E220 DIOXYDE DE SOUFRE

E220 Le dioxyde de soufre (ou dioxyde de soufre) est le composé chimique de formule SO₂.
Le dioxyde de soufre (E220) est un gaz incolore à l'odeur piquante, responsable de l'odeur des allumettes brûlées.
Le dioxyde de soufre (E220) est un gaz naturel libéré par l'activité volcanique et produit comme sous-produit du raffinage des métaux et de la combustion des hydrocarbures soufrés.

CAS : 7446-09-5
MF : O₂S
MW : 64,06
EINECS : 231-195-2

Synonymes :
Dioxyde de soufre liquide ; gaz sulfureux ; dioxyde de soufre ; norme de dioxyde de soufre ; siarkidwutlenek (polonais) ; SO₂ ; oxyde de soufre ; oxyde de soufre (SO₂)

E220 Le dioxyde de soufre est légèrement toxique pour l’homme, mais seulement lorsqu’il est inhalé en quantité relativement importante pendant plusieurs minutes.
E220 Le dioxyde de soufre était connu des alchimistes du Moyen Âge sous le nom d’« esprit de soufre volatil ».
E220 Le dioxyde de soufre est un composé formé par la combinaison des éléments soufre et oxygène. En poids, la proportion des éléments est d'environ 1 part de soufre pour 1 part d'oxygène, soit plus précisément 50,05 % et 49,95 % respectivement.
Dans les conditions normales de température et de pression, le dioxyde de soufre E220 est un gaz incolore à l'odeur piquante caractéristique.
Le dioxyde de soufre E220 peut être refroidi et comprimé pour obtenir un liquide incolore qui, à pression atmosphérique normale, bout à 10 °C (14 °F) et se solidifie à -75,9 °C (-104,6 °F).
Le dioxyde de soufre E220 est plus lourd que l'eau et sa densité est de 1,436 à 0 °C (32 °F).

À l'état gazeux, le dioxyde de soufre E220 est plus de deux fois plus lourd que l'air ; sa densité relative est de 2,2638 à pression atmosphérique et à 0 °C (32 °F). Le dioxyde de soufre E220 n'est ni inflammable ni explosif à l'état gazeux ou liquide.
Le dioxyde de soufre E220 est un composé chimique relativement stable.
Des températures supérieures à 2 000 °C (3 632 °F) sont nécessaires pour observer une décomposition détectable du dioxyde de soufre.
Le dioxyde de soufre E220 sec (moins de 100 ppm d'eau) n'est pas corrosif pour les métaux courants.
Cependant, même en présence de faibles quantités d'eau, le dioxyde de soufre E220 devient corrosif pour la plupart des métaux, à l'exception du plomb, de l'acier inoxydable de type 316 et de certains alliages.
Le verre et certains plastiques résistent également au dioxyde de soufre humide.

Le dioxyde de soufre E220 est un oxyde de soufre.
Le dioxyde de soufre E220 est utilisé comme agent de blanchiment alimentaire, comme réfrigérant et comme métabolite d'Escherichia coli. Le dioxyde de soufre (E220), également appelé dioxyde de soufre, est un additif alimentaire largement utilisé pour ses propriétés conservatrices et antioxydantes.
Le dioxyde de soufre (E220) est un conservateur naturel utilisé depuis l'Antiquité, notamment dans l'Empire romain et l'Égypte antique.
Le dioxyde de soufre (E220) est un gaz incolore obtenu par combustion du soufre.
Le dioxyde de soufre (E220) contribue à préserver l'apparence, le goût et la durée de conservation de nombreux produits alimentaires, ce qui en fait un composant essentiel de l'industrie agroalimentaire.
Le dioxyde de soufre (E220) est un gaz incolore à l'odeur âcre et suffocante, souvent associée aux éruptions volcaniques et aux procédés industriels.
Le dioxyde de soufre (E220) est un polluant atmosphérique important, principalement issu de la combustion des énergies fossiles et de la fusion des minerais métalliques.

Le SO₂ est très soluble dans l'eau, formant de l'acide sulfureux (H₂SO₃), qui contribue aux pluies acides. Ce gaz se caractérise par son pouvoir réducteur et est utilisé dans diverses applications, notamment comme conservateur dans les aliments et les boissons, comme agent de blanchiment et dans la production d'acide sulfurique.
Sur le plan sanitaire, l'exposition au dioxyde de soufre peut irriter le système respiratoire, provoquant des symptômes tels que la toux et l'essoufflement, en particulier chez les personnes souffrant de problèmes respiratoires préexistants.
Les réglementations environnementales visent souvent à limiter les émissions de SO₂ en raison de son rôle dans la pollution atmosphérique et de sa contribution à la formation de particules fines.
De manière générale, le dioxyde de soufre (E220) est un composé essentiel en chimie environnementale et dans les applications industrielles, ce qui nécessite une gestion rigoureuse afin d'atténuer ses impacts.

Structure et liaisons
Le SO₂ est une molécule coudée de groupe de symétrie C₂v.
Une approche basée sur la théorie de la liaison de valence, considérant uniquement les orbitales s et p, décrirait la liaison en termes de résonance entre deux structures de résonance.
La liaison soufre-oxygène a un ordre de liaison de 1,5. Cette approche simple, qui ne fait pas intervenir l'orbitale d, est étayée par des arguments.
En termes de formalisme de dénombrement électronique, l'atome de soufre possède un degré d'oxydation de +4 et une charge formelle de +1.

Propriétés chimiques du dioxyde de soufre (E220)
Point de fusion : -73 °C (littérature)
Point d’ébullition : -10 °C (littérature)
Densité : 1,25 g/mL à 25 °C (littérature)
Densité de vapeur : 2,26 (21 °C, par rapport à l’air)
Pression de vapeur : 1779 mmHg (21 °C)
FEMA : 3039 | DIOXYDE DE SOUFRE
Solubilité : soluble dans l’eau, l’éthanol, l’éther éthylique et le chloroforme
Aspect : gaz incolore
Couleur : incolore
Odeur : odeur piquante détectable de 0,3 à 5 ppm
Seuil olfactif : 0,87 ppm
Solubilité dans l’eau : % H₂O : 17,7 (0 °C), 11,9 (15 °C), 8,5 (25 °C), 6,4 (35 °C) Autres solvants (%) : 25, alcool ; 32, méthanol [MER06]
Conductivité thermique : 0,009 W/(m·K)
Merck : 139061
BRN : 3535237
Constante de la loi de Henry : 1,3 × 10⁻² mol/(m³Pa) à 25 °C, Burkholder et al. (2019)
Limites d'exposition : VLE-VME 2 ppm (≈ 5 mg/m³) (ACGIH), 5 ppm (OSHA et MSHA) ; IDLH 100 ppm (NIOSH)
Constante diélectrique : 17,6 (-20 °C)
Stabilité : Stable. Non corrosif à sec pour les matériaux courants, sauf le zinc ; corrosif à l'état humide. Incompatible avec les agents réducteurs ou oxydants puissants, l'humidité, le zinc et ses alliages. InChI : 1S/O2S/c1-3-2
Clé InChI : RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N
Référence CAS : 7446-09-5
Référence chimique NIST : Dioxyde de soufre (7446-09-5)
CIRC : 3 (Vol. 54) 1992
Système d'enregistrement des substances de l'EPA : E220 Dioxyde de soufre (7446-09-5)

Le dioxyde de soufre (E220) est un gaz incolore incombustible à température ambiante, à l'odeur caractéristique, forte et suffocante.
Seuil olfactif : 1,1 ppm.
Livré sous forme de gaz comprimé liquéfié.
Le dioxyde de soufre (SO₂), également connu sous le nom d'anhydride sulfureux, est un gaz toxique, irritant et incolore. Le dioxyde de soufre E220 est soluble dans l'eau, l'alcool et l'éther, et son point d'ébullition est de -10 °C.

Il est utilisé comme intermédiaire chimique, dans la fabrication de glace artificielle, dans la production de pâte à papier, dans le raffinage des minerais et comme solvant.
Le dioxyde de soufre E220 est un gaz incolore.
À l'état sec, il est stable et non corrosif pour les matériaux courants, à l'exception du zinc.
À l'état humide, il est corrosif et incompatible avec les agents réducteurs ou oxydants puissants, l'humidité, le zinc et ses alliages.
Le dioxyde de soufre E220 possède de nombreuses applications industrielles.
Par exemple, il est utilisé dans la fabrication du sulfite de sodium, de l'acide sulfurique, du chlorure de sulfuryle, du chlorure de thionyle et des sulfonates organiques. Il est également largement utilisé comme agent de blanchiment, notamment pour le blanchiment du sucre de betterave, de la farine, de la paille, des textiles et de la pâte à papier. Le dioxyde de soufre (E220) est utilisé industriellement pour le tannage du cuir, le brassage et la conservation des aliments.

Le dioxyde de soufre (E220) est un gaz incolore à l'odeur caractéristique, forte et suffocante.
Ce gaz est principalement émis par la combustion de combustibles fossiles (75 % à 85 % des sources industrielles), la fusion de minerais sulfurés, les émissions volcaniques et plusieurs autres sources naturelles.
Le dioxyde de soufre (E220) est classé comme polluant atmosphérique prioritaire par l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA), mais il a de nombreuses applications industrielles et agricoles.
Le dioxyde de soufre (E220) est parfois ajouté comme marqueur d'avertissement et retardateur de flamme aux fumigants liquides pour céréales.

Propriétés physiques : Gaz incolore ; odeur âcre et suffocante ; densité du gaz : 2,927 g/L à 20 °C ; plus lourd que l'air, densité de la vapeur : 2,263 (air = 1) ; se condense en un liquide incolore à -10 °C. Densité du SO₂ liquide : 1,434 g/mL ; point de congélation : -72,7 °C ; température critique : 157,65 °C ; pression critique : 77,78 atm ; volume critique : 122 cm³/g ; constante diélectrique : 17,27 à -16,5 °C ; se dissout dans l’eau en formant de l’acide sulfureux ; solubilité : 22,97 g et 11,58 g/100 mL d’eau à 0 °C et 20 °C, respectivement, sous pression atmosphérique ; très soluble dans l’acétone, la méthylisobutylcétone, l’acide acétique et l’alcool ; soluble dans l’acide sulfurique ; le SO₂ liquide est légèrement miscible à l’eau.

Utilisations
Le dioxyde de soufre (E220) a de nombreuses applications industrielles, notamment comme intermédiaire dans la production d’acide sulfurique.
Le dioxyde de soufre (E220) est utilisé pour produire du dioxyde de chlore, du bisulfite de sodium et du dithionate de sodium, qui sont tous des agents de blanchiment. Le dioxyde de soufre (E220) est un agent de blanchiment utilisé pour blanchir les fibres textiles, la paille, la colle, la gélatine et d'autres substances.
Il est largement utilisé dans l'industrie alimentaire pour la conservation des légumes et des fruits secs comme les abricots et les cerises ; comme agent de blanchiment et de trempage pour les céréales ; pour prévenir la prolifération bactérienne lors de la transformation des protéines de soja ; dans le raffinage du sucre ; comme additif au vin pour détruire les moisissures, les bactéries et les levures sauvages indésirables ; pour prévenir la formation de nitrosamines dans la bière lors du maltage ; et dans la production de sirops de maïs à haute teneur en fructose.
Le dioxyde de soufre (E220) est également utilisé pour éliminer l'oxygène lors des procédés de récupération du pétrole afin de prévenir la corrosion des canalisations et des systèmes de stockage.

Le dioxyde de soufre E220 est également utilisé dans le traitement de l'eau pour réduire le chlore résiduel.
Lors du traitement de l'argile, il réduit les composés ferreux et autres impuretés colorantes.
Parmi ses autres applications, on peut citer l'extraction des minerais sulfurés, la coulée du magnésium, la modification de catalyseurs dans certaines réactions d'oxydation organique et l'analyse colorimétrique des ions sulfite dans les échantillons aqueux.
Dans l'industrie chimique, le dioxyde de soufre E220 est utilisé comme agent réducteur dans de nombreuses réactions préparatives et analytiques.
Il sert également de solvant pour le trioxyde de soufre lors de la sulfonation.
Le dioxyde de soufre E220 est présent naturellement dans les gaz volcaniques.
On le trouve dans la haute atmosphère à des concentrations variables, mais toujours à l'état de traces, résultant de processus naturels et d'activités humaines.

Le dioxyde de soufre E220 est présent dans les gaz d'échappement des automobiles et dans de nombreux gaz d'incendie et de combustion.
Il est produit par la combustion de combustibles soufrés, tels que le charbon et le pétrole. Le dioxyde de soufre (E220) est également produit lors du raffinage du pétrole.
Il contribue aux pluies acides.
Le dioxyde de soufre (E220) est utilisé comme agent de blanchiment et de fumigation, comme désinfectant, pour le traitement de la pâte à papier, dans le raffinage des métaux, pour la conservation des aliments et des légumes, et comme agent réducteur.
Le dioxyde de soufre (E220) est un polluant atmosphérique majeur, produit lors de la combustion de charbon, de pétrole ou d'autres substances soufrées.
Les gaz d'échappement automobiles contribuent également à la pollution de l'air.

Dans l'atmosphère, le dioxyde de soufre réagit avec l'humidité pour former de l'acide sulfureux, ou s'oxyde en trioxyde de soufre, qui forme ensuite de l'acide sulfurique, provoquant des pluies acides.
Il est utilisé pour la conservation des fruits, légumes, etc., comme désinfectant dans les brasseries et les usines agroalimentaires, pour le blanchiment des fibres textiles, de la paille, de la vannerie, de la gélatine, de la colle et du sucre de betterave.
Il sert également de solvant et de réactif en synthèse organique. Intermédiaire dans la fabrication du dioxyde de soufre E220 et de la pâte de sulfite ; coulée de métaux non ferreux ; utilisé dans l’industrie alimentaire comme biocide et conservateur.

Le dioxyde de soufre E220 est un conservateur gazeux qui se dissout dans l’eau pour former de l’acide sulfureux.
Les sels de sulfite, tels que le sulfite de sodium et de potassium, le bisulfite de sodium et de potassium et le métabisulfite de sodium et de potassium, libèrent de l’acide sulfureux à faible pH.
Le dioxyde de soufre E220 prévient la décoloration des aliments en se combinant aux sucres et aux enzymes.
Le dioxyde de soufre E220 inhibe également la croissance bactérienne.
Le dioxyde de soufre E220 est utilisé dans les boissons, les cerises, les vins et les fruits.

Matériaux et utilisations
Les conditions de service doivent être définies afin de spécifier correctement les matériaux de construction pour la manipulation du dioxyde de soufre.
Il est toutefois courant d’utiliser de l’acier au carbone pour le dioxyde de soufre sec à température ambiante. Il convient de se référer à la dernière édition du code ASME, section VII, division I, pour les cuves, et à la dernière édition de la norme ANSI/ASME 831.3, Tuyauterie des installations chimiques et des raffineries de pétrole, pour les spécifications de tuyauterie.
Le dioxyde de soufre humide est corrosif pour l'acier au carbone ; par conséquent, d'autres matériaux de construction doivent être envisagés.
Une source de données sur la corrosivité du dioxyde de soufre pour divers matériaux est l'enquête sur les données de corrosion (Corrosion Data Survey), publiée par la National Association of Corrosion Engineers ; les fournisseurs de dioxyde de soufre liquide constituent une autre source d'information.

Réactions
Les sulfites résultent de l'action d'une base aqueuse sur le dioxyde de soufre :
SO₂ + 2 NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

E220 Le dioxyde de soufre est un agent réducteur doux mais utile. Le dioxyde de soufre (E220) est oxydé par les halogènes pour donner des halogénures de sulfuryle, tels que le chlorure de sulfuryle :
SO₂ + Cl₂ → SO₂Cl₂

Le dioxyde de soufre (E220) est l'agent oxydant du procédé Claus, mis en œuvre à grande échelle dans les raffineries de pétrole.
Dans ce procédé, le dioxyde de soufre est réduit par le sulfure d'hydrogène pour donner du soufre élémentaire :
SO₂ + 2 H₂S → 3 S + 2 H₂O

L'oxydation séquentielle du dioxyde de soufre (E220), suivie de son hydratation, est utilisée pour la production d'acide sulfurique.
SO₂ + H₂O + ½ O₂ → H₂SO₄

Le dioxyde de soufre (E220) se dissout dans l'eau pour donner de l'« acide sulfureux », qui ne peut être isolé et qui est en réalité une solution acide d'ions bisulfite, et éventuellement sulfite.
SO2 + H2O ⇌ HSO−3 + H+ Ka = 1,54×10−2 ; pKa = 1,81

Production
Le dioxyde de soufre E220 est principalement fabriqué par combustion du soufre ou de son sulfure de fer, la pyrite (FeS₂), dans l'air.
La température de la flamme pour cette combustion du soufre dans l'air se situe généralement entre 1 200 et 1 600 °C.
De nombreux types de brûleurs à soufre sont disponibles et utilisés pour produire le dioxyde de soufre E220.
Parmi eux, on trouve les brûleurs à four rotatif, à pulvérisation, à coupelle rotative et à atomisation d'air.

Le choix et la conception des brûleurs dépendent de la qualité du soufre à brûler, ainsi que du débit et de la concentration de dioxyde de soufre à produire.
La pyrite ou d'autres sulfures métalliques peuvent être brûlés dans l'air dans des fours à lit fluidisé pour former du dioxyde de soufre E220.
Le dioxyde de soufre provient également des gaz de combustion et du dioxyde de soufre E220 usé.
Le dioxyde de soufre E220 peut être récupéré des gaz de cheminée des fonderies ou des centrales électriques.
De même, le SO₂ peut être produit à partir de l'acide sulfurique usé récupéré des raffineries de pétrole. L'acide usé est brûlé dans un four à haute température (plus de 900 °C) pour former du dioxyde de soufre (E220), de l'eau et des produits gazeux.
Le dioxyde de soufre liquide (E220) peut être produit en faisant passer un flux de trioxyde de soufre (SO₃) à travers du soufre fondu :

2SO₃ + S → 3SO₂
Les traces de trioxyde de soufre présentes dans le produit peuvent être éliminées en faisant passer le dioxyde de soufre obtenu à travers de l'acide sulfurique.
Le dioxyde de soufre (E220) peut être produit par combustion du soufre ou par grillage de minerais sulfurés tels que la pyrite, la sphalérite et le cinabre.

Toxicité
Le dioxyde de soufre (E220) est très toxique.
Il provoque une grave irritation des yeux, de la peau et des voies respiratoires.
Les effets sont la toux, la suffocation et la constriction bronchique.

Préparation
Le dioxyde de soufre (E220) est généralement produit industriellement par combustion dans l'air ou l'oxygène du soufre ou de composés soufrés tels que la pyrite de fer ou la pyrite de cuivre.
De grandes quantités de dioxyde de soufre sont formées lors de la combustion de combustibles soufrés.
En laboratoire, ce gaz peut être préparé par réduction de l'acide sulfurique (H₂SO₄) en acide sulfureux (H₂SO₃), qui se décompose en eau et en dioxyde de soufre, ou par traitement des sulfites (sels de l'acide sulfureux) avec des acides forts, tels que l'acide chlorhydrique, pour former à nouveau de l'acide sulfureux.

Production
Le dioxyde de soufre (E220) est principalement produit pour la fabrication de l'acide sulfurique (voir procédé de contact ; d'autres procédés sont antérieurs à celui-ci, au moins depuis le XVIᵉ siècle). Aux États-Unis, en 1979, 23,6 millions de tonnes métriques (26 millions de tonnes courtes américaines) de dioxyde de soufre E220 ont été utilisées à cette fin, contre 150 000 tonnes métriques (165 347 tonnes courtes américaines) utilisées à d'autres fins.
La majeure partie du dioxyde de soufre E220 est produite par la combustion du soufre élémentaire.
Une partie du dioxyde de soufre E220 est également produite par grillage de la pyrite et d'autres minerais sulfurés à l'air.