Thiosulfat

Thiosulfat-Anion

Thiosulfate sind Derivate der im freien Zustand unbeständigen Thioschwefelsäure H₂S₂O₃. Ihre Salze enthalten das Thiosulfat-Anion S₂O₃^2-.

Wässrige Lösungen von Thiosulfaten sind im basischen stabil. In Gegenwart von Säuren zerfallen sie aufgrund der Unbeständigkeit der freien Thioschwefelsäure in einer Redoxreaktion langsam zu Schwefel, Schwefeldioxid und Wasser:

$\mathrm{S_2O_3^{\operatorname{2-}} + 2 \ H^{\operatorname{+}}\longrightarrow SO_2 + H_2O + S\!\downarrow }.$

Das in Chemie und Technik wichtigste Thiosulfat ist das Natriumsalz und Ammoniumsalz, auch Fixiersalz genannt. Es wird in der Fotografie zum Fixieren der belichteten Materialien (Filme, Fotopapier, Farb- und Schwarzweißmaterial) in der Dunkelkammer eingesetzt, da es das unbelichtete und damit unentwickelte Silberbromid als löslichen Dithiosulfatoargentatkomplex auflöst. (Bei Farbmaterial wird auch das reduzierte metallische Silber durch Bleichen entfernt, so dass die Emulsion nach der Verarbeitung silberfrei ist):

Thiosulfat kann dabei u.a. (wie Sulfat) als einzähniger

$\mathrm{Na_2S_2O_3 + AgBr \longrightarrow Na[Ag(S_2O_3)] + NaBr}.$

sowie als zweizähnig-chelatbildender Ligand wirken:

$\mathrm{2 \ Na_2S_2O_3 + AgBr \longrightarrow Na_3[Ag(S_2O_3)_2] + NaBr}.$

Mit Eisen(II)-ionen tritt Komplexbildung ein. Diese Reaktion ist gut geeignet, um mit Hilfe von Stoppuhr und Anblick die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur und der (Stoffmengen-)Konzentration der Reaktionspartner zu demonstrieren. Mit Silberionen als Oxidationsmittel bildet sich bei Überschuss des Oxidationsmittels Silber(I)-sulfid und Schwefelsäure - eine Nachweisreaktion (Abendrotreaktion bzw. Sonnenuntergangsreaktion). Dabei entsteht zunächst ein weißer Niederschlag, der sich langsam von gelb über orange und braun bis hin zu schwarz, der Farbe des Silbersulfids, verfärbt. Die Reaktion erfolgt also in zwei Schritten: einer Fällungsreaktion mit sich anschließender Redoxreaktion. Im ersten Schritt wird das Thiosulfat durch Silberionen gefällt, und es entsteht ein weißer Niederschlag aus Silberthiosulfat:

$\mathrm{S_2O_3^{\operatorname{2-}} + 2 \ Ag^{\operatorname{+}}\longrightarrow Ag_2S_2O_3\downarrow}.$

Im zweiten Schritt zerfällt das Thiosulfat (Oxidationszahlen -1 und +5) langsam in Verbindungen mit beständigerer Oxidationszahl: Sulfid (-2) und Sulfat (+6):

$\mathrm{Ag_2S_2O_3 + H_2O \longrightarrow Ag_2S + H_2SO_4}.$

Wird hingegen Thiosulfat im Überschuss zugegeben, so reagieren die Silberionen sofort zum oben genannten Dithiosulfatoargentatkomplex.

Thiosulfat kann auch als Reduktionsmittel für Halogene verwendet werden. Da die entstehenden Halogenidionen weniger umweltgefährdend sind, ist dies eine Möglichkeit, Halogene zu entsorgen. Bei der ablaufenden Reaktion mit Thiosulfat werden die Lösungen von beispielsweise Iod oder Brom entfärbt, wobei Tetrathionat-Ionen und Halogenidionen entstehen:

$\mathrm{2 \ S_2O_3^{\operatorname{2-}} + I_2 \longrightarrow 2 \ I^{\operatorname{-}} + S_4O_6^{\operatorname{2-}}}.$

Diese Reaktion findet bei der Iodometrie, ein Bestimmungsverfahren in der Analytischen Chemie, Anwendung.

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