ДИОКСИД СЕРЫ

Линейная формула: SO2
Номер КАС: 7446-09-5
Молекулярный вес: 64,06
Байльштейн: 3535237
Номер ЕС: 231-195-2
Номер в леях: MFCD00011450
Идентификатор вещества PubChem: 24857804

ПРИЛОЖЕНИЯ

Всеобъемлющее, доминирующее использование диоксида серы в производстве серной кислоты.
Диоксид серы в основном используется в качестве сырья для производства серной кислоты (контактный процесс).
Диоксид серы обычно используется в синтезе различных серосодержащих органических соединений, таких как алкил/арилсульфонилхлориды, сульфинаты, сультины и полисульфон.

Кроме того, диоксид серы также обладает антимикробными свойствами и используется в качестве консерванта.
Диоксид серы представляет собой оксид серы.
Диоксид серы играет роль отбеливателя пищевых продуктов, хладагента и метаболита кишечной палочки.

Диоксид серы используется во многих отраслях промышленности.
Некоторые примеры использования диоксида серы в промышленности: производство серной кислоты, бумаги и пищевых консервантов.

- предшественник серной кислоты

Диоксид серы является промежуточным звеном в производстве серной кислоты, он превращается в триоксид серы, а затем в олеум, который превращается в серную кислоту.
Двуокись серы для этой цели производится, когда сера соединяется с кислородом.
Способ превращения диоксида серы в серную кислоту называется контактным процессом.
Для этой цели ежегодно производится несколько миллиардов килограммов.

-В качестве консерванта

Диоксид серы иногда используется в качестве консерванта для кураги, сушеного инжира и других сухофруктов из-за его антимикробных свойств и способности предотвращать окисление, и при таком использовании в Европе он называется E220.
В качестве консерванта он поддерживает красочный вид фруктов и предотвращает гниение.
Его также добавляют в сернистую патоку.

Диоксид серы был впервые использован в виноделии римлянами, когда они обнаружили, что горящие серные свечи в пустых винных сосудах сохраняют их свежими и избавляют от запаха уксуса.

Диоксид серы по-прежнему является важным соединением в виноделии и измеряется в миллионных долях (ppm) в вине.
Диоксид серы присутствует даже в так называемом несульфированном вине в концентрациях до 10 мг/л.

Двуокись серы служит антибиотиком и антиоксидантом, защищая вино от порчи бактериями и окисления - явления, которое приводит к потемнению вина и потере специфического аромата сорта.
Его противомикробное действие также помогает свести к минимуму летучую кислотность.
Вина, содержащие диоксид серы, обычно имеют маркировку «содержащие сульфиты».

Диоксид серы существует в вине в свободной и связанной формах, и их комбинации называются общим диоксидом серы.
Связывание, например, с карбонильной группой ацетальдегида, зависит от конкретного вина.
Свободная форма находится в равновесии между молекулярным SO2 (в виде растворенного газа) и бисульфит-ионом, который, в свою очередь, находится в равновесии с сульфит-ионом.

Эти равновесия зависят от pH вина.
Более низкий рН смещает равновесие в сторону молекулярного (газообразного) диоксида серы, который является активной формой, в то время как при более высоком рН больше диоксида серы находится в неактивных сульфитных и бисульфитных формах.

Молекулярный диоксид серы активен как противомикробное средство и антиоксидант, и это также форма, которая может восприниматься как резкий запах при высоких уровнях.
Вина с общей концентрацией диоксида серы ниже 10 частей на миллион не требуют, чтобы на этикетке содержались сульфиты в соответствии с законами США и ЕС.
Верхний предел общего содержания диоксида серы в вине в США составляет 350 частей на миллион; в ЕС он составляет 160 частей на миллион для красных вин и 210 частей на миллион для белых и розовых вин.
При низких концентрациях диоксид серы практически не обнаруживается в вине, но при концентрациях свободного SO2 более 50 частей на миллион SO2 становится очевидным в запахе и вкусе вина.

Двуокись серы также является очень важным соединением в санитарии винодельни.
Винодельни и оборудование должны содержаться в чистоте, а поскольку отбеливатель нельзя использовать на винодельне из-за риска загрязнения пробки, для очистки и дезинфекции оборудования обычно используется смесь диоксида серы, воды и лимонной кислоты.
Озон (O3) в настоящее время широко используется для дезинфекции на винодельнях из-за его эффективности, а также потому, что он не влияет на вино или большую часть оборудования.

-В качестве восстановителя

Двуокись серы также является хорошим восстановителем.
В присутствии воды диоксид серы способен обесцвечивать вещества.
В частности, двуокись серы является полезным восстанавливающим отбеливателем для бумаги и деликатных материалов, таких как одежда.

Этот эффект отбеливания обычно не длится очень долго.
Кислород в атмосфере повторно окисляет восстановленные красители, восстанавливая цвет.
При очистке городских сточных вод диоксид серы используется для очистки хлорированных сточных вод перед сбросом.
Диоксид серы восстанавливает свободный и связанный хлор до хлорида.

Двуокись серы хорошо растворима в воде, как по данным ИК, так и по спектроскопии комбинационного рассеяния; гипотетическая сернистая кислота H2SO3 отсутствует в любом количестве.
Однако такие растворы действительно показывают спектры иона сероводорода, HSO3-, в результате реакции с водой, и это фактически присутствующий восстановитель:

SO2 + H2O ⇌ HSO3− + H+

- В качестве фумиганта

В начале 20-го века диоксид серы использовался в Буэнос-Айресе в качестве фумиганта для уничтожения крыс, переносчиков бактерии Yersinia pestis, вызывающей бубонную чуму.

Применение было успешным, и применение этого метода было распространено на другие районы Южной Америки.
В Буэнос-Айресе, где эти аппараты были известны как Sulfurozador, а позже также в Рио-де-Жанейро, Новом Орлеане и Сан-Франциско, машины для обработки диоксидом серы были выведены на улицы, чтобы обеспечить проведение обширных кампаний по дезинфекции с эффективными результатами.

-Биохимические и биомедицинские роли

Диоксид серы или его сопряженное основание бисульфит вырабатывается биологически в качестве промежуточного продукта как в сульфатредуцирующих организмах, так и в сероокисляющих бактериях.
Роль диоксида серы в биологии млекопитающих еще недостаточно изучена.
Диоксид серы блокирует нервные сигналы от рецепторов растяжения легких и отменяет инфляционный рефлекс Геринга-Брейера.

Считается, что эндогенный диоксид серы играет важную физиологическую роль в регуляции функции сердца и кровеносных сосудов, а аберрантный или недостаточный метаболизм диоксида серы может способствовать возникновению ряда различных сердечно-сосудистых заболеваний, таких как артериальная гипертензия, атеросклероз, легочная артериальная гипертензия и стенокардия.

Показано, что у детей с легочной артериальной гипертензией вследствие врожденных пороков сердца уровень гомоцистеина выше, а уровень эндогенного диоксида серы ниже, чем у детей в норме.
Более того, эти биохимические показатели сильно коррелировали с тяжестью легочной артериальной гипертензии.
Авторы считают гомоцистеин одним из полезных биохимических маркеров тяжести заболевания, а метаболизм диоксида серы - одной из потенциальных терапевтических мишеней у этих больных.

Также было показано, что эндогенный диоксид серы снижает скорость пролиферации эндотелиальных гладкомышечных клеток в кровеносных сосудах за счет снижения активности МАРК и активации аденилатциклазы и протеинкиназы А.
Пролиферация гладкомышечных клеток является одним из важных механизмов гипертонического ремоделирования сосудов и их стеноза, поэтому она является важным патогенетическим механизмом при артериальной гипертензии и атеросклерозе.

Эндогенный диоксид серы в низких концентрациях вызывает эндотелийзависимую вазодилатацию.
В более высоких концентрациях он вызывает эндотелийнезависимую вазодилатацию и оказывает отрицательное инотропное действие на сердечный выброс, тем самым эффективно снижая артериальное давление и потребление кислорода миокардом.

Сосудорасширяющее и бронхолитическое действие диоксида серы опосредуется через АТФ-зависимые кальциевые каналы и кальциевые каналы L-типа («дигидропиридиновые»). Эндогенный диоксид серы также является мощным противовоспалительным, антиоксидантным и цитопротекторным средством.
Диоксид серы снижает артериальное давление и замедляет гипертоническое ремоделирование сосудов, особенно утолщение их интимы.
Диоксид серы также регулирует липидный обмен.

Эндогенный диоксид серы также уменьшает повреждение миокарда, вызванное изопротереноловой адренергической гиперстимуляцией, и усиливает резерв антиоксидантной защиты миокарда.

-Желательные приложения

В качестве хладагента
Будучи легко конденсируемым и обладающим высокой теплотой испарения, диоксид серы является кандидатом на роль хладагента.
До разработки хлорфторуглеродов диоксид серы использовался в качестве хладагента в домашних холодильниках.

-Климатическая инженерия
Инъекции диоксида серы в стратосферу были предложены в климатической инженерии.
Охлаждающий эффект будет аналогичен тому, что наблюдалось после крупного взрывного извержения вулкана Пинатубо в 1991 году.
Однако эта форма геоинженерии будет иметь неопределенные региональные последствия для режима выпадения осадков, например, в регионах с муссонным климатом.

ОПИСАНИЕ

Диоксид серы (написание, рекомендованное ИЮПАК) или диоксид серы (традиционный английский язык Содружества) — это химическое соединение с формулой SO2.
Двуокись серы — ядовитый газ, ответственный за запах сгоревших спичек.

Диоксид серы высвобождается естественным образом в результате вулканической деятельности и производится как побочный продукт добычи меди и сжигания серосодержащих ископаемых видов топлива.
Диоксид серы имеет резкий запах, напоминающий азотную кислоту.
Диоксид серы SO2 представляет собой изогнутую молекулу с точечной группой симметрии C2v.

Подход теории валентной связи, рассматривающий только s- и p-орбитали, описывает связь в терминах резонанса между двумя резонансными структурами.
Связь сера-кислород имеет порядок связи 1,5.
Существует поддержка этого простого подхода, который не требует участия d-орбиты.
С точки зрения формализма подсчета электронов атом серы имеет степень окисления +4 и формальный заряд +1.

Диоксид серы выглядит как бесцветный газ с удушливым или удушливым запахом.
Температура кипения двуокиси серы -10°С.
Диоксид серы тяжелее воздуха.

Диоксид серы очень токсичен при вдыхании и может раздражать глаза и слизистые оболочки.
При длительном воздействии огня или тепла контейнеры с диоксидом серы могут сильно разорваться и взорваться.
Диоксид серы используется для производства химикатов, в производстве бумажной массы, в металлургической и пищевой промышленности.

Диоксид серы — бесцветный газ с резким запахом.
А двуокись серы находится в жидком состоянии под давлением и очень легко растворяется в воде.
Диоксид серы в воздухе образуется главным образом в результате таких действий, как сжигание угля и нефти на электростанциях или плавка меди.
В природе диоксид серы может выделяться в воздух при извержениях вулканов.

Диоксид серы (SO2), неорганическое соединение, тяжелый, бесцветный, ядовитый газ.
И диоксид серы производится в огромных количествах на промежуточных этапах производства серной кислоты.
Двуокись серы имеет резкий раздражающий запах, похожий на запах только что зажженной спички.

Встречаясь в природе в составе вулканических газов и в растворе в водах некоторых теплых источников, сернистый газ обычно получают в промышленных масштабах путем сжигания на воздухе или в кислороде серы или таких соединений серы, как железный пирит или медный колчедан.
Большие количества двуокиси серы образуются при сжигании серосодержащих топлив.
В атмосфере диоксид серы может соединяться с водяным паром с образованием серной кислоты, основного компонента кислотных дождей; во второй половине 20 века широкое распространение получили меры по борьбе с кислотными дождями.

Диоксид серы является предшественником триоксида (SO3), используемого для производства серной кислоты.
В лаборатории газ может быть получен путем восстановления серной кислоты (H2SO4) до сернистой кислоты (H2SO3), которая разлагается на воду и диоксид серы, или путем обработки сульфитов (солей сернистой кислоты) сильными кислотами, такими как соляная кислота, снова образуя сернистую кислоту.

Диоксид серы можно сжижать при умеренном давлении при комнатной температуре; жидкость замерзает при -73 ° C (-99,4 ° F) и кипит при -10 ° C (14 ° F) при атмосферном давлении.
Хотя в основном он используется для получения серной кислоты, триоксида серы и сульфитов, диоксид серы также используется в качестве дезинфицирующего средства, хладагента, восстановителя, отбеливателя и пищевого консерванта, особенно в сухофруктах.

Диоксид серы (SO2) представляет собой бесцветный химически активный газ с сильным запахом.
Диоксид серы поступает из различных природных и антропогенных источников.
Основными антропогенными источниками выбросов двуокиси серы являются сжигание высокосернистых углей и мазута на электростанциях, за которыми следуют промышленные котлы и плавка металлов.
Естественные причины составляют от 35 до 65% от общего объема выбросов диоксида серы в год и включают такие источники, как вулканы.

Диоксид серы (SO2) состоит из одного атома серы и двух атомов кислорода и представляет собой газ при температуре окружающей среды.
Диоксид серы имеет резкий раздражающий запах.
SO2, диоксид серы, является членом семейства химических веществ, состоящих из серы и кислорода, которые в совокупности известны как оксиды серы (SOX).

Диоксид серы (SO2) представляет собой бесцветный газ с резким раздражающим запахом.
SO2, диоксид серы, производится путем сжигания ископаемого топлива и плавки минеральных руд, содержащих серу.
Извергающиеся вулканы могут быть значительным естественным источником выбросов двуокиси серы.

ВХОЖДЕНИЕ

Диоксид серы встречается на Земле в очень малых концентрациях и в атмосфере около 1 ppm.

На других планетах диоксид серы можно найти в различных концентрациях, наиболее значимой из которых является атмосфера Венеры, где он является третьим по распространенности атмосферным газом с концентрацией 150 частей на миллион.
Там он вступает в реакцию с водой, образуя облака серной кислоты, и является ключевым компонентом глобального атмосферного цикла серы на планете и способствует глобальному потеплению.

Он был причастен как ключевой фактор к потеплению раннего Марса, по оценкам, его концентрация в нижних слоях атмосферы достигает 100 частей на миллион, хотя он существует только в следовых количествах.
Как на Венере, так и на Марсе, как и на Земле, считается, что его основным источником является вулкан.
Атмосфера Ио, естественного спутника Юпитера, на 90% состоит из диоксида серы[12], и считается, что в атмосфере Юпитера также присутствуют его следовые количества.

Считается, что в виде льда он в изобилии существует на галилеевых спутниках — в виде сублимирующего льда или инея на заднем полушарии Ио, а также в коре и мантии Европы, Ганимеда и Каллисто, возможно, также в жидкой форме и легко вступая в реакцию. с водой.

ПРОИЗВОДСТВО

Диоксид серы в основном производится для производства серной кислоты.
В Соединенных Штатах в 1979 году таким образом было использовано 23,6 миллиона метрических тонн (26 014 547 коротких тонн США) диоксида серы по сравнению со 150 тысячами метрических тонн (165 347 коротких тонн США), использованными для других целей.
Большая часть двуокиси серы образуется при сжигании элементарной серы.
Некоторое количество диоксида серы также производится путем обжига пирита и других сульфидных руд на воздухе.

-Пути сжигания

Двуокись серы является продуктом сжигания серы или материалов, содержащих серу:

S + O2 → SO2, ΔH = −297 кДж/моль
Для облегчения сгорания жидкая сера (140–150 ° C, 284–302 ° F) распыляется через распылительное сопло, образуя мелкие капли серы с большой площадью поверхности.
Реакция экзотермическая, при сгорании температура составляет 1000–1600 ° C (1832–2912 ° F).
Значительное количество произведенного тепла восстанавливается за счет выработки пара, который впоследствии может быть преобразован в электричество.

Аналогично протекает горение сероводорода и сероорганических соединений. Например:

2 H2S + 3 O2 → 2 H2O + 2 SO2
При обжиге сульфидных руд, таких как пирит, сфалерит и киноварь (сульфид ртути), также выделяется диоксид серы:

4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2
HgS + O2 → Hg + SO2
4 FeS + 7O2 → 2 Fe2O3 + 4 SO2
Сочетание этих реакций является причиной крупнейшего источника двуокиси серы - извержений вулканов. Эти события могут привести к выбросу миллионов тонн диоксида серы.

-Восстановление высших оксидов

Диоксид серы также может быть побочным продуктом при производстве силикатно-кальциевого цемента; В этом процессе CaSO4 нагревается с коксом и песком:

2 CaSO4 + 2 SiO2 + C → 2 CaSiO3 + 2 SO2 + CO2
До 1970-х годов с помощью этого процесса в Уайтхейвене, Англия, производились коммерческие количества серной кислоты и цемента.
При смешивании со сланцем или мергелем и обжиге сульфат высвобождает газообразный диоксид серы, используемый в производстве серной кислоты, в результате реакции также образуется силикат кальция, прекурсор в производстве цемента.

В лабораторных условиях при воздействии горячей концентрированной серной кислоты на медную стружку образуется двуокись серы.

Cu + 2 H2SO4 → CuSO4 + SO2 + 2 H2O

-Из сульфитов

Сульфиты образуются при действии водного основания на диоксид серы:

SO2 + 2 NaOH → Na2SO3 + H2O
При подкислении происходит обратная реакция:

H+ + HSO3− → SO2 + H2O

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОЗДУХА

Диоксид серы является основным загрязнителем воздуха и оказывает значительное влияние на здоровье человека.
Кроме того, концентрация диоксида серы в атмосфере может влиять на пригодность среды обитания для растительных сообществ, а также для жизни животных.
Выбросы диоксида серы являются предшественниками кислотных дождей и атмосферных частиц.

Во многом благодаря Программе кислотных дождей Агентства по охране окружающей среды США выбросы в США сократились на 33% в период с 1983 по 2002 год.
Это улучшение частично стало результатом десульфурации дымовых газов, технологии, которая позволяет химически связывать диоксид серы на электростанциях, сжигающих серосодержащий уголь или нефть.
В частности, оксид кальция (известь) реагирует с диоксидом серы с образованием сульфита кальция:

СаО + SO2 → CaSO3
Аэробное окисление CaSO3 дает CaSO4, ангидрит.
Большая часть гипса, продаваемого в Европе, производится в результате десульфурации дымовых газов.

Для ограничения выбросов серы были разработаны десятки относительно высокоэффективных методов оснащения угольных электростанций.

Серу можно удалить из угля во время сжигания, используя известняк в качестве материала слоя при сжигании в кипящем слое.

Сера также может быть удалена из топлива перед сжиганием, что предотвращает образование SO2 при сжигании топлива.
Процесс Клауса используется на нефтеперерабатывающих заводах для производства серы в качестве побочного продукта.
Стретфордский процесс также использовался для удаления серы из топлива.
Также можно использовать окислительно-восстановительные процессы с использованием оксидов железа, например, Lo-Cat или Sulferox.

Анализ показал, что 18 угольных электростанций на западных Балканах выбрасывают в два с половиной раза больше диоксида серы, чем все 221 угольная электростанция в ЕС вместе взятые.

Топливные присадки, такие как добавки кальция и карбоксилат магния, могут использоваться в судовых двигателях для снижения выбросов газообразного диоксида серы в атмосферу.

По состоянию на 2006 год Китай был крупнейшим в мире загрязнителем диоксида серы: выбросы в 2005 году оценивались в 25 490 000 коротких тонн (23,1 Мт).
Это количество представляет собой увеличение на 27% с 2000 года и примерно сопоставимо с выбросами в США в 1980 году.

БЕЗОПАСНОСТЬ

-Вдыхание: Двуокись серы ОЧЕНЬ ТОКСИЧНА, может привести к смерти.
Диоксид серы Может вызывать сильное раздражение носа и горла.

При высоких концентрациях: диоксид серы может вызвать опасное для жизни накопление жидкости в легких (отек легких).
Симптомы вдыхания диоксида серы могут включать кашель, одышку, затрудненное дыхание и стеснение в груди.
Однократное воздействие высокой концентрации диоксида серы может вызвать длительное состояние, такое как астма.
Если это произойдет, многие вещи, такие как другие химические вещества или низкие температуры, могут легко раздражать дыхательные пути.
Симптомы могут включать одышку, стеснение в груди и свистящее дыхание.

- Контакт с кожей: Двуокись серы ЯВЛЯЕТСЯ КОРРОЗИОННЫМ.
Газ раздражает или обжигает кожу.
В результате могут остаться постоянные рубцы.
Прямой контакт со сжиженным газом может вызвать охлаждение или заморозку кожи (обморожение).
Симптомы легкого обморожения включают онемение, покалывание и зуд.
Симптомы более тяжелого обморожения включают ощущение жжения и скованность.
Кожа может стать восково-белой или желтой.
В тяжелых случаях могут развиваться волдыри, отмирание тканей и инфекция.

- Контакт с глазами: диоксид серы ЯВЛЯЕТСЯ КОРРОЗИОННЫМ.
Газ раздражает или обжигает глаза.
Это может привести к необратимому повреждению, включая слепоту.
Прямой контакт со сжиженным газом может заморозить глаза.
Это может привести к необратимому повреждению глаз или слепоте.

-Проглатывание: Нерелевантный путь воздействия (газ).

-Последствия длительного (хронического) воздействия: Может повредить дыхательную систему.
Может раздражать и воспалять дыхательные пути.

- Канцерогенность: Неизвестно, что он вызывает рак.

ПОЖАРООПАСНОСТЬ

Контейнеры могут взорваться в огне или разорваться и высвободить раздражающий токсичный диоксид серы.
Диоксид серы обладает взрывоопасными свойствами при контакте с гидридом натрия; хлорат калия при повышенной температуре; этиловый спирт; эфир; этилсульфуринат цинка при очень низких температурах (-15°С); фтор; трифторид хлора и хлораты.
Диоксид серы реагирует с водой или паром с образованием токсичных и едких паров.

Когда жидкость нагревается, она может выделять раздражающий токсичный сернистый газ.
Избегайте аммиака, моноцезия или ацетилида монокалия; монооксид дицезия; оксид железа (II); оксид олова; оксид свинца (IV); хром; марганец; расплавленный натрий, порошковый алюминий и рубидий.

Диоксид серы обладает взрывоопасными свойствами при контакте с гидридом натрия; хлорат калия при повышенной температуре; этиловый спирт; эфир; этилсульфуринат цинка при очень низких температурах (-15°С); фтор; трифторид хлора и хлораты.
Он будет реагировать с водой или паром с образованием токсичных и едких паров.
Опасной полимеризации может не произойти.

СВОЙСТВА ДИОКСИДА СЕРЫ

Химическая формула: SO2
Молярная масса: 64,066 г моль-1
Внешний вид: бесцветный газ
Запах: резкий; похоже на только что зажженную спичку
Плотность     2,6288 кг м−3
Температура плавления: -72 °С; −98 °F; 201 К
Температура кипения: −10 ° C (14 ° F, 263 K)
Растворимость в воде: 94 г/л
Давление паров: 237,2 кПа
Кислотность (рКа): 1,81
Основность (пКб): 12,19
Магнитная восприимчивость (χ): −18,2·10−6 см3/моль
Вязкость: 12,82 мкПа·с

СИНОНИМЫ

Сернистый ангидрид
Оксид серы (IV)
диоксид серы
Диоксид серы
Сернистый ангидрид
7446-09-5
Оксид серы
Ферменицидный порошок
Ферментицидная жидкость
Ферменицидная жидкость
Швефельдиоксид
Сиарки двутленек