焦亞硫酸鈉（英語：鈉 metabisulfite），別名偏二亞硫酸鈉、偏重亞硫酸鈉等，屬于無機化合物，化學式為Na?S?O?，摩爾質量為190.109 g/mol。焦亞硫酸鈉在常溫下呈白色結晶或粉末狀固體，在微量水的存在下會產生輕微的二氧化硫的氣味。焦亞硫酸鈉密度為1.4 g/cm3，分解溫度為150 °C。焦亞硫酸鈉易溶于水、甘油，微溶于酒精；在水中的溶解度為54 g/100 mL（25 ℃），且溶解度隨溫度升高而增大。焦亞硫酸鈉溶于水中呈酸性，與強酸反應會釋放出刺激性氣體，暴露于空氣中時易氧化為硫酸鈉，加熱至150℃時分解。焦亞硫酸鈉的生產主要是采用濕法工藝，以純堿或十水碳酸鈉為原料制備。焦亞硫酸鈉廣泛應用于食品行業、化工行業、醫藥行業和印染行業等。
化學結構
焦亞硫酸鈉的分子式為Na?S?O?，分子結構式如下圖所示。
焦亞硫酸鈉的晶體結構分為單斜晶系和三斜晶系。單斜晶系的焦亞硫酸鈉晶體原子數量為72，可能存在的氧化態離子包括S??、Na?、O2?，a=9.32 ?、b=5.52 ?、c=23.23 ?、α=90.00o、β=107.93o、?=90.00o。其晶體體積為1136.56 ?3，形成能為0.060 eV/atom，空間群為P2?/c，能隙為3.13 eV，結構無磁性。在單斜晶系結構的焦亞硫酸鈉晶體中，有四個不等價的鈉離子位點，每個位點連接的Na–O鍵距離的范圍各不相同；有四個不等價的S??位點，有十個不等價的O2?位點。
三斜晶系的焦亞硫酸鈉晶體原子數量為54，可能存在的氧化數離子包括S??、Na?、O2?，a=5.66 ?、b=6.19 ?、c=26.14 ?、α=89.68o、β=86.93o、?=89.22o。其晶體體積為914.26 ?3，形成能為0.618 eV/atom，空間群為P1，能隙為0 eV，具有鐵磁性。在三斜晶系結構的焦亞硫酸鈉晶體中，有12個不等價的Na???ā?位點，有12個不等價的S?āī?ā?位點，有30個不等價的O?≤?ā?位點。
理化性質
物理性質
焦亞硫酸鈉在常溫下呈白色或微黃色結晶或粉末狀固體，帶有強烈的二氧化硫氣味。焦亞硫酸鈉摩爾質量為190.109 g/摩爾，密度為1.4 g/cm3，分解溫度為150 °C。焦亞硫酸鈉易溶于水、甘油，微溶于酒精；在水中的溶解度為54 g/100 mL。其油水分離系數logP為-3.7。
化學性質
焦亞硫酸鈉溶于水中呈酸性。焦亞硫酸鈉暴露于空氣中極易氧化變質，并不斷放出SO?，最終變成硫酸鈉，故本產品不宜久存。
焦亞硫酸鈉與強酸反應會釋放出刺激性氣體SO?。它是強還原劑，可與碘單質及甲醇生成二氧化硫、碘化鈉及硫酸單甲酯。
制備方法
干法制備
干法的制備步驟為：將純堿和水以約1：2.5的摩爾配比攪拌均勻，待生成的Na?CO?·nH?O呈塊狀時，將其保持一定的空隙放入反應器內。然后通入SO?至反應結束，將取出的塊狀物粉碎即可得焦亞硫酸鈉成品。
濕法制備
純堿制備
利用純堿為原料濕法制備焦亞硫酸鈉的主要步驟如下。
（1）用純堿與亞硫酸氫鈉溶液混合而成的懸浮液吸收二氧化硫至過飽和，轉化為亞硫酸氫鈉溶液，反應式為：
（2）當溶液中亞硫酸氫鈉含量達到過飽和濃度時，析出Na?S?O?結晶，反應式為：
上圖為利用純堿制備焦亞硫酸鈉的工藝流程示意圖，傳統生產焦亞硫酸鈉的步驟為含硫磺燃燒生成的二氧化硫氣體依次通過三級鼓泡反應釜，生成的焦亞硫酸鈉晶體經過離心分離和干燥即制得產品。由于存在SO?氣體泄漏、產品質量不穩定等問題，大量創新的焦亞硫酸鈉生產工藝被提出。
十水碳酸鈉制備
大部分的焦亞硫酸鈉產品是以純堿和二氧化硫為原料通過不同的工藝路線來生產，其中間產品都是亞硫酸鈉溶液。此種工藝成本高，利潤低。由于含有結晶水的十水碳酸鈉化學性質更為穩定，方便運輸，來源廣闊且易得。
利用十水碳酸鈉生產焦亞硫酸鈉的工藝線路主要包含以下幾步：
（1）母液中的NaHSO?與十水碳酸鈉（Na?CO?·10H?O）反應生成亞硫酸鈉直至過飽和，析出的粉末經過離心、蒸發結晶后可以得到晶體狀無水亞硫酸鈉產品。
（2）在亞硫酸鈉飽和溶液中通入二氧化硫至過飽和狀態，可以生成焦亞硫酸鈉。
（3）得到的焦亞硫酸鈉母液可以重復（1）、（2）步驟，形成2倍量的同種母液。
（4）將步驟（3）得到的母液一半用于重復步驟（1）生產亞硫酸鈉，另一半用于重復步驟（2）生產焦亞硫酸鈉產品，以維持母液平衡。
采用十水碳酸鈉替代純堿生產焦亞硫酸鈉，得到的產品純度更高，符合工業焦亞硫酸鈉生產要求，且降本增效。但是此種方法也有一定的局限性——需要保證原料中雜質的含量較少，避免額外的純化操作影響焦亞硫酸鈉的產品質量。
總的來說，由于濕法的生產工藝、產品質量、原材料消耗方面都要優于干法，因此焦亞硫酸鈉的制備主要是采用濕法工藝。
濕法和干法制備焦亞硫酸鈉的優缺點比較
應用領域
食品工業
食品工業中經常使用焦亞硫酸鈉作為漂白劑、抗氧化劑、防腐劑和還原劑。焦亞硫酸鈉具有成本低，易得和處理效果良好的優勢。
焦亞硫酸鈉可防止食物風味變化。以馬鈴薯為例，加入的焦亞硫酸鈉可避免由于微生物和化學變化導致保質期短以及風味、營養價值的變化問題、以及控制即食馬鈴薯的褐變反應。
焦亞硫酸鈉可抑制食物的氧化過程。以蝦為例，使用焦亞硫酸鈉對其進行處理后，可以抑制其中酚類物質的氧化過程。但超量使用焦亞硫酸鈉易造成蝦類產品中含有過量的二氧化硫，危害人體健康。
化工行業
在化工生產中，焦亞硫酸鈉可用于處理工業廢水和金屬提取廢渣，同時還能實現稀貴金屬的回收。
用焦亞硫酸鈉處理含鉻廢水時，處理效果更好，產生的污泥量更少，處理成本降低，且檢測時不需要再進行過濾操作，提高了樣本檢測的準確性。
使用常用的氰化物浸出法提取金、銀時，由于浸出尾渣中殘留的化物和重金屬含量較高，工業生產過程中常用焦亞硫酸鈉——空氣氧化法對其進行解毒。
與此同時，而焦亞硫酸鈉是非常有效的活化劑，可以促進尾渣中大量的未被浸出的金銀及銅、鉛、鋅、硫、鐵等有價金屬銅等金屬的回收。
此外，粗銅電解精煉過程中的沉金后液也可以用焦亞硫酸鈉復合還原劑處理，可以回收高品質的金、鉑、鈀和大量的、碲等稀貴金屬。此方法還具有工藝簡單、水合肼等有毒物質用量少、成本低、不需要調節酸堿度等優點。
醫藥行業
在醫藥行業，焦亞硫酸鈉可用于緩解脫水的癥狀、可作為替代電解質。
印染行業
極強還原性的焦亞硫酸鈉可應用于印染行業中的染料還原脫色過程，與硼氫化鈉聯用能在短時間內用于染色紡織品的剝色。
安全事宜
消防相關
焦亞硫酸鈉不可燃，但焦亞硫酸鈉受熱可能分解產生二氧化硫和過氧化鈉等危險物質。其中過氧化鈉能與金屬反應產生易燃易爆的氫氣，在密閉容器中加熱時會有爆炸的危險。
火災中可使用大部分滅火器，如干粉滅火器、二氧化碳滅火器或水噴霧滅火器。
儲存與運輸
避光，置于陰涼干燥處，與酸和強氧化劑分開存放。
健康相關
危險性描述
焦亞硫酸鈉被吞咽會對人體造成傷害，且會造成嚴重眼刺激。它對皮膚、黏膜有明顯的刺激作用，可引起結膜、支氣管炎癥狀，有過敏體質或哮喘的人，對此非常敏感。皮膚直接接觸可引起灼傷。
（1）H302：吞咽有害
（2）H318：造成嚴重眼損傷或眼睛刺激
GHS象形圖
毒性
人類毒性
（1）人類致死劑量為10 mg/75 kg（口服途徑）。
（2）焦亞硫酸鈉已被證明可以導致哺乳動物細胞中的突變以及染色體畸變，甚至可能導致姐妹染色單體交換頻率增加。
（3）較低濃度的焦亞硫酸鈉也可能引起各種類型的反應，如頭暈、腹痛、腹瀉等，還可能導致哮喘、鼻結膜炎甚至死亡。除此之外，焦亞硫酸鈉還可能引起皮膚的過敏反應。
（4）焦亞硫酸鈉作為抗氧化劑和防腐劑加入食品、化妝品和局部麻醉液中時，可能導致局部過敏接觸反應。
動物毒性
（1）大鼠LD50大于2000 mg/kg（體重），兔LD50為65 mg/kg（體重），小鼠LD50為130 mg/kg（體重）。
（2）對鼠的神經毒性
焦亞硫酸鈉可導致胞內K?外流，使胞內K?濃度降低，損害中樞神經元功能。
（3）對鼠的積蓄毒性
正常劑量的焦亞硫酸鈉對小鼠無蓄積毒性作用（蓄積毒性是指低于一次中毒劑量的外源化學物質，反復與機體接觸一定時間后致使機體出現的中毒作用）。
特殊風險人群
焦亞硫酸鈉可引發哮喘患者的支氣管收縮癥狀，從而引發支氣管哮喘。因此，哮喘患者對食物、藥物中微量的焦亞硫酸鈉非常敏感。
急救措施
（1）輕癥患者
眼睛：如果焦亞硫酸鈉接觸眼睛，立即用大量水沖洗眼睛，立即就醫。
呼吸：如果吸入大量焦亞硫酸鈉，立即離開至新鮮空氣的區域中。在必要時協助患者通氣，通過非循環呼吸面罩以10-15 L/min的速度輸入氧氣，并注意監測是否發生肺水腫、癲癇和休克的情況。
吞咽：禁用催吐劑，漱口并喝大量的水稀釋焦亞硫酸鈉，立即就醫。
（2）嚴重患者
對于意識不清、有嚴重肺水腫或有嚴重呼吸窘迫的患者，考慮氣管插管或鼻氣管插管以控制氣道，協助使用袋閥面罩裝置的正壓通氣技術。考慮使用β受體激動劑藥物治療肺水腫，使用沙丁胺醇治療嚴重的支氣管痙攣，使用0.9%的鹽水治療低血容量的癥狀，使用地西泮或勞拉西泮治療癲癇發作，使用鹽酸丙拉卡因協助眼部沖洗。
安全防護
皮膚接觸預防：防護手套。
眼睛預防：護目鏡。
預防攝入：在相關場地工作期間不要飲食和吸煙。
環境影響
焦亞硫酸鈉對水生生物有害。因其會與水中的溶解氧發生化學反應，導致水中缺氧。
相關法規
焦亞硫酸鈉被用作人類消費食品的化學防腐劑，在按照GMP（Good Manufacturing Practice of Medical Products）生產規范使用時通常被認為是安全的，但不能用于肉類的防腐劑。
相關事件
枸杞使用焦亞硫酸鈉提色
海西蒙古族藏族自治州格爾木市生長出的枸杞因顆粒大且飽滿、色澤鮮紅、果肉厚實、含糖量高等優勢受到消費者喜愛。2024年9月，知情人表示，這里有些廠家、商戶在生產枸杞的過程中存在使用焦亞硫酸鈉進行“提色增艷”的情況。據《海西蒙古族藏族自治州促進枸杞產業發展條例》規定，生產、加工枸杞及其產品過程中，禁止使用焦亞硫酸鈉及其替代品。當地市場上的商戶為了把品相不好的枸杞也賣出去，違規使用添加劑。
參考資料 >
央視曝光“硫超標”枸杞！記者深夜直擊加工現場：被熏到呼吸困難、淚流不止….閩南網-今日頭條.2024-09-02