarrow Na_{3}[Ag(S_{2}O_{3})_{2}]+NaCl} }$

Natriumthiosulfat ist ein Reduktionsmittel und reagiert daher leicht mit dem Oxidationsmittel Kaliumpermanganat.

Verwendung

Technisch

Natriumthiosulfat kann in der Analogfotografie als Fixiersalz dienen, im Bergbau zur Extraktion von Silberchlorid aus Silbererzen und in der Galvanotechnik zur Herstellung von Gold- und Silberbädern. In der Medizin wird es als Gegenmittel bei Cyanidvergiftungen verwendet, dabei wird weniger gefährliches Thiocyanat gebildet.

Natriumthiosulfat dient als Antichlor zum Beenden von Bleich- oder Desinfektionsprozessen mit Chlor. Dabei wird das Chlor zu Chlorid (bzw. Salzsäure) reduziert, und es entsteht Hydrogensulfat:

${\displaystyle {\ce {S2O3^2- + 4 Cl2 + 13 H2O -> 2 HSO4- + 8 H3O+ + 8 Cl-}}}$

In der Chemie wird es zur Bestimmung der Iodzahl verwendet, in der Iodometrie wird Thiosulfat zu Tetrathionat oxidiert:

${\displaystyle {\ce {2 S2O3^2- + I2 -> S4O6^2- + 2 I-}}}$.

Als Natriumthiosulfat-Pentahydrat wird der Stoff in sogenannten Wärmekissen verwendet. Durch das Biegen eines Metallplättchens entsteht ein Kristallisationskeim, der die exotherme Kristallisation auslöst. Die Regeneration des Kissens erfolgt durch Erwärmen in kochendem Wasser, wobei die Kristalle wieder geschmolzen (gelöst) werden.

Medizinisch

Im Rahmen von Studien erfolgt die Anwendung von Thiosulfat zur Verhinderung von Hörverlusten, die im Rahmen einer cisplatinhaltigen Chemotherapie speziell bei Kindern auftreten können. Im März 2023 empfahl die europäische Arzneimittelagentur die Zulassung eines Natriumthiosulfat-Präparates zur Vorbeugung der durch eine Cisplatin-Chemotherapie ausgelösten Ototoxizität bei Kindern mit soliden Tumoren.