Сульфит калия (10117-38-1) — физические и химические свойства

Химический профиль

Сульфит калия

Неорганическое сульфитное соль, широко используемое в качестве восстановителя, антиоксиданта и консерванта в промышленных составах, пищевой промышленности, фотографии и производстве косметики.

Номер CAS	10117-38-1
Класс вещества	Сульфиты (неорганическая соль)
Типичная форма	Белый кристаллический порошок или твердый продукт (обычно дигидрат)
Распространённые фармакопейные стандарты	EP, FCC

Поставляемый и закупаемый для команд разработки составов, производства и контроля качества, сульфит калия используется как антиоксидант / восстановитель и консервант в пищевой, косметической и фотопроявочной промышленности, а также в некоторых промышленных процессах. Характерен постепенный окислительный переход в сульфат, а в кислой среде происходит разложение с выделением оксидов серы. Пользователям следует учитывать условия хранения, совместимость материалов и контроль концентраций при работе и разработке рецептур.

Сульфит калия — неорганическая соль сульфит-аниона и калиевого катиона; обычно встречается как дипотассиевая соль сернистой кислоты. Структурно представляет собой ионное соединение, состоящее из двух ионов калия и одного иона сульфита, формально представленного эмпирической формулой K2O3S (часто пишется как K2SO3). Сульфит-ан ион обладает тригонально-пирамидальной или искажённой тригональной плоской геометрией \(SO_3^{2-}\) с локализованными неподеленными электронными парами на кислородах, связанными с серой; общая электронная структура придаёт сильный ионный характер, значительную полярность и высокую топологическую поверхность полярной поверхности молекулярной единицы.

В водных средах сульфит калия ведёт себя как источник \(SO_3^{2-}\) (сульфит), который является сопряжённым основанием сернистой кислоты. Водные растворы обычно имеют щелочную или нейтральную реакцию в зависимости от концентрации и частичной протонизации (образование гидросульфита \(HSO_3^{-}\)); при контакте с кислотами сульфит преобразуется в диоксид серы с одновременным подкислением и выделением газа. Сульфиты являются восстановителями во многих химических процессах и постепенно окисляются на воздухе до соответствующего сульфат-аниона с течением времени; при нагревании наблюдается термическое разложение твёрдых гидратов.

Промышленное значение широко: сульфит калия применяется как консервант/антиоксидант в пищевой и косметической промышленности, как компонент фоторазработчиков, а также в химическом производстве, где требуются мягкие восстановительные свойства. Исторически известен и в некоторых фармацевтических формулах для специфических эффектов (например, слабительное/мочегонное в старых применениях). Распространённые коммерческие стандарты для этого вещества включают: EP, FCC.

Основные физические свойства

Плотность

Экспериментально установленное значение для этого параметра в текущем контексте данных отсутствует.

Температура плавления или разложения

Экспериментальные значения температуры плавления отсутствуют; имеющиеся экспериментальные данные указывают, что вещество (дигидрат) разлагается при нагревании.

Растворимость в воде

Дипотассиевый сульфит (дигидрат) растворим в воде. Экспериментальные данные сообщают, что дигидрат растворяется в соотношении примерно 1 часть по массе вещества на 3,5 части воды. Форма дигидрата описывается как белые кристаллы или кристаллический порошок; нерастворим в аммиаке и слабо растворим в спирте.

pH раствора (качественное описание)

Водные растворы дигидрата слабощелочные; сообщаемое значение pH раствора около 8. На практике pH зависит от концентрации и степени протонирования до \(HSO_3^{-}\), и при добавлении минеральных кислот pH сдвигается в кислую сторону с выделением \(SO_2\).

Химические свойства

Кислотно-основное поведение

Сульфит калия поставляет в растворе сульфит-анион \(SO_3^{2-}\), который является сопряжённым основанием сернистой кислоты. В воде этот анион может частично протонироваться до гидросульфита \(HSO_3^{-}\); при добавлении кислот сульфит/гидросульфит превращаются в растворённый диоксид серы и в конечном итоге в сернистую кислоту, при этом при достаточной кислотности происходит выделение газа. Числовые значения \(pK_a\) для этих равновесий в текущем контексте данных не приводятся.

Как соль слабой кислоты, твёрдый сульфит калия в концентрированных растворах обычно даёт нейтральные или щелочные рН и реагирует с сильными кислотами с выделением \(SO_2\).

Реакционная способность и стабильность

Сульфит калия классифицируется как восстановитель и подвержен окислению в соответствующий сульфат при контакте с воздухом; экспериментальные данные указывают, что дигидрат постепенно окисляется на воздухе до сульфата. Форма дигидрата разлагается при нагревании. Контакт с кислотами или окислителями может приводить к выделению диоксида серы и другим реакциям разложения. Рекомендуется хранить дигидрат в плотно закрытой таре в прохладном месте для ограничения гидролиза и окисления. Основными факторами стабильности при хранении и обработке являются склонность к окислению и кислотно-обусловленное разложение.

Молекулярные и ионные параметры

Формула и молекулярная масса

Молекулярная формула: K2O3S (часто пишется как K2SO3)
Молекулярная масса: 158.26
Точная масса / Моноизотопная масса: 157.88422800

Составляющие ионы

Соединение диссоциирует в растворе на калиевые катионы и сульфит-анион: - Калиевый ион: \( \mathrm{K}^{+} \) - Сульфит-ион: \( \mathrm{SO}_3^{2-} \)

Гидратация (дигидрат) влияет на физическую форму и растворимость; активными растворёнными видами являются указанные ионы и их протонированные формы в равновесии.

Идентификаторы и синонимы

Регистрационные номера и коды

Номер CAS: 10117-38-1
Устаревший номер CAS: 126048-06-4
Номер Европейского сообщества (EC): 233-321-1
UNII: 015KZC652E
ID вещества DSSTox: DTXSID80889532
ID HMDB: HMDB0303527
InChI: InChI=1S/2K.H2O3S/c;;1-4(2)3/h;;(H2,1,2,3)/q2*+1;/p-2
InChIKey: BHZRJJOHZFYXTO-UHFFFAOYSA-L
SMILES: [O-]S(=O)[O-].[K+].[K+]

Синонимы и общеупотребительные названия

Синонимы и альтернативные названия, предоставленные заявителем (выбор из списка): Сульфит калия, Дипотассиевый сульфит, Калиевый сульфит, Сернистая кислота, дипотасиевая соль, Сульфит калия (K2SO3), Сернистая кислота, калиевая соль, Сернистая кислота, калиевая соль (1:2), Сульфит калия(IV), E225, K2O3S, а также соответствующие поставщиковские и реестровые обозначения, такие как UNII-015KZC652E, DTXSID80889532, EC 233-321-1. Дополнительные коммерческие обозначения и помеченные по степени очистки названия встречаются в ассортименте поставщиков (например, «Potassium sulfite, 90%», «Potassium sulfite, SAJ первого сорта, ≥95.0%»).

Промышленные и коммерческие применения

Функциональные роли и отрасли применения

Сульфит калия используется как антиоксидант и консервант в определённых пищевых и косметических составах, а также как восстановитель в фотопроявочной химии. Применяется в условиях, где нужны мягкие восстановительные свойства или консервация на основе сульфитов. Материал также применяется как химический промежуточный продукт, фоточувствительное вещество для фотографии и в некоторых сельскохозяйственных/почвоулучшающих технологиях, где используются сульфитные или сернистые соединения.

Упомянуты технологии и сорта, используемые в производстве и поставке: технический, CP (химически чистый) и FCC стандарты; распространённые коммерческие сорта включают EP и FCC.

Типичные примеры применения

Проявители для фотографий и связанные с ними светочувствительные химические процессы — выступает в качестве консерванта/восстановителя в растворах проявителей.
Пищевая промышленность — используется как консервант/антиоксидант в специализированных приложениях (перечислен как добавка к пище; ссылка на нормативный документ: 21 CFR 73.85 в данном контексте).
Косметические препараты — применяется в качестве консерванта и восстановителя в некоторых продуктах по уходу за волосами и косметических средствах.
Химическое производство — в качестве мягкого восстановителя в синтетических или технологических процессах, где применяется сульфитная химия.
Историческое/старое фармацевтическое применение — задокументировано использование с послабляющим и мочегонным действием в устаревших источниках (современное медицинское применение не является стандартным).

Если требуется краткое резюме применения, помимо указанного выше, выбор должен основываться на функциональных свойствах, описанных ранее (восстановительная способность, консервирующее/антиоксидантное действие, поведение в водных растворах как ионного соединения).

Обзор безопасности и обращение

Риски для здоровья и окружающей среды

Сульфит калия является раздражителем: контакт с кожей и глазами может вызвать раздражение, вдыхание пыли или аэрозоля может привести к раздражению дыхательных путей. Соли сульфитов могут вызывать бронхоспазм у пациентов с астмой, чувствительных к сульфитам; группы с чувствительностью к сульфитам подвергаются повышенному риску при низких концентрациях в пище или воздухе. Сообщаемые показатели острой токсичности солей сульфитов указывают на умеренную токсичность при высоких дозах; типичные исторические данные приводят вероятный летальный пероральный диапазон дозы для человека примерно \(0!-!5\,\mathrm{г}\,\mathrm{кг}^{-1}\) для классов солей сульфитов при тяжёлых воздействиях. Группа JECFA установила приемлемое суточное потребление (выраженное как эквивалент диоксида серы для сульфитных видов) в размере \(0!-!0.7\,\mathrm{мг}\,\mathrm{кг}^{-1}\) массы тела.

Классификация опасностей включает потенциал раздражения кожи и глаз, возможное раздражение дыхательных путей или острую токсичность в зависимости от состава и профиля примесей. При контакте с кислотами вещество может выделять диоксид серы — раздражающий и опасный газ при достаточных концентрациях.

При оказании первой помощи при значительном воздействии следует придерживаться принципов поддерживающей терапии: обеспечить проходимость дыхательных путей, при затруднённом дыхании обеспечить подачу кислорода, промыть глаза большим количеством воды или изотонического раствора, незамедлительно обратиться за медицинской помощью. Специфические антидоты не установлены; лечение симптоматическое и поддерживающее.

Для экологического управления и утилизации следует соблюдать применимые местные нормативы; избегать неконтролируемого попадания в водные объекты из‑за химического потребления кислорода и потенциального воздействия на водную среду в результате сульфитно-сульфатной химии.