Svaveldioxid (SO2) struktur, egenskaper, användningsområden, risker

De svaveldioxid är en oorganisk gasformig förening bildad av svavel (S) och syre (O), vars kemiska formel är SO_två. Det är en färglös gas med en irriterande och kvävande lukt. Dessutom är det lösligt i vatten och bildar sura lösningar. Vulkaner driver ut det i atmosfären under utbrott.

Det är en del av den biologiska och geokemiska cykeln av svavel, men den produceras i stora mängder av vissa mänskliga aktiviteter som oljeraffinering och förbränning av fossila bränslen (kol eller diesel till exempel).

SO_två det är ett reduktionsmedel som gör att pappersmassan förblir vit efter blekning med andra föreningar. Det tjänar också till att ta bort spår av klor i vatten som har behandlats med denna kemikalie.

Den används för att konservera vissa typer av mat, för att desinficera behållare där jäsning av druvsaft produceras för att producera vin eller korn för att göra öl..

Det används också som ett fungicid i jordbruket, för att erhålla svavelsyra, som lösningsmedel och som mellanprodukt i kemiska reaktioner..

SO_två närvarande i atmosfären är skadligt för många växter, i vatten påverkar det fisk och är också en av dem som är ansvariga för "surt regn" som frätar material som skapas av människor.

Artikelindex

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 fastigheter
  • 3.1 Fysiskt tillstånd
  • 3.2 Molekylvikt
  • 3.3 Smältpunkt
  • 3.4 Kokpunkt
  • 3.5 Densitet
  • 3.6 Löslighet
  • 3,7 pH
  • 3.8 Kemiska egenskaper
  • 3.9 Vattenlösningar av SO2
  • 3.10 Andra egenskaper
• 4 Skaffa
• 5 Närvaro i naturen
• 6 användningsområden
  • 6.1 Vid framställning av svavelsyra
  • 6.2 I livsmedelsindustrin
  • 6.3 Som lösningsmedel och reagens
  • 6.4 Som reduktionsmedel
  • 6.5 I olika applikationer
• 7 Effekter av endogen SO2
• 8 risker
  • 8.1 Ekotoxicitet
  • 8.2 Effekter av intag av mat
• 9 Referenser

Strukturera

Svaveldioxidmolekylen är symmetrisk och bildar en vinkel. Vinkeln beror på SO_två Den har ett par ensamma elektroner, det vill säga elektroner som inte bildar en bindning med någon atom men är fria.

Nomenklatur

- Svaveldioxid

- Svavelanhydrid

- Svaveloxid.

Egenskaper

Fysiskt tillstånd

Färglös gas.

Molekylvikt

64,07 g / mol

Smältpunkt

-75,5 ºC

Kokpunkt

-10,05 ºC

Densitet

Gas: 2,26 vid 0 ° C (relativt luft, det vill säga lufttäthet = 1). Det betyder att det är tyngre än luft..

Vätska: 1,4 till -10 ° C (relativt vatten, dvs. densitet av vatten = 1).

Löslighet

Lösligt i vatten: 17,7% vid 0 ° C; 11,9% vid 15 ° C; 8,5% vid 25 ° C; 6,4% vid 35 ° C.

Löslig i etanol, dietyleter, aceton och kloroform. Det är mindre lösligt i icke-polära lösningsmedel.

pH

Vattenhaltiga lösningar av SO_två de är sura.

Kemiska egenskaper

SO_två det är ett kraftfullt reducerande och oxiderande medel. I närvaro av luft och en katalysator oxiderar den till SO₃.

SW_två + ELLER_två → SO₃

De ensamma elektronparna får det ibland att bete sig som en Lewis-bas, det kan med andra ord reagera med föreningar där det finns en atom som saknar elektroner.

Om operativsystemet_två den är i form av en gas och torr attackerar inte järn, stål, koppar-nickel eller nickel-krom-järnlegeringar. Men om det är i flytande eller vått tillstånd orsakar det korrosion på dessa metaller..

SO_två vätska med 0,2% vatten eller mer ger stark korrosion mot järn, mässing och koppar. Det är frätande för aluminium.

När den är flytande kan den också angripa plast, gummi och beläggning.

Vattenhaltiga SO-lösningar_två

SO_två den är mycket löslig i vatten. Man ansåg länge att det i vatten bildar svavelsyra H_tvåSW₃, men förekomsten av denna syra har inte bevisats.

I OS-lösningar_två i vatten förekommer följande jämvikter:

SW_två + H_tvåO ⇔ SO_två.H_tvåELLER

SW_två.H_tvåO ⇔ HSO₃^- + H₃ELLER⁺

HSO₃^- + H_tvåO ⇔ SO₃^två- + H₃ELLER⁺

Där HSO₃^- är bisulfitjonen och SO₃^två- är sulfitjonen. Sulfitjonen SO₃^två- uppträder främst när en alkali tillsätts till SO-lösningen_två.

Vattenhaltiga lösningar av SO_två har reducerande egenskaper, särskilt om de är alkaliska.

Andra egenskaper

- Det är extremt värmestabilt, även upp till 2000 ° C.

- Det är inte brandfarligt.

Erhållande

SO_två Det erhålls genom förbränning av svavel (S) i luften, även om små mängder SO också bildas₃.

S + O_två → SO_två

Det kan också produceras genom att värma olika sulfider i luften, bränna pyritmineraler och mineraler som innehåller sulfider, bland andra..

När det gäller järnpyrit erhålls järnoxid (iii) och SO när det oxideras._två:

4 FeS_två + 11 O_två → 2 Fe_tvåELLER₃ + 8 SÅ_två↑

Närvaro i naturen

SO_två Det släpps ut i atmosfären genom aktivitet av vulkaner (9%) men det orsakas också av andra naturliga aktiviteter (15%) och av mänskliga handlingar (76%).

Explosiva vulkanutbrott orsakar betydande årliga fluktuationer eller variationer i SO_två i atmosfären. Det beräknas att 25% av SO_två som släpps ut av vulkaner tvättas bort av regn innan den når stratosfären.

Naturliga källor är de vanligaste och beror på den biologiska svavelcykeln.

I stads- och industriområden dominerar mänskliga källor. Den huvudsakliga mänskliga aktiviteten som producerar den är förbränning av fossila bränslen, såsom kol, bensin och diesel. Andra mänskliga källor är oljeraffinaderier, kemiska anläggningar och gasproduktion.

Hos däggdjur genereras det endogent, det vill säga i kroppen hos djur och människor på grund av metabolismen av svavelinnehållande aminosyror (S), särskilt L-cystein..

Applikationer

Vid produktion av svavelsyra

En av de viktigaste applikationerna i operativsystemet_två är att erhålla svavelsyra H_tvåSW₄.

2 SÅ_två + 2 timmar_tvåO + O_två → 2 H_tvåSW₄

I den bearbetade livsmedelsindustrin

Svaveldioxid används som livsmedelskonserveringsmedel och stabilisator, som ett fuktkontrollmedel och som smak- och texturmodifierare i vissa ätbara produkter..

Den används också för att desinficera utrustning som kommer i kontakt med livsmedel, jäsningsutrustning, såsom de i bryggerier och vingårdar, livsmedelsbehållare etc..

Det gör det möjligt att bevara frukt och grönsaker, ökar hållbarheten, förhindrar förlust av färg och smak och hjälper till att kvarhålla vitamin C (askorbinsyra) och karotener (föregångare till vitamin A).

Det används för att bevara vin, eftersom det förstör bakterier, svampar och oönskade jästar. Det används också för att sterilisera och förhindra bildandet av nitrosaminer i öl..

Det används också för att blöta majskärnor, för att bleka sockerbetor och som ett antimikrobiellt medel vid tillverkning av majssirap med hög fruktos..

Som lösningsmedel och reagens

Det har använts i stor utsträckning som ett icke-vattenhaltigt lösningsmedel. Även om det inte är ett joniserande lösningsmedel, är det användbart som ett protonfritt lösningsmedel för vissa analytiska tillämpningar och kemiska reaktioner..

Det används som ett lösningsmedel och reagens i organisk syntes, en mellanprodukt vid framställning av andra föreningar såsom klordioxid, acetylklorid och vid sulfonering av oljor..

Som reduktionsmedel

Det används som reduktionsmedel trots att det inte är så starkt, och i alkalisk lösning bildas sulfitjonen, vilket är ett mer energiskt reducerande medel..

I olika applikationer

SO_två används också:

- I jordbruket som fungicid och konserveringsmedel för druvor efter skörd.

- Att göra hydrosulfiter.

- Att bleka vedmassa och papper, eftersom det gör det möjligt att stabilisera massan efter blekning med väteperoxid H_tvåELLER_två; SO_två agerar genom att förstöra H_tvåELLER_två resten och därmed bibehålla massans ljusstyrka, eftersom H_tvåELLER_två kan orsaka en omvänd ljusstyrka.

- För blekning av textilfibrer och korgföremål.

- Att behandla vatten eftersom det eliminerar det kvarvarande klor som finns kvar efter klorering av dricksvatten, avloppsvatten eller industriellt vatten.

- Vid raffinering av mineraler och metaller, som ett reduktionsmedel för järn under mineralbearbetning.

- Vid petroleumraffinering för att fånga syre och fördröja korrosion och som extraktionslösningsmedel.

- Som en antioxidant.

- Som en alkali-neutralisator vid glastillverkning.

- I litiumbatterier som oxidationsmedel.

Effekter av operativsystemet_två endogen

Vissa studier har visat att SO_två endogent eller produceras av kroppen själv har en gynnsam effekt på hjärt-kärlsystemet, inklusive reglering av hjärtfunktion och avslappning av blodkärl.

När SO produceras i kroppen_två blir dess derivat bisulfit HSO₃^- och sulfit SO₃^två-, som utövar en vaso-avslappnande effekt på artärerna.

SO_två sänker endogent högt blodtryck, förhindrar utvecklingen av åderförkalkning och skyddar hjärtat från skador på myokardiet. Det har också en antioxidant verkan, hämmar inflammation och apoptos (programmerad celldöd).

Av dessa skäl tror man att det kan vara en möjlig ny terapi för hjärt-kärlsjukdomar..

Risker

- Exponering för SO_två gasformigt kan leda till brännskador i ögon, hud, hals och slemhinnor, skador på luftrör och lungor.

- Vissa studier rapporterar att det har en potentiell risk för skada på det genetiska materialet i däggdjurs- och mänskliga celler.

- Det är frätande. Det är inte brandfarligt.

Ekotoxicitet

Svaveldioxid är den vanligaste förorenande gasen i atmosfären, särskilt i stads- och industriområden..

Dess närvaro i atmosfären bidrar till det så kallade "sura regnet" som är skadligt för vattenlevande organismer, fisk, markbunden vegetation och korrosion för konstgjorda material..

SO_två det är giftigt för fisk. Gröna växter är extremt känsliga för SO_två atmosfärisk. Alfalfa, bomull, korn och vete skadas vid låga miljönivåer, medan potatis, lök och majs är mycket mer resistenta.

Effekter av att ta det med mat

Även om det är ofarligt för friska människor, när det används i de koncentrationer som rekommenderas av auktoriserade vårdföretag, SO_två kan framkalla astma hos känsliga personer som tar det med mat.

Maten som vanligtvis innehåller den är torkad frukt, konstgjorda läskedrycker och alkoholhaltiga drycker.

Referenser

1. USA National Library of Medicine. (2019). Svaveldioxid. Återställd från pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Huang, Y. et al. (2016). Endogen svaveldioxid: En ny medlem av familjen gasöverförare i det kardiovaskulära systemet. Oxid Med Cell Longev. 2016; 2016: 8961951. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
3. Cotton, F. Albert och Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avancerad oorganisk kemi. Fjärde upplagan. John Wiley & Sons.
4. Windholz, M. et al. (redaktörer) (1983). Merck Index. En encyklopedi av kemikalier, läkemedel och biologiska ämnen. Tionde upplagan. Merck & CO., Inc..
5. Pan, X. (2011). Svaveloxider: Källor, exponeringar och hälsoeffekter. Hälsoeffekter av svaveloxider. I Encyclopedia of Environmental Health. Återställd från sciencedirect.com.
6. Tricker, R. och Tricker, S. (1999). Föroreningar och föroreningar. Svaveldioxid. I miljökrav för elektromekanisk och elektronisk utrustning. Återställd från sciencedirect.com.
7. Bleam, W. (2017). Syrabas-kemi. Svaveloxider. In Soil and Environmental Chemistry (andra upplagan). Återställd från sciencedirect.com.
8. Freedman, B.J. (1980). Svaveldioxid i livsmedel och drycker: dess användning som konserveringsmedel och dess effekt på astma. Br J Dis Bröst. 1980; 14 (2): 128-34. Återställd från ncbi.nlm.nih.gov.
9. Craig, K. (2018). En översikt över kemi, användning av bekämpningsmedel och miljön med svaveldioxid, som används i Kalifornien. I recensioner av miljöföroreningar och toxikologi. Volym 246. Återställd från link.springer.com.