Svovldioxid (SO2) struktur, egenskaber, anvendelser, risici

1783
Anthony Golden
Svovldioxid (SO2) struktur, egenskaber, anvendelser, risici

Det Svovldioxid er en gasformig uorganisk forbindelse dannet af svovl (S) og ilt (O), hvis kemiske formel er SOto. Det er en farveløs gas med en irriterende og kvælende lugt. Derudover er det opløseligt i vand og danner sure opløsninger. Vulkaner uddriver det til atmosfæren under udbrud.

Det er en del af den biologiske og geokemiske svovlcyklus, men den produceres i store mængder af visse menneskelige aktiviteter såsom olieraffinering og afbrænding af fossile brændstoffer (kul eller diesel for eksempel).

Svovldioxid SOto Det udsendes af vulkaner under udbrud. Brocken Inaglory [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

SOto det er et reduktionsmiddel, der tillader papirmasse at forblive hvid efter blegning med andre forbindelser. Det tjener også til at fjerne spor af klor i vand, der er blevet behandlet med dette kemikalie.

Det bruges til at bevare nogle typer mad, til at desinficere beholdere, hvor gæring af druesaft produceres for at producere vin eller byg til fremstilling af øl..

Det bruges også som et fungicid i landbruget til opnåelse af svovlsyre, som et opløsningsmiddel og som et mellemprodukt i kemiske reaktioner..

SOto til stede i atmosfæren er skadeligt for mange planter, i vand påvirker det fisk og er også en af ​​dem, der er ansvarlige for "sur regn", som korroderer materialer skabt af mennesker.

Artikelindeks

  • 1 Struktur
  • 2 Nomenklatur
  • 3 egenskaber
    • 3.1 Fysisk tilstand
    • 3.2 Molekylvægt
    • 3.3 Smeltepunkt
    • 3.4 Kogepunkt
    • 3.5 Densitet
    • 3.6 Opløselighed
    • 3,7 pH
    • 3.8 Kemiske egenskaber
    • 3.9 Vandige opløsninger af SO2
    • 3.10 Andre egenskaber
  • 4 Opnåelse
  • 5 Tilstedeværelse i naturen
  • 6 anvendelser
    • 6.1 Ved produktion af svovlsyre
    • 6.2 I den forarbejdede fødevareindustri
    • 6.3 Som opløsningsmiddel og reagens
    • 6.4 Som reduktionsmiddel
    • 6.5 I forskellige applikationer
  • 7 Virkninger af endogen SO2
  • 8 risici
    • 8.1 Økotoksicitet
    • 8.2 Virkninger af at indtage det med mad
  • 9 Referencer

Struktur

Svovldioxidmolekylet er symmetrisk og danner en vinkel. Vinklen skyldes SOto Det har et par ensomme elektroner, det vil sige elektroner, der ikke danner en binding med noget atom, men som er frie.

Lewis-struktur af svovldioxid, hvor dens vinkelform og paret af frie elektroner observeres. WhittleMario [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Nomenklatur

- Svovldioxid

- Svovlanhydrid

- Svovloxid.

Ejendomme

Fysisk tilstand

Farveløs gas.

Molekylær vægt

64,07 g / mol

Smeltepunkt

-75,5 ºC

Kogepunkt

-10,05 ºC

Massefylde

Gas: 2,26 ved 0 ° C (i forhold til luft, dvs. lufttæthed = 1). Dette betyder, at det er tungere end luft..

Væske: 1,4 til -10 ° C (i forhold til vand, dvs. tæthed af vand = 1).

Opløselighed

Opløselig i vand: 17,7% ved 0 ° C; 11,9% ved 15 ° C; 8,5% ved 25 ° C; 6,4% ved 35 ° C.

Opløselig i ethanol, diethylether, acetone og chloroform. Det er mindre opløseligt i ikke-polære opløsningsmidler.

pH

Vandige opløsninger af SOto de er sure.

Kemiske egenskaber

SOto det er et kraftigt reduktions- og oxidationsmiddel. I nærvær af luft og en katalysator oxideres den til SO3.

SWto + ELLERto → SO3

De ensomme elektroner får nogle gange det til at opføre sig som en Lewis-base, det kan med andre ord reagere med forbindelser, hvor der er et atom, der mangler elektroner.

Hvis operativsystemetto det er i form af en gas og tørt angriber ikke jern, stål, kobber-nikkel eller nikkel-krom-jernlegeringer. Men hvis det er i flydende eller våd tilstand, forårsager det korrosion af disse metaller..

SOto væske med 0,2% vand eller mere producerer stærk korrosion over for jern, messing og kobber. Det er ætsende over for aluminium.

Når den er flydende, kan den også angribe plast, gummi og belægning.

Vandige SO-løsningerto

SOto det er meget opløseligt i vand. Det blev længe anset for, at det i vand danner svovlsyre HtoSW3, men eksistensen af ​​denne syre er ikke bevist.

I OS-løsningerto i vand forekommer følgende ligevægte:

SWto + HtoO ⇔ SOto.HtoELLER

SWto.HtoO ⇔ HSO3- + H3ELLER+

HSO3- + HtoO ⇔ SO3to- + H3ELLER+

Hvor HSO3- er bisulfitionen og SO3to- er sulfitionen. Sulfitionen SO3to- forekommer hovedsageligt når en alkali tilsættes til SO-opløsningento.

Vandige opløsninger af SOto har reducerende egenskaber, især hvis de er basiske.

Andre egenskaber

- Det er ekstremt varmestabilt, selv op til 2000 ° C.

- Det er ikke brandfarligt.

Opnåelse

SOto Det opnås ved forbrænding af svovl (S) i luften, selvom der også dannes små mængder SO3.

S + Oto → SOto

Det kan også produceres ved at opvarme forskellige sulfider i luften, brænde pyritmineraler og mineraler indeholdende sulfider, blandt andre..

I tilfælde af jernpyrit opnås jernoxid (iii) og SO, når det oxideres.to:

4 FeSto + 11 Oto → 2 FetoELLER3 + 8 SOto

Tilstedeværelse i naturen

SOto Det frigives i atmosfæren ved aktivitet af vulkaner (9%), men det er også forårsaget af andre naturlige aktiviteter (15%) og af menneskelige handlinger (76%).

Eksplosive vulkanudbrud forårsager betydelige årlige udsving eller variationer i SOto i atmosfæren. Det anslås, at 25% af SOto udsendt af vulkaner skylles væk af regn, inden den når stratosfæren.

Naturlige kilder er de mest rigelige og skyldes svovlens biologiske cyklus.

I by- og industriområder dominerer menneskelige kilder. Den vigtigste menneskelige aktivitet, der producerer den, er forbrænding af fossile brændstoffer, såsom kul, benzin og diesel. Andre menneskelige kilder er olieraffinaderier, kemiske anlæg og gasproduktion.

Menneskelige aktiviteter såsom forbrænding af kul til elektricitet er en kilde til SO-forureningto. Adrem68 [CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]. Kilde: Wikimedia Commons.

Hos pattedyr genereres det endogent, det vil sige i kroppen af ​​dyr og mennesker på grund af metabolismen af ​​svovlholdige aminosyrer (S), især L-cystein..

Ansøgninger

Ved produktion af svovlsyre

En af de vigtigste applikationer i operativsystemetto er ved opnåelse af svovlsyre HtoSW4.

2 SÅto + 2 timertoO + Oto → 2 HtoSW4

I den forarbejdede fødevareindustri

Svovldioxid anvendes som konserveringsmiddel og stabilisator til fødevarer, som et fugtighedsregulerende middel og som smags- og teksturmodifikator i visse spiselige produkter..

Det bruges også til at desinficere udstyr, der kommer i kontakt med fødevarer, gæringsudstyr, såsom dem i bryggerier og vingårde, madbeholdere osv..

Det gør det muligt at bevare frugt og grøntsager, øger deres holdbarhed, forhindrer tab af farve og smag og hjælper med tilbageholdelse af C-vitamin (ascorbinsyre) og carotener (forløbere for vitamin A).

Tørrede frugter holdes fri for svampe og bakterier takket være SOto. Forfatter: Isabel Ródenas. Kilde: Pixabay.com

Det bruges til at bevare vin, da det ødelægger bakterier, svampe og uønskede gær. Det bruges også til at sterilisere og forhindre dannelsen af ​​nitrosaminer i øl..

Bygfermenteringsudstyr til opnåelse af øl steriliseres med SOto. Forfatter: Cerdadebbie. Kilde: Pixabay.

Det bruges også til at suge majskerner, til at blege sukkerroer og som et antimikrobielt middel til fremstilling af majssirup med høj fructose..

Som opløsningsmiddel og reagens

Det er blevet brugt i vid udstrækning som et ikke-vandigt opløsningsmiddel. Selvom det ikke er et ioniserende opløsningsmiddel, er det nyttigt som et protonfrit opløsningsmiddel til visse analytiske anvendelser og kemiske reaktioner..

Det bruges som et opløsningsmiddel og reagens i organisk syntese, et mellemprodukt i produktionen af ​​andre forbindelser såsom chlordioxid, acetylchlorid og ved sulfonering af olier..

Som reduktionsmiddel

Det bruges som et reduktionsmiddel på trods af at det ikke er så stærkt, og i en alkalisk opløsning dannes sulfitionen, som er et mere energisk reduktionsmiddel..

I forskellige applikationer

SOto bruges også:

- I landbruget som fungicid og konserveringsmiddel til druer efter høst.

- At fremstille hydrosulfitter.

- Til blegning af træmasse og papir, da det gør det muligt at stabilisere papirmassen efter blegning med hydrogenperoxid HtoELLERto; SOto handler ved at ødelægge HtoELLERto resten og således opretholde lysmassen af ​​papirmassen, da HtoELLERto kan medføre en vending af lysstyrke.

- Til blegning af tekstilfibre og kurvemner.

- At behandle vand, da det fjerner det resterende klor, der er tilbage efter klorering af drikkevand, spildevand eller industrielt vand.

- Ved raffinering af mineraler og metaller som reduktionsmiddel til jern under mineralforarbejdning.

- I olieraffinering for at fange ilt og forsinke korrosion og som et ekstraktionsopløsningsmiddel.

- Som en antioxidant.

- Som en alkali-neutralisator inden for glasfremstilling.

- I lithiumbatterier som et oxidationsmiddel.

Virkninger af operativsystemetto endogent

Visse undersøgelser har afsløret, at SOto endogent eller produceret af kroppen selv har en gavnlig virkning på det kardiovaskulære system, herunder regulering af hjertefunktion og afslapning af blodkar.

Når SO produceres i kroppento bliver dets derivater bisulfit HSO3- og sulfit SO3to-, som udøver en vaso-afslappende virkning på arterierne.

SOto nedsætter endogent hypertension, forhindrer udviklingen af ​​åreforkalkning og beskytter hjertet mod beskadigelse af myokardiet. Det har også en antioxidant virkning, hæmmer inflammation og apoptose (programmeret celledød).

Af disse grunde menes det, at det kan være en mulig ny behandling for hjerte-kar-sygdomme..

Hjertet kan drage fordel af SOto produceret af kroppen. Forfatter: OpenClipart-Vectors. Kilde: Pixabay.

Risici

- Eksponering for SOto gasformig kan føre til forbrændinger i øjne, hud, hals og slimhinder, beskadigelse af bronkier og lunger.

- Nogle undersøgelser rapporterer, at det har en potentiel risiko for beskadigelse af det genetiske materiale i pattedyrsceller og humane celler.

- Det er ætsende. Det er ikke brandfarligt.

Økotoksicitet

Svovldioxid er den mest almindelige forurenende gas i atmosfæren, især i by- og industriområder..

Dens tilstedeværelse i atmosfæren bidrager til den såkaldte "sure regn", der er skadelig for vandorganismer, fisk, jordbaseret vegetation og korrosion af menneskeskabte materialer..

Monument beskadiget af sur regn. Nino Barbieri [CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]. Kilde: Wikimedia Commons.

SOto det er giftigt for fisk. Grønne planter er ekstremt følsomme over for SOto atmosfærisk. Alfalfa, bomuld, byg og hvede beskadiges ved lave miljøniveauer, mens kartofler, løg og majs er meget mere modstandsdygtige.

Virkninger af at indtage det med mad

Selvom det er harmløst for raske mennesker, når det anvendes i de koncentrationer, der anbefales af autoriserede sundhedsagenturer, SOto kan fremkalde astma hos følsomme mennesker, der indtager det sammen med mad.

Følsomme mennesker kan lide af astma, når de spiser mad med små mængder SOto. Suraj på Malayalam Wikipedia [Public domain]. Kilde: Wikimedia Commons.

De fødevarer, der normalt indeholder det, er tørrede frugter, kunstige læskedrikke og alkoholholdige drikkevarer.

Referencer

  1. OS. National Library of Medicine. (2019). Svovldioxid. Gendannet fra pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
  2. Huang, Y. et al. (2016). Endogen svovldioxid: Et nyt medlem af gas-transmitterfamilien i det kardiovaskulære system. Oxid Med Cell Longev. 2016; 2016: 8961951. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
  3. Cotton, F. Albert og Wilkinson, Geoffrey. (1980). Avanceret uorganisk kemi. Fjerde udgave. John Wiley & Sons.
  4. Windholz, M. et al. (redaktører) (1983). Merck-indekset. En encyklopædi over kemikalier, lægemidler og biologiske stoffer. Tiende udgave. Merck & CO., Inc..
  5. Pan, X. (2011). Svovloxider: Kilder, eksponeringer og sundhedseffekter. Sundhedseffekter af svovloxider. I Encyclopedia of Environmental Health. Gendannet fra sciencedirect.com.
  6. Tricker, R. og Tricker, S. (1999). Forurenende stoffer og forurenende stoffer. Svovldioxid. I miljøkrav til elektromekanisk og elektronisk udstyr. Gendannet fra sciencedirect.com.
  7. Bleam, W. (2017). Syrebasekemi. Svovloxider. In Soil and Environmental Chemistry (Anden udgave). Gendannet fra sciencedirect.com.
  8. Freedman, B.J. (1980). Svovldioxid i fødevarer og drikkevarer: dets anvendelse som konserveringsmiddel og dens virkning på astma. Br J Dis bryst. 1980; 14 (2): 128-34. Gendannet fra ncbi.nlm.nih.gov.
  9. Craig, K. (2018). En gennemgang af kemi, anvendelse af pesticider og miljøskæbne med svovldioxid, som brugt i Californien. I anmeldelser af miljøforurening og toksikologi. Bind 246. Gendannet fra link.springer.com.

Endnu ingen kommentarer