硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃），CAS号10102-17-7，是一种常见的无机盐化合物，常以五水合物形式存在（Na₂S₂O₃·5H₂O）。它呈无色或白色晶体，易溶于水，具有温和的还原性和络合能力。作为化学工业和实验室中的多功能试剂，硫代硫酸钠在多个领域发挥关键作用。其主要用途源于其独特的化学性质，包括与碘的反应、去除氧化剂的能力以及在络合物形成中的应用。下面从化学专业视角，详细阐述其主要用途。
1. 摄影和成像工业中的定影剂
在传统银盐摄影过程中，硫代硫酸钠是最经典的定影剂。其作用机制基于与未暴露银卤化物（如AgBr或AgCl）的络合反应，形成可溶性银硫代硫酸钠络合物[Ag(S₂O₃)₂]³⁻，从而从乳胶中洗脱未曝光的银离子，避免进一步光化反应。这一步骤确保图像稳定，防止照片褪色或模糊。
具体而言，定影液通常以0.5-2 mol/L的浓度配制硫代硫酸钠溶液，常与硼砂等缓冲剂结合使用。反应方程式为：
AgBr + 2S₂O₃²⁻ → [Ag(S₂O₃)₂]³⁻ + Br⁻
尽管数字摄影兴起，这一用途在专业胶片摄影、X射线成像和印刷工业中仍不可或缺。化学上，它的优势在于反应温和，不易产生副产物，且成本低廉，年全球需求量达数万吨。
2. 水处理和消毒残留去除
硫代硫酸钠在环境化学和水处理领域广泛用于中和消毒剂残留，特别是去除自来水中或工业废水中的氯（Cl₂）或次氯酸钠（NaOCl）。氯消毒虽有效，但残留会影响水质和生态系统，硫代硫酸钠作为还原剂，能快速还原这些氧化剂。
典型反应为：
Na₂S₂O₃ + Cl₂ + H₂O → Na₂SO₄ + 2HCl + S↓（微量硫沉淀）
或针对次氯酸：
2Na₂S₂O₃ + NaOCl + H₂O → Na₂S₄O₆ + NaCl + 2NaOH
在饮用水处理中，投加浓度通常为1-5 mg/L，根据余氯水平调整。这不仅保护下游生物，还在游泳池和渔业养殖中应用广泛。作为绿色化学试剂，它不引入重金属污染，符合现代环保标准。在工业废水处理，如造纸或纺织厂，硫代硫酸钠还用于脱氯，防止排放物对水生生物的毒性。
3. 医药和毒理学中的解毒剂
从毒理化学角度，硫代硫酸钠是治疗氰化物中毒的标准解毒剂之一。它与亚硝酸钠联合使用，形成硫氰酸钠（NaSCN），后者通过尿液排出。机制涉及硫代硫酸硫转移酶（rhodanese）催化，将氰离子（CN⁻）转化为无毒硫氰离子（SCN⁻）。
反应简式：
CN⁻ + S₂O₃²⁻ → SCN⁻ + SO₃²⁻
临床上，静脉注射10-50%溶液（20-50 mL），迅速缓解氰化氢或氰化钾中毒症状，如在工业事故或烟雾吸入中应用。此外，它用于治疗砷或重金属中毒，通过络合机制促进排泄。在眼科领域，硫代硫酸钠眼药水用于去除角膜结石（氯化钙沉积），其温和的螯合作用避免组织损伤。制药级产品需符合USP标准，确保纯度>99%。
4. 分析化学中的滴定试剂
在定量分析中，硫代硫酸钠是标准还原滴定剂，常用于碘量法测定氧化还原物质。其与碘的反应高度特异：
2Na₂S₂O₃ + I₂ → Na₂S₄O₆ + 2NaI
此反应用于测定维生素C含量、过氧化物或溶解氧（间接法）。在实验室，0.1 N标准溶液储存于棕色瓶中，避免光解产生硫化物。Winkler法测水中溶解氧时，硫代硫酸钠定量锰亚铁-碘络合物，精度达0.01 mg/L。
此外，在络合滴定中，它辅助测定铜、银等金属离子，形成稳定络合物。教育和研究中，这一用途培养学生对氧化还原电位的理解，电位差约为0.08 V（vs. SHE）。
5. 工业合成和辅助应用
硫代硫酸钠在化工合成中作为还原剂或硫源，用于生产胶凝材料（如硫酸盐水泥添加剂）和染料中间体。在纺织工业，它还原偶氮染料，防止氧化褪色；在造纸中，抑制漂白过程中的氯化副反应。
在金矿提取（氰化法）中，硫代硫酸钠回收氰化废液，转化为低毒硫氰盐，提高资源利用率。农业上，作为土壤改良剂，它中和碱性土壤中的氯离子，促进作物生长。
注意事项与安全性
化学专业人士在使用硫代硫酸钠时，需注意其在酸性条件下分解产生二氧化硫（SO₂）和硫化氢（H₂S），后者有毒。储存于干燥、避光处，避免与强酸或重金属接触。LD50（大鼠，口服）>5000 mg/kg，属低毒物质，但工业操作需佩戴防护装备。
总之，硫代硫酸钠的多功能性源于其硫-氧键的活性，使其在从实验室到工业的多个尺度上不可或缺。随着可持续化学的发展，其环保用途将进一步扩展。