連二亞硫酸鈉（英語：鈉 Dithionite）是一種無機化合物，俗稱保險粉或低亞硫酸鈉，化學式為Na?S?O?，外觀為白色細粒結晶，常溫干燥條件下穩定存在，密度為2.189 g/cm3（20 ℃），摩爾質量為174.11 g/摩爾。固體狀態存在形式還有二水結晶形式（Na?S?O?·2H?O），為淡黃色粉末，性質不穩定，可通過在堿性條件下，加熱脫水轉變成無水結晶體。連二亞硫酸鈉具有二氧化硫氣味，微溶于乙醇，極易溶于水，20 ℃下溶解度可達250 g/L。吸潮或加熱至75 ℃以上時連二亞硫酸鈉會分解放熱，并放出二氧化硫；連二亞硫酸鈉作為可燃固體，與水接觸時易發生水解反應和歧化反應。連二亞硫酸鈉具有一定的毒性，對呼吸道、皮膚和眼睛易造成嚴重傷害，短期吸入高濃度可引起急性肺炎，攝入過量可能導致死亡。連二亞硫酸鈉廣泛應用于脫色劑、還原劑、脫氧劑和食品保鮮防腐劑等方面。
研究歷史
1870年，首次合成連二亞硫酸鈉，后來證實其具有強還原性。盡管如此，學術界對連二亞硫酸鈉的命名仍然很模糊。硫酸氫鈉（鈉 氫 Sulfite）和連二亞硫酸鈉（Sodium Dithionite）從名稱和結構上來說都是兩種化合物，然而，都曾被叫作Sodium Hydrosulfite。直到20世紀初，人們對連二亞硫酸鈉的化學命名表述仍然比較模糊。后來，規定Sodium Hydrosulfite、Sodium Dithionite等統一稱作連二亞硫酸鈉。
物質結構
連二亞硫酸鈉的分子式為Na?S?O?，通過拉曼光譜和單晶X射線衍射實驗，證實連二亞硫酸根離子有C2對稱群，有16°的O-S-S-O扭轉角。弱S-S鍵的S-S距離239pm，相對于典型的S-S鍵延長了30pm。由于這種鍵很脆弱，連二亞硫酸鹽陰離子在溶液中易離解成[SO?]?自由基。并且，連二亞硫酸鈉結構中的陰離子通過2個亞硫酸根形成弱連硫鍵結構，硫極易失去電子而被氧化，因而其具有強還原性。
理化性質
物理性質
連二亞硫酸鈉分子式為Na?S?O?，外觀為白色結晶粉末，常溫干燥條件下可穩定存在，有淡淡的二氧化硫氣味。25℃下的相對密度為2.3~2.4 g/cm3，熔點52 °C。其二水結晶體（Na?S?O?·2H?O）外觀為淡黃色粉末，與無水結晶體相比性質活潑，僅可在堿性條件下穩定存在，當加熱至一定溫度時，二水結晶可脫水轉變為無水結晶體。連二亞硫酸鈉微溶于乙醇，極易溶于水，20 ℃下溶解度為250 g/L，溶液中有食鹽（氯化鈉）或苛性鈉存在時，溶解度急劇降低，油水分離系數logP為0.39100，水溶液pH為5.5~8.5。
化學性質
水解反應
連二亞硫酸鈉在常溫干燥下穩定存在，但與水接觸時易發生反應，從而導致其水溶液不能長期儲存。反應表達式如下：
氧化反應
連二亞硫酸鈉暴露于潮濕空氣中時容易發生氧化反應，生成亞硫酸氫鈉和硫酸氫鈉。反應表達式如下：
分解反應
連二亞硫酸鈉暴露于潮濕空氣中易發生分解反應，并放出大量熱量，當溫度達到135 ℃以上時，連二亞硫酸鈉迅速分解甚至自燃，其分解速率隨酸度的增加而增加，在強酸性條件下可釋放出具有刺激性氣味的氣體（二氧化硫），該反應產生的熱量進一步加速反應或導致周圍材料燃燒，如果反應環境密閉，還會導致容器壓力劇增，嚴重時可能使容器破裂。反應表達式如下：
氧化還原反應
連二亞硫酸鈉化學性質活潑，具有很強的還原性，其氧化還原電位為-1.12 eV，當與強氧化性酸（例如硫酸、高氯酸、硝酸、磷酸等）接觸，會發生劇烈氧化還原反應，產生大量熱量和有毒物質。反應表達式如下：
歧化反應
連二亞硫酸鈉的水溶液不穩定，易發生歧化反應，生成腐蝕性化合物。
低溫酸性條件下，連二亞硫酸鈉與水反應生成硫代硫酸根離子和亞硫酸氫根離子，反應表達式如下：
氧氣存在條件下，連二亞硫酸鈉與水反應生成亞硫酸氫根離子和硫酸氫根離子，反應表達式如下：
室溫酸性水溶液中，連二亞硫酸鈉與酸反應生成二氧化硫與硫單質，反應表達式如下：
pH為9~11條件下，連二亞硫酸鈉與氫氧根反應生成亞硫酸根離子和硫離子，反應表達式如下：
制備方法
工業制法
電解法（鈉汞齊法）
電解法通過電解食鹽水，利用在陰極得到的鈉與汞形成鈉汞齊后，再與二氧化硫作用生成連二亞硫酸鈉，在該反應期間，必須保持5-6的pH值。冷卻結晶析出，過濾，使母液重新流回反應器中形成循環利用，將得到的連二亞硫酸鈉液體加鹽析出，再將析出物經加溫脫水干燥后得到成品。
鋅粉法
控制反應溫度為35～45℃，使鋅水懸浮液和二氧化硫反應生成連二亞硫酸鋅溶液，再利用壓濾機，除去反應液中剩余的鋅粉和雜質；然后在28～35 ℃下，加入氫氧化鈉（或碳酸鈉）溶液，并在冷卻攪拌條件下于28～35℃下進行復分解反應，生成連二亞硫酸鈉和氫氧化鋅懸浮溶液，再次利用壓濾機除去氫氧化鋅沉淀后，向濾液中加入一定量的食鹽進行鹽析，并通過冷卻攪拌，使反應溫度下降至20 ℃以下，充分靜置后，加熱使反應溫度升高至58～60 ℃，再加乙醇沖洗、干燥后與碳酸鈉反應得到連二亞硫酸鈉。
該方法得到的連二亞硫酸鈉純度高，但生產流程長，成本較高，且實際生成過程中許多的生產細節也會影響最終的連二亞硫酸鈉的產率和質量，例如二氧化硫供氣、鹽析等，此外，生產后廢液中的鋅離子也會對環境水源造成較大污染，使該方法的使用受到極大限制。
實驗室制法（甲酸鈉法）
實驗室制備法以甲酸鈉、二氧化硫和氫氧化鈉為原料，以甲醇水溶液為反應介質。首先，將甲酸鈉溶于80%甲醇水混合溶液中，再通入一定量二氧化硫和氫氧化鈉，調節溶液pH為4-5，反應得到連二亞硫酸鈉。與鋅粉法相比，甲酸鈉法生產路線短，生產成本低、設備簡單，并且不產生“三廢”，對環境危害較小，但該反應方法存在單位產量低的問題。
檢測方法
連二亞硫酸鈉常用的檢測方法有變色實驗法、碘量法、毛細管區帶電泳和氧吸收法等，其中，變色實驗法的重現性較低，且僅可在已知濃度范圍的情況下使用，對測試人員的實驗技能要求較高，使用較為局限，同樣，氧吸收法由于其測定的裝置較為復雜，使用也受到了一定的限制。相比之下，毛細管區帶電泳法因具有靈敏度高，分辨率高，成本低、精密度高、樣品損耗小、分析時間短、選擇性好等優點，成為主要的檢測方法。
應用領域
脫色劑
連二亞硫酸鈉作為脫色劑使用時，相比于其他漂白方法，漂白過程具有操作簡單且漂白后的織物色澤鮮艷，不易褪色、投資成本小、環境污染小、不損傷紙纖維及成紙的透明度、能在一定程度上去除紙漿色度，對紙的副作用較小等優點，在印染工業中，連二亞硫酸鈉常用于還原染料和含硫染料的還原劑，對纖維和紡織品的染色，以及用于去除紡織品上的顏料。此外，它還用作還原漂白工藝中的漂白劑，例如機械紙漿的漂白，棉花和羊毛的漂白，以及漂白糖、肥皂、油和木漿。
還原劑
在生物化學中，連二亞硫酸鈉常用于還原各種輔酶和酶；在有機合成中，連二亞硫酸鈉用于還原幾種類型的官能團，如醛、、亞胺、吡嗪、乙烯基、硝基和偶氮基等。
脫氧劑
因為連二亞硫酸鈉具有強還原性，能夠在快速、簡便且不損傷細胞膜的前提下去除培養基質中的氧，在合成橡膠生產中常用作化學試劑和除氧劑，在生物化學和醫學研究中，常用作創造培養細胞的厭氧氣、液相環境。
食品保鮮防腐劑
連二亞硫酸鈉作為一種特殊的食品保鮮劑，不同于以往含有添加物的食品保鮮劑，它直接與食品同袋包裝，而無需加入食品內部，更加的經濟、安全和衛生，所以經常在食品加工及保鮮過程中使用連二亞硫酸鈉。
安全事宜
毒理
人體的連二亞硫酸鈉的口服致死劑量為0.5-5克/千克體重，LD??為900 mg/kg體重（兔經口，以二氧化硫計）。
安全標志
健康危害
連二亞硫酸鈉加熱或接觸明火能燃燒。暴露在空氣中會被氧化而變質，同時分解產生腐蝕性氣體硫化氫和有毒氣體二氧化硫；與氧化劑接觸也會產生上述氣體。其中，硫化氫是具有強烈作用的神經有害物質，短期內吸入少量高濃度該氣體，會產生頭痛、意識模糊、胸悶等，吸入過量，則會窒息，甚至死亡；而二氧化硫氣體作為腐蝕性氣體，吸入過多時則會導致窒息。，具體表現形式如下：
吸入癥狀：咳嗽、喉嚨痛。
眼部接觸癥狀：眼部泛紅，疼痛。
攝入癥狀：惡心，腹痛，嘔吐，腹瀉。
防護措施
操作人員必須經過專門培訓，穿戴化學防護服和天然橡膠手套，若工作場所中粉塵過量，需佩戴自吸式呼吸器或防毒面具，避免吸入灰塵，實驗過程中嚴格遵守操作規程，嚴禁吃、喝或吸煙，密閉操作，局部排風。操作過程中一旦發生泄漏，應當在惰性氣體下處理，在操作結束后及時洗手。此外，實驗場應使用防爆型的通風系統和設備，避免產生粉塵，配備相應品種和數量的消防器材及泄漏應急處理設備。
消防措施
在不流動的氧氣環境下，將連二亞硫酸鈉暴露于潮濕空氣中，因其與氧氣和水汽同時接觸會發生反應放出大量熱量。因此，處理連二亞硫酸鈉事故時，最直接的辦法是隔絕空氣。此外，面對實際突發狀況時，如果連二亞硫酸鈉的劑量較小，可小心收集于干燥的容器中等待稍后統一處理，避免在處理過程中進入下水道、地下室或密閉區域，造成再次污染；若連二亞硫酸鈉的泄露量較大，可用干燥砂石、水泥或泥土等隔絕滅火，切忌不能用水、二氧化碳或泡沫處理，以免造成更大危害，最后使用無火花工具收集起來運至廢物處理場所統一處置。
泄露處理
須立即清除對逸出物料，將其掃起倒入大量水中，先用水沖洗污染的地面，再用濕布擦凈，以防干燥后遇有機化合物、木材、紙張、纖維引起著火。處理廢品時，小心加入次亞氯酸鈣，稀釋中和后以大量水排入下水道。
急救措施
若人體不小心連二亞硫酸鈉中毒，根據實際情況采取相應急救措施。
吸入急救：確保醫務人員了解連二亞硫酸鈉，將受害者安全的轉移到新鮮空氣中，保持其呼吸道通暢，若呼吸困難，對其進行輸氧，若停止呼吸，則進行人工呼吸，并及時就醫。
皮膚急救：脫下被污染的衣服和鞋子，并將其放置于指定地點等待集中處理，并立即用流水（肥皂水和清水）沖洗皮膚20分鐘，立即就醫。
眼睛急救：如果患者佩戴隱形眼鏡，盡可能將其取下，并立即用生理鹽水或清水徹底沖洗，再用5%～10%碳酸氫鈉溶液沖洗，并立即就醫。
食入：立即讓患者進行漱口，并飲用1-2杯溫水，切記不要催吐，并保持患者安靜和體溫正常，立即就醫。
儲存運輸
儲存于陰涼、通風的庫房。相對濕度保持在75%以下。包裝要求密封，不可與空氣接觸。應與氧化劑、酸類、易（可）燃物分開存放，切忌混儲。同時采用防爆型照明，配備合適的材料收容泄漏物。避免陽光直射，搬運時要輕裝輕卸，防止包裝及容器損壞。運輸時，所有車輛應配備消防器材、泄漏應急處理設備、防雨設施，阻火裝置，存儲箱應保持干燥，采用鐵桶密封包裝。并在運輸過程中保證樣品不泄漏、不倒塌、不墜落。
參考資料 >