连二亚硫酸钠
[CAS 7775-14-6]

基本信息

• 产品分类: 食品添加剂 >> 漂白剂
• 产品名称: 连二亚硫酸钠
• 英文名: Sodium dithionite
• 别名: Dithionous acid disodium salt; Sodium hypodisulfite
• 分子式: Na₂S₂O₄
• 分子量: 174.10
• CAS 登录号: 7775-14-6
• EC 号码: 231-890-0
• 分子行输入简码SMILES: [O-]S(=O)S(=O)[O-].[Na+].[Na+]

物理化学性质

• 熔点: 300 °C (实验值)
• 溶解度: 水: 250 g/L (20 °C) (实验值)

安全数据

• 危险品标志: GHS02;GHS07 危险
• 危害标签: H251-H302
• 防护标签: S26;S28A;S43E;S7/8

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
自热物质或混合物	Self-heat.	1	H251
急性毒性	Acute Tox.	4	H302
眼刺激	Eye Irrit.	2	H319
皮肤刺激	Skin Irrit.	2	H315
对水生环境长期有害	Aquatic Chronic	3	H412

• 危险品运输编号: UN 1384

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chemBlink 化学品故事

连二亚硫酸钠（CAS 7775-14-6）是一种强还原性无机盐，化学式为 Na₂S₂O₄。它广泛用于纺织染色、纸浆和造纸、化学合成以及其他需要还原性环境的工业过程。不过，它最有意思的用途之一就在日常生活中随处可见，因为传统靛蓝牛仔裤的染色过程与连二亚硫酸钠有着密切关系。

这个故事要从靛蓝说起。靛蓝是人类使用历史最悠久的染料之一，也是牛仔布特有蓝色的来源。然而，它作为染料却有一个看起来很不方便的性质：普通靛蓝几乎不溶于水。

这就产生了一个实际问题。棉花主要由纤维素组成，染色时需要让染料充分接触并进入纤维。如果蓝色靛蓝只是以不溶性颗粒悬浮在水中，就很难按照需要进入棉纤维并形成均匀而牢固的染色效果。

人们在还不知道其中分子原理的年代，就已经通过还原性染缸解决了这个问题。在碱性和还原性条件下，蓝色靛蓝会转变成另一种能够进入水相的化学形式。现代工业则利用经过控制的还原剂完成同样的基本过程，而连二亚硫酸钠长期以来一直是最重要的还原剂之一。

在碱性溶液中，连二亚硫酸钠提供还原能力，把靛蓝转变成还原态。这个过程可以简化表示为：

靛蓝 + 2 e⁻ + 2 H⁺ → 还原态靛蓝

在染浴的碱性条件下，还原后的靛蓝主要以离子化形式存在，与水的相容性比原来的中性靛蓝高得多。因此，还原反应完成了一件非常巧妙的事情：它暂时把一种难溶的蓝色色素变成可以在水相染色过程中使用的形式。

还原以后，靛蓝原来产生蓝色的电子结构也发生改变，因此染缸中的还原态染料并不是简单的“蓝色靛蓝溶液”。

棉纱或者织物浸入这种还原性染浴以后，还原态染料可以接触并进入纤维。随后发生的是整个染色过程中最有意思的一步。

把棉纱从染缸中取出来，让它接触空气。

空气中的氧开始进行与连二亚硫酸钠相反的工作。还原态靛蓝重新被氧化，恢复成原来的难溶性靛蓝。这个过程可以简化表示为：

还原态靛蓝 + O₂ → 靛蓝 + 氧化产物

实际氧化过程比这个简化式复杂，但最重要的结果非常明确：原来能够存在于碱性水相中的还原态染料，再次变成难溶的蓝色靛蓝。

不同的是，这一次靛蓝已经位于棉纤维之中或表面。

于是，棉纱离开染缸并接触空气以后逐渐显现出熟悉的蓝色。靛蓝染色的巧妙之处就在这里：化学家首先暂时消除靛蓝难溶的性质，使它能够进入纺织材料；等染料到达需要的位置以后，再利用空气中的氧把这种难溶性恢复回来。

工业牛仔布染色通常会把浸染和空气氧化过程重复多次。每一次进入还原性染浴，棉纱都会获得更多还原态靛蓝；每一次重新暴露在空气中，又有更多蓝色靛蓝形成。通过多次重复，可以逐渐达到需要的颜色深度。

这种染色方式还与牛仔裤非常有特点的褪色现象有关。靛蓝往往较多集中在纱线外层，并不是把整根棉纤维从表面到内部完全染成同样深的蓝色。牛仔裤在穿着和洗涤过程中，外层受到摩擦，表面的靛蓝逐渐脱落，下面颜色较浅的部分便显露出来。因此，牛仔裤膝部、折痕和其他经常摩擦位置出现的自然褪色，不仅是机械磨损的结果，也与靛蓝最初怎样通过化学方法沉积在纱线上有关。

连二亚硫酸钠特别适合这个过程，是因为它具有很强的还原能力，可以使染浴保持足够低的氧化还原状态，让靛蓝维持在需要的还原态。但是，这种强还原性同时也带来了一个问题：连二亚硫酸钠很容易被空气中的氧消耗。

它的水溶液不能无限期保持稳定，在温度升高或者其他不利条件下还会加快分解。因此，工业靛蓝染色必须控制碱度、温度、还原剂浓度以及染浴与空气接触的程度。染缸中的还原环境不是建立一次以后就可以永久保持，而需要不断监测和维持。

这里出现了一个很有意思的矛盾。连二亚硫酸钠之所以有用，就是因为它很容易提供还原能力；但是也正因为如此，空气中的氧会在它还没有完成目标反应以前就消耗一部分还原剂。它的优点和不稳定性实际上来自同一种化学性质。

大量使用连二亚硫酸钠还会带来废水处理问题。它在氧化和分解以后会产生亚硫酸盐、硫酸盐等含硫物质，增加纺织废水中的溶解盐和含硫成分。因此，近年来人们一直在研究其他靛蓝还原方法，包括利用还原糖、电化学过程以及其他还原体系，希望减少传统染色对连二亚硫酸钠的依赖。

这种强还原能力也解释了它为什么能够用于漂白。某些有颜色的化学结构得到电子以后会发生变化，使原来的发色体系被破坏或者转变成颜色较浅的形式。因此，连二亚硫酸钠可以用于纸浆、纺织材料以及其他体系的还原性脱色。

这与使用氧化剂进行漂白形成了很好的对照。“漂白”并不是一种固定的化学反应。有色物质可以因为被氧化而失去颜色，也可以因为被还原而失去颜色。连二亚硫酸钠所展示的，就是后一种途径。

强还原性也意味着这种物质必须正确储存和操作。连二亚硫酸钠接触空气和水分以后可以逐渐发生分解并释放热量，在不适当的储存条件下可能出现明显的自热危险。酸性物质还会促进其分解，并可能产生二氧化硫。因此，产品需要避免受潮，并与不相容的化学品分开保存。

连二亚硫酸钠是一个很典型的例子，它的工业价值和不稳定性实际上来自完全相同的原因：它很容易被氧化。正因为如此，它能够把电子提供给靛蓝和其他化学物质；也正因为如此，它自己很容易受到空气和储存条件影响。

牛仔裤让这个过程变得特别容易理解。开始时，靛蓝是一种难溶的蓝色色素；连二亚硫酸钠提供还原能力，暂时把它变成能够进入染浴水相的形式；棉纱吸收还原态染料以后离开染缸；空气中的氧随后接管反应，把染料重新变成难溶的蓝色靛蓝。

整个过程甚至有一点违反直觉：为了用蓝色靛蓝把布料染成蓝色，首先要让靛蓝暂时失去原来使它成为蓝色色素的化学状态。

等它进入棉纤维以后，再让空气把蓝色重新带回来。

因此，一条传统靛蓝染色的牛仔裤实际上记录着一个不断重复的化学循环：还原使染料能够移动和进入纤维，氧化则让蓝色重新出现并留在纤维上。