Тиосульфат натрия пищевая добавка
Тиосульфат натрия – синтетическое соединение, известное в химии как серноватистокислый натрий, а в пищевой промышленности – как добавка Е539, разрешенная к использованию при производстве продуктов питания.
Тиосульфат натрия выполняет функции регулятора кислотности (антиокислителя), антислеживающего агента или консерванта. Применение тиосульфата как пищевой добавки позволяет увеличить сроки хранения и качество продукции, предупредить гниение, закисание, брожение. В чистом виде это вещество участвует в технологических процессах изготовления пищевой йодированной соли как стабилизатор йода и используется для обработки хлебопекарской муки, склонной к слеживанию и комкованию.
Применение пищевой добавки Е539 ограничивается исключительно промышленной сферой, вещество не поступает в розничную продажу. В медицинских целях тиосульфат натрия используется как противоядие при тяжелых отравлениях и противовоспалительное средство наружного применения.
общие сведения
Тиосульфат (гипосульфит) – это неорганическое соединение, которое является натриевой солью тиосерной кислоты. Вещество представляет собой бесцветный порошок без запаха, который при ближайшем рассмотрении оказывается прозрачными моноклинными кристаллами.
Гипосульфит является неустойчивым соединением, которое не встречается в природе. Вещество образует кристаллогидрат, который при нагревании выше 40 °С плавится в собственной кристаллической воде и растворяется. Расплавленный тиосульфат натрия склонен к переохлаждению, а при температуре около 220 °С соединение полностью разрушается.
Тиосульфат натрия: синтез
Серноватистокислый натрий был впервые получен искусственным путем в лабораторных условиях методом Леблана. Это соединение является побочным продуктом производства соды, которое образуется в результате окисления сульфида кальция. Взаимодействуя с кислородом, сульфид кальция частично окисляется до тиосульфата, из которого с помощью сульфата натрия получают Na2S2O3.
Современная химия предлагает несколько способов синтеза серноватистокислого натрия:
- окисление сульфидов натрия;
- кипячение серы с сульфитом натрия;
- взаимодействие сероводорода и оксида серы с гидроксидом натрия;
- кипячение серы с гидроксидом натрия.
Вышеуказанные методы позволяют получить тиосульфат натрия как побочный продукт реакции или в виде водного раствора, из которого нужно выпарить жидкость. Получить щелочной раствор серноватистокислого натрия можно, растворив его сульфид в насыщенной кислородом воде.
Чистое безводное соединение тиосульфата является результатом взаимодействия соли натрия и азотистой кислоты с серой в веществе, известном как формамид. Реакция синтеза протекает при температуре 80 °С и длится около получаса, ее продукты – тиосульфат и его оксид.
Во всех химических реакциях гипосульфит проявляет себя как сильный восстановитель. В реакциях взаимодействия с сильными окислителями Na2S2O3 окисляется до сульфата или серной кислоты, со слабыми – до тетратионовой соли. Реакция окисления тиосульфата является основой йодометрического метода определения веществ.
Отдельного внимания заслуживает взаимодействие тиосульфата натрия со свободным хлором, который является сильным окислителем и ядовитым веществом. Гипосульфит легко окисляется хлором и переводит его в безвредные водорастворимые соединения. Таким образом, это соединение препятствует разрушительному и токсическому воздействию хлора.
В промышленных условиях тиосульфат добывают из отходов газового производства. Самым распространенным сырьем является светильный газ, который выделяется в процессе коксования угля и содержит примеси сероводорода. Из него синтезируют сульфид кальция, который подвергают гидролизу и окислению, после чего соединяют с сульфатом натрия для получения тиосульфата. Несмотря на многостадийность, этот способ считается наиболее экономически выгодным и экологически чистым методом добычи гипосульфита.
| Систематическое наименование | Тиосульфат натрия (Sodium thiosulfate) |
|---|---|
| Традиционные наименования | Серноватистокислый натрий, гипосульфит (натрия) соды, антихлор |
| Международная маркировка | Е539 |
| Химическая формула | Na2S2O3 |
| Группа | Неорганические тиосульфаты (соли) |
| Агрегатное состояние | Бесцветные моноклинные кристаллы (порошок) |
| Растворимость | Растворим в воде, нерастворим в спиртах |
| Температура плавления | 50 °С |
| Критическая температура | 220 °С |
| Свойства | Восстановительные (антиокислительные), комплексообразующие |
| Категория пищевой добавки | Регуляторы кислотности, вещества против слеживания (антислеживатели) |
| Происхождение | Синтетическое |
| Токсичность | Не исследована, вещество условно безопасно |
| Области применения | Пищевая, текстильная, кожевенная промышленность, фотодело, фармацевтика, аналитическая химия |
Тиосульфат натрия: применение
Серноватистокислый натрий использовали в различных целях задолго до включения этого соединения в состав пищевых добавок и медикаментов. Антихлором пропитывали марлевые повязки и фильтры противогазов для защиты органов дыхания от ядовитого хлора во времена Первой мировой войны.
Современные направления применения гипосульфита в промышленности:
- обработка фотопленки и фиксирование изображений на фотобумаге;
- дехлорирование и бактериологический анализ питьевой воды;
- удаление пятен хлора при отбеливании тканей;
- выщелачивание золотой руды;
- изготовление сплавов меди и патины;
- дубление кожи.
Серноватистокислый натрий используют в качестве реактива в аналитической и органической химии, им нейтрализуют сильные кислоты, обезвреживают тяжелые металлы и их токсические соединения. Реакции взаимодействия тиосульфата с различными веществами являются основой йодометрии и бромометрии.
Пищевая добавка Е539
Тиосульфат натрия не является широко распространенной пищевой добавкой и не находится в свободном доступе из-за неустойчивости соединения и токсичности продуктов его распада. Гипосульфит участвует в технологических процессах производства пищевой йодированной соли и хлебобулочных изделий в качестве регулятора кислотности и антислеживателя (антикомкователя).
Добавка Е539 выполняет функции антиокислителя и консерванта при изготовлении овощных и рыбных консерв, десертов и алкогольных напитков. Это вещество также входит в состав химикатов, которыми обрабатывают поверхность свежих, сушеных и замороженных овощей и фруктов.
Консервант и антиоксидант Е539 используют для улучшения качества и увеличения срока годности таких продуктов:
- свежие и замороженные овощи, фрукты, морские водоросли;
- цукаты, сухофрукты, орехи, семечки;
- овощи, бобы, грибы и водоросли, консервированные в уксусе или масле;
- джемы, желе, мармелады, засахаренные фрукты, фруктовые пюре и начинки;
- свежая, мороженая, копченая и сушеная рыба, морепродукты, консервы;
- мука, крахмалы, соусы, приправы, уксус, горчица;
- белый и тростниковый сахар, сахарозаменители (декстроза и фруктоза), сахарные сиропы;
- фруктовые и овощные соки, сладкая вода, слабоалкогольные напитки, пиво, сидр, виноградные вина.
При изготовлении поваренной йодированной соли пищевую добавку Е539 применяют для стабилизации йода, что позволяет существенно продлить сроки хранения продукта и сохранить его пищевую ценность. Предельно допустимая концентрация Е539 в поваренной соли составляет 250 мг на 1 кг.
В хлебопекарном деле активно используют тиосульфат натрия в составе различных добавок для улучшения качества продукции. Хлебопекарные улучшители бывают окислительными и восстановительными. Антислеживатель Е539 относится к улучшителям восстанавливающего действия, которые позволяют изменить свойства пшеничной муки.
Тесто из плотной муки с короткорвущейся клейковиной плохо поддается обработке, слеживается, не достигает необходимого объема и трескается в процессе выпечки. Антислеживающий агент Е539 разрушает дисульфидные связи и структурирует белки клейковины, в результате чего тесто хорошо поднимается, мякиш становится рыхлым и эластичным, а корочка не трескается при выпекании.
На предприятиях антислеживатель добавляют в муку вместе с дрожжами непосредственно перед замешиванием теста. Содержание тиосульфата в муке составляет 0,001-0,002 % ее массы в зависимости от технологии изготовления хлебобулочного изделия. Санитарно-гигиенические нормы для добавки Е539 составляют 50 мг на 1 кг пшеничной муки.
Антислеживатель Е539 используют в технологических процессах в строгой дозировке, поэтому риск отравления тиосульфатом при употреблении мучных изделий отсутствует. Мука, предназначенная для розничной реализации, перед продажей не обрабатывается. В пределах нормы добавка безопасна и не оказывает токсического действия на организм.
Использование в медицине и его влияние на организм
Гипосульфит соды входит в перечень основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения как один из наиболее эффективных и безопасных лекарственных препаратов. Его вводят под кожу, внутримышечно и внутривенно как раствор для инъекций или применяют в качестве наружного средства.
В начале ХХ века тиосульфат натрия был впервые использован как противоядие при отравлении синильной кислотой. В сочетании с нитритом натрия, тиосульфат рекомендуют для особо тяжелых случаев отравления цианидами и вводят внутривенно для превращения цианидов в нетоксичные тиоцианаты, которые впоследствии можно безопасно вывести из организма.
Медицинское применение серноватисто-кислого натрия:
- противовоспалительное, противоожоговое и противопаразитное средство;
- противоядие при передозировке лидокаином, отравлениях цианидами, тяжелыми металлами и их солями;
- очищение и дезинфекция кишечника;
- лечение кальцифилаксии у больных с поражением почек;
- предотвращение экстравазации и разрушения тканей при химиотерапии;
- лечение и профилактика грибковых заболеваний.
Влияние гипосульфита на организм человека при пероральном употреблении не изучено, поэтому нельзя судить о пользе и вреде вещества в чистом виде или в составе продуктов питания. Случаев отравления добавкой Е539 зарегистрировано не было, поэтому ее принято считать нетоксичной.
Тиосульфат натрия и законодательство
Тиосульфат натрия входит в перечень пищевых добавок, разрешенных для применения при изготовлении продуктов питания в России и Украине. Антислеживающий агент и регулятор кислотности Е539 используют согласно установленным санитарно-гигиеническим нормам исключительно в промышленных целях.
Ввиду того, что действие химического вещества на организм человека при пероральном применении до сих пор не изучено, добавка Е539 не разрешена к применению в странах ЕС и США.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
| Тиосульфат натрия | ||
|---|---|---|
| Систематическое наименование | тиосульфат натрия | |
| Традиционные названия | гипосульфит | |
| Хим. формула | Na2S2O3, Na2S2O3·5H2O (кристаллогидрат) | |
| Молярная масса | 158,11 г/моль | |
| Плотность | 2,345 г/см³ | |
| Температура | ||
| • плавления | 48,5 °С (пентагидрат) | |
| • разложения | 300 °C[1] | |
| Растворимость | ||
| • в воде | 70,120; 22980 г/100 мл | |
| Рег. номер CAS | 7772-98-7 | |
| PubChem | 24477 | |
| Рег. номер EINECS | 231-867-5 | |
| SMILES | [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S | |
| InChI | 1S/2Na.H2O3S2/c;;1-5(2,3)4/h;;(H2,1,2,3,4)/q2*+1;/p-2 AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L | |
| Кодекс Алиментариус | E539 | |
| RTECS | XN6476000 | |
| ChEBI | 132112 | |
| ChemSpider | 22885 | |
| NFPA 704 | 1 | |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | ||
| Медиафайлы на Викискладе | ||
Тиосульфа́т на́трия (антихлор, гипосульфит, сульфидотриоксосульфат натрия, натрий серноватистокислый) — неорганическое соединение, соль натрия и тиосерной кислоты c химической формулой Na2S2O3 или Na2SO3S, образует кристаллогидрат состава Na2S2O3·5H2O. Применяется в медицине, фотографии и других отраслях промышленности.
Историческая справка[править | править код]
Тиосульфат натрия был получен, вероятно, впервые в 1799 году Шоссье[en], нагревавшим сульфат натрия с древесным углем. В 1877 году Вагнер рекомендовал название «тиосерная» для соответствующей кислоты, после чего термин «тиосульфат натрия» почти полностью вытеснил более раннее название «гипосульфит натрия» из химической литературы[2]. Тиосульфат натрия как реагент для титрования иода предложен в 1853 году Шварцем (Karl Leonhard Heinrich Schwarz, 1824–1890)[3].
Получение[править | править код]
- окислением полисульфидов Na;
- кипячение избытка серы с Na2SO3:
- взаимодействием H2S и SO2 с NaOH (побочный продукт в производстве NaHSO3, сернистых красителей, при очистке промышленных газов от S):
- кипячение избытка серы с гидроксидом натрия:
затем по приведённой выше реакции сульфит натрия присоединяет серу, образуя тиосульфат натрия.
Одновременно в ходе этой реакции образуются полисульфиды натрия (они придают раствору жёлтый цвет). Для их разрушения в раствор пропускают SO2.
- чистый безводный тиосульфат натрия можно получить реакцией серы с нитритом натрия в формамиде. Эта реакция количественно протекает (при 80 °C за 30 минут) по уравнению:
- растворение сульфида натрия в воде в присутствии кислорода воздуха:
Физические и химические свойства[править | править код]
Имеет вид бесцветных кристаллов. Образует три модификации: моноклинную α (a = 0,8513, b = 0,8158, c = 0,6425, β = 97,08°, z = 4, пространственная группа P21/c), а также β и γ. α-модификация переходит в β при температуре 330 °C, β переходит в γ при 380 °C. Плотность α-модификации 2,345 г/моль[4].
Растворим в воде (50,1 г/100 мл (0 °C), 70,2 г/100 мл (20 °C), 231,8 г/100 мл (80 °C))[4].
Молярная масса 248,17 г/моль (пентагидрат). При 48,5 °C кристаллогидрат растворяется в своей кристаллизационной воде, образуя перенасыщенный раствор; обезвоживается около 100оС.
При нагревании до 220 °C распадается по схеме:
Тиосульфат натрия — сильный восстановитель:
С сильными окислителями, например, свободным хлором, окисляется до сульфатов или серной кислоты:
Более слабыми или медленно действующими окислителями, например, иодом, переводится в соли тетратионовой кислоты:
Приведённая реакция очень важна, так как служит основой иодометрии. Следует отметить, что в щелочной среде окисление тиосульфата натрия иодом может идти до сульфата.
Выделить тиосерную кислоту (тиосульфат водорода) реакцией тиосульфата натрия с сильной кислотой невозможно, так как она неустойчива и тут же разлагается на воду, серу и диоксид серы:
Расплавленный кристаллогидрат Na2S2O3·5H2O очень склонен к переохлаждению.
Применение[править | править код]
- для удаления следов хлора после отбеливания тканей;
- для извлечения серебра из руд;
- фиксаж в фотографии[5];
- реактив в иодометрии;
- противоядие при отравлении: As, Br, Hg и другими тяжёлыми металлами, цианидами (переводит их в роданиды) и др.;
- для дезинфекции кишечника;
- для лечения чесотки (совместно с соляной кислотой);
- противовоспалительное и противоожоговое средство;
- как среда для определения молекулярных весов по понижению точки замерзания (криоскопическая константа 4,26°);
- в пищевой промышленности зарегистрирован в качестве пищевой добавки E539;
- добавки для бетона;
- для очищения тканей от иода;
- марлевые повязки, пропитанные раствором тиосульфата натрия, использовали для защиты органов дыхания от отравляющего вещества хлора в Первую мировую войну;
- антидот при передозировке лидокаина.
См. также[править | править код]
- Неорганические тиосульфаты
- Тиосульфат аммония
- Тиосульфат натрия (лекарственное средство)
Примечания[править | править код]
Литература[править | править код]
- Антихлор // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Петрашень В. И. Объемный анализ. — М.—Л.: Госхимиздат, 1946. — 292 с.
- Гурлев Д. С. Справочник по фотографии (обработка фотоматериалов). — К.: Тэхника, 1988.
- Куликова Л. Н. Натрия тиосульфат // Химическая энциклопедия : в 5 т. / Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Меди—Полимерные. — С. 186—187. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
Название: Тиосульфат натрия, Е 539
Другие названия: Натрий серноватистокислый, гипосульфит натрия, антихлор, сульфидотриоксосульфат натрия, Е539, Е-539, Англ: E539, E-539, sodium thiosulphate, sodium hyposulfite
Группа: Пищевая добавка
Вид: Стабилизатор, хлебопекарный улучшитель, антиоксидант, эмульгатор
Влияние на организм: безопасна
Разрешена в странах: Россия, Украина
Характеристика:
Тиосульфат натрия представляет собой бесцветные гранулы, кристаллы либо кристаллический белый порошок. Кристаллы, как правило, не слеживаются. Часто можно наблюдать у вещества розоватый или желтоватый оттенок. На воздухе при температуре 120С пищевая добавка Е-539 начинает окисляться. Вещество хорошо растворяется в воде, абсолютно не растворяется в этаноле. Сам по себе тиосульфат натрия гигроскопичен. Получают этот эмульгатор разными способами. Возможно получение пищевой добавки Е539 путем окисления полисульфидов натрия. Также популярен способ кипячения избытка серы с гидроксидом натрия либо самостоятельно. При нагревании до 100С тиосульфат натрия полностью теряет воду. При достижении температурного барьера в 220С вещество начинает распадаться.
Применение:
В пищевой промышленности тиосульфат натрия применяется в основном как антиокислитель для йодированной соли и улучшителя качества муки и хлеба. В качестве улучшителя муки, пищевая добавка Е 539 может выступать как самостоятельным компонентом, так и использоваться в комплексе с рядом других подобных улучшителей. В йодированную соль тиосульфат натрия входит в пропорции не более 250 мг на 1 кг соли. В хлебопекарном процессе его массовая доля не превышает 0,002 процента от общей массы муки или до 50 мг на 1 кг продукта. Помимо пищевой отрасли, добавка Е539 находит широкое применение в медицине. С помощью тиосульфата натрия проводится дезинфекция кишечника, лечение чесотки. Вещество входит в составы эффективных противоожоговых и противовоспалительных средств. При отравлении цианидами, тяжелыми металлами, мышьяком, бромом и ртутью служит противоядием. В промышленности с помощью тиосульфата натрия производится удаление остаточных следов хлора при отбеливании тканей. Вещество участвует в процессе извлечения из руд серебра. В фотоделе добавка Е539 является компонентом для фиксажа. В процессе производства бетона тиосульфат натрия играет роль улучшающей его свойства добавки.
Влияние на организм человека:
Широкий спектр полезных действий тиосульфата натрия на здоровье человека был замечен медиками давно. При употреблении внутрь он дает противотоксический, противовоспалительный эффекты. С его помощью можно бороться с паразитами, обезвреживать препараты йода. Зачастую добавка Е539 входит в состав препаратов для лечения аллергических заболеваний, бронхиальной астмы, красной волчанки, артрита, чесотке. Тиосульфат натрия назначают при отравлении мышьяком, свинцом, бромом, ртутью, йодом, синильной кислотой. С помощью этого компонента можно проводить очистку печени от ядов, солей тяжелых металлов и прочих вредных химических веществ, остающихся в клетках органа. В то же время, в производственных масштабах пищевая добавка Е539 может нести в себе угрозу здоровью человека. Существует ограничение на содержание ее в воздухе рабочих зон (до 10 мг на кубический метр), в воде ее масса не должна превышать 2,5 мг на литр.