Что такое диоксид серы

Промышленный способ получения — сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном — пирита:

В лабораторных условиях SO2 получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты:

Образующаяся сернистая кислота сразу разлагается на SO2 и H2O:

Также можно получить действием концентрированной серной кислоты на малоактивные металлы при нагревании:

Химические свойства

Относится к кислотным оксидам. Растворяется в воде с образованием сернистой кислоты (при обычных условиях реакция обратима):

Со щелочами образует сульфиты:

Химическая активность SO2 весьма велика. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO2, степень окисления серы в таких реакциях повышается:

2SO2 + O2 → 2SO3 (требуется катализатор V2O5 и температура 450°),

Последняя реакция является качественной реакцией на сульфит-ион SO3 2- и на SO2 (обесцвечивание фиолетового раствора).

В присутствии сильных восстановителей SO2 способен проявлять окислительные свойства. Например, для извлечения серы их отходящих газов металлургической промышленности используют восстановление SO2 оксидом углерода(II):

Или для получения фосфорноватистой кислоты:

Применение

В пищевой промышленности диоксид серы используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е220.

Физиологическое действие

SO2 токсичен. Симптомы при отравлении сернистым газом — насморк, кашель, охриплость, першение в горле. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких.

  • ПДК максимально-разового воздействия — 0,5 мг/м 3

Дополнительные сведения о токсичности

Интересно, что чувствительность по отношению к SO2 весьма различна как у людей, так и у растений. Наиболее устойчивы по отношению к сернистому газу берёза и дуб, наименее — сосна и ель. Наиболее чувствительными к SO2 являются розы. При попадании на них сернистого газа они моментально белеют.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Диоксид серы" в других словарях:

ДИОКСИД СЕРЫ — (Д.с.) SO2, бесцветный газ с резким запахом, один из главных загрязнителей атмосферы. Д.с. образуется при сжигании ископаемого топлива на предприятиях топливно энергетического комплекса и в двигателях внутреннего сгорания, а также на предприятиях … Экологический словарь

диоксид серы — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN sulphur diox >Справочник технического переводчика

Диоксид серы — см. Сернистый ангидрид … Российская энциклопедия по охране труда

с повышенной спосбностью абсорбировать диоксид серы из дымовых газов ТЭС — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN Energy and Environmental Research Corporation … Справочник технического переводчика

Диоксид селена — Диоксид селена … Википедия

Диоксид титана — Порошок оксида титана Оксид титана(IV) (диоксид титана, двуокись титана, титановые белила, пищевой краситель E171) TiO2 амфотерный оксид четырёхвалентного титана. Является основным продуктом титановой индустрии (на производство чистого титана… … Википедия

серы диоксид — sieros(IV) oks >Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

серы двуокись — sieros(IV) oks >Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

серы(IV) оксид — sieros(IV) oks >Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

СЕРЫ ДИОКСИД — (сернистый ангидрид) SO2, бесцветный газ с резким запахом, tпл 75,46 .С, tкип 10,1 .С; при обычной температуре сжижается под давлением 0,4 0,5 МПа. Входит в состав вулканических газов. В промышленности получают обжигом сульфидных руд (напр.,… … Большой Энциклопедический словарь

Оксид серы
Общие
Систематическое
наименование
Оксид серы(IV)
Хим. формула SO2
Физические свойства
Состояние бесцветный газ
Молярная масса 64,054 г/моль
Плотность 0,002927 г/см³
Энергия ионизации 12,3 ± 0,1 эВ [1]
Термические свойства
Т. плав. −75,5 °C
Т. кип. −10,01 °C
Энтальпия образования −296,90 кДж/моль
Давление пара 3,2 ± 0,1 атм [1]
Химические свойства
Растворимость в воде 11,5 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS [7446-09-5]
PubChem 1119
Рег. номер EINECS 231-195-2
SMILES
Кодекс Алиментариус E220
RTECS WS4550000
ChEBI 18422 , 45789 , 45819 и 8992
ChemSpider 1087
Безопасность
Токсичность

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Окси́д се́ры(IV) (диокси́д се́ры, двуокись серы, серни́стый газ, серни́стый ангидри́д) — соединение серы с кислородом состава S O 2. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Токсичен. Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой серни́стой кислоты; растворимость 11,5 г/100 г воды при 20 °C, снижается с ростом температуры. Растворяется также в этаноле и се́рной кислоте. Один из основных компонентов вулканических газов.

Содержание

Получение [ править | править код ]

Промышленный способ получения — сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном — пирита:

2 F e S 2 + 5 O 2 → 2 F e O + 4 S O 2 . <displaystyle <mathsf <2FeS_<2>+5O_<2>
ightarrow 2FeO+4SO_<2>>>.>

В лабораторных условиях и в природе SO2 получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты. Образующаяся сернистая кислота H2SO3 сразу разлагается на SO2 и H2O:

N a 2 S O 3 + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + H 2 S O 3 , <displaystyle <mathsf <2>SO_<3>+H_<2>SO_<4>
ightarrow Na_<2>SO_<4>+H_<2>SO_<3>>>,> H 2 S O 3 → H 2 O + S O 2 ↑ . <displaystyle <mathsf <2>SO_<3>
ightarrow H_<2>O+SO_<2>uparrow >>.>

Химические свойства [ править | править код ]

Относится к кислотным оксидам. Растворяется в воде с образованием сернистой кислоты (при обычных условиях реакция обратима):

S O 2 + H 2 O ⇄ H 2 S O 3 . <displaystyle <mathsf <2>+H_<2>O
ightleftarrows H_<2>SO_<3>>>.>

С щелочами образует сульфиты:

2 N a O H + S O 2 → N a 2 S O 3 + H 2 O . <displaystyle <mathsf <2NaOH+SO_<2>
ightarrow Na_<2>SO_<3>+H_<2>O>>.>

Химическая активность SO2 весьма велика. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO2, степень окисления серы в таких реакциях повышается:

S O 2 + B r 2 + 2 H 2 O → H 2 S O 4 + 2 H B r , <displaystyle <mathsf <2>+Br_<2>+2H_<2>O
ightarrow H_<2>SO_<4>+2HBr>>,> S O 2 + I 2 + 2 H 2 O → H 2 S O 4 + 2 H I , <displaystyle <mathsf <2>+I_<2>+2H_<2>O
ightarrow H_<2>SO_<4>+2HI>>,> 2 S O 2 + O 2 → P t 450 o C 2 S O 3 , <displaystyle <mathsf <2SO_<2>+O_<2><xrightarrow[]<450^C>>2SO_<3>>>,> 5 S O 2 + 2 K M n O 4 + 2 H 2 O → 2 H 2 S O 4 + 2 M n S O 4 + K 2 S O 4 , <displaystyle <mathsf <5SO_<2>+2KMnO_<4>+2H_<2>O
ightarrow 2H_<2>SO_<4>+2MnSO_<4>+K_<2>SO_<4>>>,> F e 2 ( S O 4 ) 3 + S O 2 + 2 H 2 O → 2 F e S O 4 + 2 H 2 S O 4 . <displaystyle <mathsf
<2>(SO_<4>)_<3>+SO_<2>+2H_<2>O
ightarrow 2FeSO_<4>+2H_<2>SO_<4>>>.>

Предпоследняя реакция является качественной реакцией на сульфит-ион SO3 2− и на SO2 (обесцвечивание фиолетового раствора).

В присутствии сильных восстановителей SO2 способен проявлять окислительные свойства. Например, для извлечения серы из отходящих газов металлургической промышленности используют восстановление SO2 оксидом углерода(II):

S O 2 + 2 C O → 2 C O 2 + S . <displaystyle <mathsf <2>+2CO
ightarrow 2CO_<2>+S>>.>

Или для получения фосфорноватистой кислоты:

P H 3 + S O 2 → H P ( O H ) 2 + S . <displaystyle <mathsf <3>+SO_<2>
ightarrow HP(OH)_<2>+S>>.>

Применение [ править | править код ]

Большая часть оксида серы(IV) используется для производства сернистой кислоты. Используется также в виноделии в качестве консерванта (пищевая добавка E220). Так как этот газ убивает микроорганизмы, им окуривают овощехранилища и склады. Оксид серы(IV) используется для отбеливания соломы, шёлка и шерсти, то есть материалов, которые нельзя отбеливать хлором. Применяется он также и в качестве растворителя в лабораториях. При таком его применении следует помнить о возможном содержании в SO2 примесей в виде SO3, H2O, и, как следствие присутствия воды, H2SO4 и H2SO3. Их удаляют пропусканием через растворитель концентрированной H2SO4; это лучше делать под вакуумом или в другой закрытой аппаратуре [2] . Оксид серы(IV) применяется также для получения различных солей сернистой кислоты.

Токсическое действие [ править | править код ]

SO2 очень токсичен. Симптомы при отравлении сернистым газом — насморк, кашель, охриплость, сильное першение в горле и своеобразный привкус. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких.

При кратковременном вдыхании оказывает сильное раздражающее действие, вызывает кашель и першение в горле.

  • ПДК (предельно допустимая концентрация):
  • в атмосферном воздухе максимально-разовая — 0,5 мг/м³, среднесуточная — 0,05 мг/м³;
  • в помещении (рабочая зона) — 10 мг/м³

Интересно, что чувствительность по отношению к SO2 весьма различна у отдельных людей, животных и растений. Так, среди растений наиболее устойчивы по отношению к сернистому газу берёза и дуб, наименее — роза, сосна и ель.

Биологическая роль [ править | править код ]

Роль эндогенного сернистого газа в физиологии организма млекопитающих ещё окончательно не выяснена. [3] Сернистый газ блокирует нервные импульсы от рецепторов растяжения лёгких и устраняет рефлекс, возникающий в ответ на перерастяжение лёгких, стимулируя тем самым более глубокое дыхание.

Показано, что эндогенный сернистый газ играет роль в предотвращении повреждения лёгких, уменьшает образование свободных радикалов, оксидативный стресс и воспаление в лёгочной ткани, в то время как экспериментальное повреждение лёгких, вызываемое олеиновой кислотой, сопровождается, наоборот, снижением образования сернистого газа и активности опосредуемых им внутриклеточных путей и повышением образования свободных радикалов и уровня оксидативного стресса. Что ещё более важно, блокада фермента, способствующего образованию эндогенного сернистого газа, в эксперименте способствовала усилению повреждения лёгких, оксидативного стресса и воспаления и активации апоптоза клеток лёгочной ткани. И напротив, обогащение организма подопытных животных серосодержащими соединениями, такими, как глютатион и ацетилцистеин, служащими источниками эндогенного сернистого газа, приводило не только к повышению содержания эндогенного сернистого газа, но и к уменьшению образования свободных радикалов, оксидативного стресса, воспаления и апоптоза клеток лёгочной ткани. [4]

Считают, что эндогенный сернистый газ играет важную физиологическую роль в регуляции функций сердечно-сосудистой системы, а нарушения в его метаболизме могут играть важную роль в развитии таких патологических состояний, как лёгочная гипертензия, гипертоническая болезнь, атеросклероз сосудов, ишемическая болезнь сердца, ишемия-реперфузия и др. [5]

Показано, что у детей с врождёнными пороками сердца и лёгочной гипертензией повышен уровень гомоцистеина (вредного токсичного метаболита цистеина) и снижен уровень эндогенного сернистого газа, причём степень повышения уровня гомоцистеина и степень снижения выработки эндогенного сернистого газа коррелировала со степенью выраженности лёгочной гипертензии. Предложено использовать гомоцистеин как маркер степени тяжести состояния этих больных и указано, что метаболизм эндогенного сернистого газа может быть важной терапевтической мишенью у этих больных. [6]

Также показано, что эндогенный сернистый газ понижает пролиферативную активность клеток гладких мышц эндотелия сосудов, угнетая активность MAPK-сигнального пути и одновременно активируя аденилатциклазный путь и протеинкиназу A. [7] А пролиферация гладкомышечных клеток стенок сосудов считается одним из механизмов гипертензивного ремоделирования сосудов и важным звеном патогенеза артериальной гипертензии, а также играет роль в развитии стеноза (сужения просвета) сосудов, предрасполагающего к развитию в них атеросклеротических бляшек.

Эндогенный сернистый газ оказывает эндотелий-зависимое вазодилатирующее действие в низких концентрациях, а в более высоких концентрациях становится эндотелий-независимым вазодилататором, а также оказывает отрицательное инотропное действие на миокард (понижает сократительную функцию и сердечный выброс, способствуя снижению артериального давления). Этот вазодилатирующий эффект сернистого газа опосредуется через АТФ-чувствительные кальциевые каналы и кальциевые каналы L-типа («дигидропиридиновые»). В патофизиологических условиях эндогенный сернистый газ оказывает противовоспалительное действие и повышает антиоксидантный резерв крови и тканей, например при экспериментальной лёгочной гипертензии у крыс. Эндогенный сернистый газ также снижает повышенное артериальное давление и тормозит гипертензивное ремоделирование сосудов у крыс в экспериментальных моделях гипертонической болезни и лёгочной гипертензии. Последние (на 2015 год) исследования показывают также, что эндогенный сернистый газ вовлечён в регуляцию липидного метаболизма и в процессы ишемии-реперфузии. [8]

Эндогенный сернистый газ также уменьшает повреждение миокарда, вызванное экспериментальной гиперстимуляцией адренорецепторов изопротеренолом, и повышает антиоксидантный резерв миокарда. [9]

Воздействие на атмосферу [ править | править код ]

Из-за образования в больших количествах в качестве отходов диоксид серы является одним из основных газов, загрязняющих атмосферу.

Наибольшую опасность представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке металлов и производстве серной кислоты.

Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное [10] [11] . Серный ангидрид образуется при постепенном окислении сернистого ангидрида кислородом воздуха с участием света. Конечным продуктом реакции является аэрозоль серной кислоты в воздухе, раствор в дождевой воде (в облаках). Выпадая с осадками, она подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей, скрыто угнетающе воздействует на здоровье человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий чаще отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Растения около таких предприятий обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшимися в местах оседания капель серной кислоты, что доказывает присутствие её в окружающей среде в существенных количествах. Пирометаллургические предприятия цветной и чёрной металлургии, а также ТЭЦ ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида. Необходимо отметить также, что диоксид серы имеет максимум в спектре поглощения света в ультрафиолетовой области (190—220 нм), что совпадает с максимумом в спектре поглощения озона. Это свойство диоксида серы позволяет утверждать, что наличие этого газа в атмосфере имеет также положительный эффект, предотвращая возникновение и развитие онкологических заболеваний кожи человека. Диоксид серы в атмосфере Земли существенно ослабляет влияние парниковых газов (диоксид углерода, метан) на рост температуры атмосферы [12] . Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, Европы, Китая, европейской части России и Украины. В южном полушарии содержание его значительно ниже [13] .

Диоксид серы – это газ без цвета и с резким запахом, применяющийся в пищевой промышленности в качестве консерванта. Его химическая формула – SO2. Распространенное название консерванта, которое используется для маркировки продуктов, содержащих диоксид серы – Е220. Другие названия добавки, которые можно встретить на этикетке пищевых продуктов – сульфиты, сернистая кислота, сернистый ангидрид, сернистый газ.

Консервант диоксид серы растворяется в воде, этаноле и серной кислоте.

Применение диоксида серы в пищевой промышленности

Диоксид серы Е220 используется в мясоперерабатывающей промышленности, для заготовки овощей и фруктов, для производства вин и других напитков. Винодельческая промышленность – один из основных потребителей консерванта диоксид серы, и об этом мы расскажем позже.

Производители мясной продукции используют диоксид серы для обработки сырья – чтобы в нем не появлялись бактерии. Побочное действие сульфитов – они не дают мясу менять цвет, что часто вводит в заблуждение покупателей по поводу его свежести.

При производстве продукции из фруктов и ягод диоксид серы Е220 используют в качестве промежуточного консерванта, которым обрабатывают плоды до переработки (пюре из фруктов, целые и порезанные плоды). Таким образом, конечный продукт содержит минимальное количество консерванта. Диоксидом серы также обрабатывают сухофрукты для того, чтобы они лучше хранились и не теряли товарный вид. Практически все цитрусовые перед транспортировкой обрабатываются Е220.

Также следует знать о том, что редкое производство соков, пива и других безалкогольных, алкогольных напитков обходится без диоксида серы.

Добавление консерванта в свежеотжатые соки предотвращает появление плесени, уксуснокислых бактерий.

Диоксидом серы в профилактических целях обрабатывают помещения, в которых хранятся фрукты и овощи, очищают емкости для хранения вин и других напитков.

Диоксид серы в вине

То, что консервант диоксид серы содержится в вине – это обычная практика. Сегодня только дорогостоящие, так называемые биодинамические вина производятся без консерванта Е220.

Чем можно оправдать наличие диоксида серы в вине? Добавление Е220 в сусло позволяет стабилизировать его микрофлору, не допустить окисление.

Если придерживаться допустимых норм, консервант диоксид серы не может нанести вред человеку, употребляющему вино, содержащее Е220. Почему-то считается, что головная боль, появившаяся после вина, возникает из-за наличия в нем консерванта. Эта теория может быть применима только к тем винам, в которых содержание диоксида серы в разы превышает норму. Сегодня нормой считается 300 мг консерванта на 1000 мл вина. Производители вина, пытающиеся угодить потребителю, стараются не то что не завышать норму, но и максимально уменьшать количество диоксида серы в своей продукции и оставляют его на уровне 200-250 мг/кг.

Диоксид серы – вред

От потребителей не скрывают, что диоксид серы – это токсичное химическое соединение третьего класса опасности. У людей, чувствительных к консерванту, или у тех, кто превысил его дозировку или долго употреблял, могут возникать самые разные негативные реакции: отек легких в острой стадии, рвота, насморк, удушье, нарушение речи, кашель, диарея, головокружение, головная боль, тошнота, тяжесть в желудке.

Основной вред диоксида серы для человеческого организма заключается в том, что он разрушает витамин В1 и белки.

Астматики должны с осторожностью употреблять продукты, обработанные или содержащие диоксид серы – у них вещество может вызывать сильную аллергическую реакцию. Поэтому важно внимательно изучать информацию на этикетке пищевых продуктов и алкоголя. Сухофрукты и свежие фрукты или овощи, обработанные сульфитами, перед употреблением следует хорошо промывать и греть 5-10 минут в чистой горячей воде (95-100 °С). Это один из способов десульфитации, применяющихся на производстве.

Допустимая норма диоксида серы в продуктах, которые употребляются в пищу постоянно – 100 мг/кг.

Читайте также:  Пневмосклероз легких рентгенологическая картина

Добавить комментарий