Тиосульфат цезия Cs₂S₂O₃

Тиосульфат цезия (Cs₂S₂O₃) — неорганическое соединение, соль тиосерной кислоты H₂S₂O₃ с катионом Cs⁺. Относится к классу тиосульфатов, отличительная черта которых — тиосульфат-ион [S₂O₃]²⁻ с двумя атомами серы в разных степенях окисления. Соединение образует устойчивый кристаллогидрат Cs₂S₂O₃·H₂O, кристаллическая структура которого определена методом рентгеноструктурного анализа. Область применения ограничена лабораторными исследованиями и специализированными аналитическими работами.

Физико-химические свойства тиосульфата цезия

Строение тиосульфат-иона и его химическая активность

Тиосульфат-ион [S₂O₃]²⁻ по геометрии представляет собой тетраэдр [SO₃S]²⁻ — аналог сульфат-иона, в котором один атом кислорода замещён атомом серы. Два атома серы в ионе неравнозначны: центральный S (связан с тремя атомами O и одним S) формально находится в степени окисления +5, концевой экзо-атом S — в −1. Связь S–S имеет длину около 1,97 Å, связи S–O — около 1,48 Å.

Из смешанных степеней окисления серы вытекают восстановительные свойства иона. В нейтральной и щелочной среде тиосульфат количественно реагирует с иодом по схеме йодометрического титрования: 2 [S₂O₃]²⁻ + I₂ → [S₄O₆]²⁻ + 2 I⁻. В кислой среде (pH < 7) тиосульфат-ион нестабилен и диспропорционирует с выделением элементарной серы и SO₂, что ограничивает применение Cs₂S₂O₃ кислотными условиями.

Кристаллическая структура Cs₂S₂O₃·H₂O

Cs₂S₂O₃·H₂O кристаллизуется в виде бесцветных прозрачных игл. Пространственная группа C2/m (№ 12), изотипна с Rb₂S₂O₃·H₂O. В структуре тиосульфат-анионы образуют слои параллельно плоскости (001); молекулы воды расположены между слоями и участвуют в водородных связях O–H···S с концевыми атомами серы (вдоль оси [010]). Существуют два кристаллографически независимых катиона Cs⁺ с разными координационными окружениями: Cs1 с координационным числом 10 (лиганды — тиосульфат-ионы и вода), Cs2 с лигандами исключительно из атомов кислорода.

Применение тиосульфата цезия

Аналитическая химия: йодометрия без посторонних катионов

Cs₂S₂O₃ применяется в йодометрическом титровании как источник тиосульфат-иона в системах, где присутствие щелочных катионов натрия или калия недопустимо. Это актуально, в частности, при работе с радиоактивными изотопами цезия — ¹³⁷Cs, ¹³⁴Cs — когда в качестве носителя или матрицы требуется «холодный» (нерадиоактивный) цезий того же элемента без примеси других щелочных металлов. Количественный характер реакции тиосульфата с иодом позволяет использовать Cs₂S₂O₃ в качестве прецизионного титранта при аналитических работах такого рода.

Кристаллохимические исследования

Cs₂S₂O₃·H₂O служит модельным объектом в структурной химии: хорошо выраженная монокристаллическая форма, изотипная структура с рубидиевым аналогом и чётко локализованные водородные связи O–H···S делают соединение удобным стандартом при разработке и верификации методик рентгеноструктурного анализа тиосульфатных систем. В ИК-спектроскопии Cs₂S₂O₃·H₂O используется как эталонный образец для отнесения полос тиосульфат-иона в неизвестных соединениях.

Форма поставки

Тиосульфат цезия поставляется в реагентной квалификации: белый кристаллический порошок или мелкокристаллическое вещество в герметичной таре. Стандартные партии — от нескольких граммов до нескольких сотен граммов. Конкретный объём, квалификация и требования к документации уточняются при подаче заявки. Отгрузка по всей России.

Полный ассортимент соединений цезия — в разделе цезий металлический в ампулах и соединения цезия. Из структурно родственных серосодержащих препаратов цезия также доступен сульфит цезия Cs₂SO₃ — соль с серой в степени окисления +4.