Schwefeldioxid (SO2) Struktur, Eigenschaften, Verwendungen, Risiken

Das Schwefeldioxid ist eine gasförmige anorganische Verbindung, die aus Schwefel (S) und Sauerstoff (O) gebildet wird, wobei ihre chemische Formel SO ist_zwei. Es ist ein farbloses Gas mit einem reizenden und erstickenden Geruch. Außerdem ist es wasserlöslich und bildet saure Lösungen. Vulkane stoßen es bei Eruptionen in die Atmosphäre aus.

Es ist Teil des biologischen und geochemischen Kreislaufs von Schwefel, wird jedoch in großen Mengen durch bestimmte menschliche Aktivitäten wie Ölraffinierung und Verbrennung fossiler Brennstoffe (z. B. Kohle oder Diesel) erzeugt..

Die SO_zwei Es ist ein Reduktionsmittel, das es dem Papierzellstoff ermöglicht, nach dem Bleichen mit anderen Verbindungen weiß zu bleiben. Es dient auch dazu, Spuren von Chlor in Wasser zu entfernen, das mit dieser Chemikalie behandelt wurde.

Es wird verwendet, um einige Arten von Lebensmitteln zu konservieren und Behälter zu desinfizieren, in denen die Fermentation von Traubensaft zur Herstellung von Wein oder Gerste zur Herstellung von Bier hergestellt wird..

Es wird auch als Fungizid in der Landwirtschaft verwendet, um Schwefelsäure, als Lösungsmittel und als Zwischenprodukt bei chemischen Reaktionen zu erhalten..

Die SO_zwei Das Vorhandensein in der Atmosphäre ist für viele Pflanzen schädlich, im Wasser wirkt es sich auf Fische aus und ist auch einer der Verantwortlichen für "sauren Regen", der vom Menschen erzeugte Materialien angreift.

Artikelverzeichnis

• 1 Struktur
• 2 Nomenklatur
• 3 Eigenschaften
  • 3.1 Physikalischer Zustand
  • 3.2 Molekulargewicht
  • 3.3 Schmelzpunkt
  • 3.4 Siedepunkt
  • 3.5 Dichte
  • 3.6 Löslichkeit
  • 3,7 pH
  • 3.8 Chemische Eigenschaften
  • 3.9 Wässrige Lösungen von SO2
  • 3.10 Andere Eigenschaften
• 4 Erhalten
• 5 Präsenz in der Natur
• 6 Verwendungen
  • 6.1 Bei der Herstellung von Schwefelsäure
  • 6.2 In der verarbeiteten Lebensmittelindustrie
  • 6.3 Als Lösungsmittel und Reagenz
  • 6.4 Als Reduktionsmittel
  • 6.5 In verschiedenen Anwendungen
• 7 Auswirkungen von endogenem SO2
• 8 Risiken
  • 8.1 Ökotoxizität
  • 8.2 Auswirkungen der Einnahme mit der Nahrung
• 9 Referenzen

Struktur

Das Schwefeldioxidmolekül ist symmetrisch und bildet einen Winkel. Der Winkel ist auf die SO zurückzuführen_zwei Es hat ein Paar von Einzelelektronen, dh Elektronen, die mit keinem Atom eine Bindung eingehen, aber frei sind.

Nomenklatur

- Schwefeldioxid

- Schwefelanhydrid

- Schwefeloxid.

Eigenschaften

Körperlicher Status

Farbloses Gas.

Molekulargewicht

64,07 g / mol

Schmelzpunkt

-75,5 ºC

Siedepunkt

-10,05 ºC

Dichte

Gas: 2,26 bei 0 ° C (bezogen auf Luft, dh Luftdichte = 1). Dies bedeutet, dass es schwerer als Luft ist..

Flüssigkeit: 1,4 bis -10ºC (relativ zu Wasser, d. H. Wasserdichte = 1).

Löslichkeit

Wasserlöslich: 17,7% bei 0 ° C; 11,9% bei 15 ° C; 8,5% bei 25 ° C; 6,4% bei 35 ° C..

Löslich in Ethanol, Diethylether, Aceton und Chloroform. Es ist in unpolaren Lösungsmitteln weniger löslich.

pH

Wässrige Lösungen von SO_zwei Sie sind sauer.

Chemische Eigenschaften

Die SO_zwei Es ist ein starkes Reduktions- und Oxidationsmittel. In Gegenwart von Luft und einem Katalysator oxidiert es zu SO₃.

SW_zwei + ODER_zwei → SO₃

Die einsamen Elektronenpaare bewirken manchmal, dass es sich wie eine Lewis-Base verhält, mit anderen Worten, es kann mit Verbindungen reagieren, bei denen einem Atom Elektronen fehlen.

Wenn das Betriebssystem_zwei Es liegt in Form eines Gases vor und greift Eisen-, Stahl-, Kupfer-Nickel- oder Nickel-Chrom-Eisen-Legierungen nicht trocken an. Wenn es sich jedoch in flüssigem oder nassem Zustand befindet, verursacht es Korrosion an diesen Metallen..

Die SO_zwei Flüssigkeit mit 0,2% Wasser oder mehr führt zu starker Korrosion von Eisen, Messing und Kupfer. Es ist ätzend gegenüber Aluminium.

Wenn es flüssig ist, kann es auch einige Kunststoffe, Kautschuke und Beschichtungen angreifen.

Wässrige SO-Lösungen_zwei

Die SO_zwei es ist sehr gut wasserlöslich. Es wurde lange angenommen, dass es in Wasser schweflige Säure H bildet_zweiSW₃, Die Existenz dieser Säure wurde jedoch nicht nachgewiesen.

In Betriebssystemlösungen_zwei In Wasser treten folgende Gleichgewichte auf:

SW_zwei + H._zweiO ⇔ SO_zwei.H._zweiODER

SW_zwei.H._zweiO ⇔ HSO₃^- + H.₃ODER⁺

HSO₃^- + H._zweiO ⇔ SO₃^zwei- + H.₃ODER⁺

Wo HSO₃^- ist das Bisulfition und SO₃^zwei- ist das Sulfition. Das Sulfition SO₃^zwei- tritt hauptsächlich auf, wenn der SO-Lösung ein Alkali zugesetzt wird_zwei.

Wässrige Lösungen von SO_zwei besitzen reduzierende Eigenschaften, insbesondere wenn sie alkalisch sind.

Andere Eigenschaften

- Es ist extrem hitzebeständig, sogar bis zu 2000 ° C..

- Es ist nicht brennbar.

Erhalten

Die SO_zwei Es wird durch Verbrennung von Schwefel (S) in der Luft erhalten, obwohl auch geringe Mengen an SO gebildet werden₃.

S + O._zwei → SO_zwei

Es kann auch hergestellt werden, indem verschiedene Sulfide in der Luft erhitzt werden, unter anderem Pyritmineralien und sulfidhaltige Mineralien verbrannt werden..

Im Fall von Eisenpyrit werden bei Oxidation Eisenoxid (iii) und SO erhalten._zwei::

4 FeS_zwei + 11 O._zwei → 2 Fe_zweiODER₃ + 8 SO_zwei↑

Präsenz in der Natur

Die SO_zwei Es wird durch die Aktivität von Vulkanen (9%) in die Atmosphäre freigesetzt, aber es wird auch durch andere natürliche Aktivitäten (15%) und durch menschliche Handlungen (76%) verursacht..

Explosive Vulkanausbrüche verursachen erhebliche jährliche Schwankungen oder Schwankungen der SO_zwei in der Atmosphäre. Es wird geschätzt, dass 25% der SO_zwei Von Vulkanen emittierte werden vom Regen weggespült, bevor sie die Stratosphäre erreichen.

Natürliche Quellen kommen am häufigsten vor und sind auf den biologischen Schwefelkreislauf zurückzuführen.

In städtischen und industriellen Gebieten überwiegen die menschlichen Quellen. Die wichtigste menschliche Aktivität, die es produziert, ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Benzin und Diesel. Andere menschliche Quellen sind Ölraffinerien, Chemiefabriken und die Gasförderung.

Bei Säugetieren wird es endogen erzeugt, dh im Körper von Tieren und Menschen aufgrund des Metabolismus von schwefelhaltigen Aminosäuren (S), insbesondere L-Cystein..

Anwendungen

Bei der Herstellung von Schwefelsäure

Eine der wichtigsten Anwendungen des Betriebssystems_zwei ist bei der Gewinnung von Schwefelsäure H._zweiSW₄.

2 SO_zwei + 2 h_zweiO + O._zwei → 2 H._zweiSW₄

In der verarbeiteten Lebensmittelindustrie

Schwefeldioxid wird als Lebensmittelkonservierungs- und -stabilisator, als Feuchtigkeitskontrollmittel und als Geschmacks- und Texturmodifikator in bestimmten essbaren Produkten verwendet..

Es wird auch zur Desinfektion von Geräten verwendet, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, Fermentationsgeräten, z. B. in Brauereien und Weingütern, Lebensmittelbehältern usw..

Es ermöglicht die Konservierung von Obst und Gemüse, verlängert die Haltbarkeit, verhindert Farb- und Geschmacksverlust und hilft bei der Retention von Vitamin C (Ascorbinsäure) und Carotinen (Vorläufern von Vitamin A)..

Es wird zur Konservierung von Wein verwendet, da es Bakterien, Pilze und unerwünschte Hefen zerstört. Es wird auch verwendet, um die Bildung von Nitrosaminen in Bier zu sterilisieren und zu verhindern..

Es wird auch zum Einweichen von Maiskörnern, zum Aufhellen von Rübenzucker und als antimikrobielles Mittel bei der Herstellung von Maissirup mit hohem Fruchtzuckergehalt verwendet..

Als Lösungsmittel und Reagenz

Es ist weit verbreitet als nichtwässriges Lösungsmittel verwendet worden. Obwohl es kein ionisierendes Lösungsmittel ist, ist es als protonenfreies Lösungsmittel für bestimmte analytische Anwendungen und chemische Reaktionen nützlich..

Es wird als Lösungsmittel und Reagenz in der organischen Synthese verwendet, als Zwischenprodukt bei der Herstellung anderer Verbindungen wie Chlordioxid, Acetylchlorid und bei der Sulfonierung von Ölen..

Als Reduktionsmittel

Es wird als Reduktionsmittel verwendet, obwohl es nicht so stark ist, und in alkalischer Lösung wird das Sulfition gebildet, das ein energetischeres Reduktionsmittel ist..

In verschiedenen Anwendungen

Die SO_zwei wird auch verwendet:

- In der Landwirtschaft als Fungizid und Konservierungsmittel für Trauben nach der Ernte.

- Hydrosulfite herstellen.

- Zum Bleichen von Zellstoff und Papier, da es ermöglicht, den Zellstoff nach dem Bleichen mit Wasserstoffperoxid H zu stabilisieren_zweiODER_zwei;; die SO_zwei wirkt durch Zerstörung des H._zweiODER_zwei Rest und damit die Helligkeit der Pulpe erhalten, da die H._zweiODER_zwei kann zu einer Helligkeitsumkehr führen.

- Zum Aufhellen von Textilfasern und Korbwaren.

- Behandlung von Wasser, da es das restliche Chlor entfernt, das nach der Chlorierung von Trinkwasser, Abwasser oder Brauchwasser verbleibt.

- Bei der Raffination von Mineralien und Metallen als Reduktionsmittel für Eisen während der Mineralverarbeitung.

- Bei der Erdölraffinierung, um Sauerstoff einzufangen und Korrosion zu verzögern, und als Extraktionslösungsmittel.

- Als Antioxidans.

- Als Alkaliseutralisator bei der Glasherstellung.

- In Lithiumbatterien als Oxidationsmittel.

Auswirkungen des Betriebssystems_zwei endogen

Bestimmte Studien haben gezeigt, dass SO_zwei endogen oder vom Körper selbst produziert wirkt sich günstig auf das Herz-Kreislauf-System aus, einschließlich der Regulierung der Herzfunktion und der Entspannung der Blutgefäße.

Wenn SO im Körper produziert wird_zwei wird zu seinen Derivaten Bisulfit HSO₃^- und Sulfit SO₃^zwei-, die eine vasorelaxierende Wirkung auf die Arterien ausüben.

Die SO_zwei senkt endogen den Bluthochdruck, verhindert die Entwicklung von Arteriosklerose und schützt das Herz vor Schäden am Myokard. Es hat auch eine antioxidative Wirkung, hemmt Entzündungen und Apoptose (programmierter Zelltod).

Aus diesen Gründen wird angenommen, dass dies eine mögliche neue Therapie für Herz-Kreislauf-Erkrankungen sein könnte..

Risiken

- Exposition gegenüber SO_zwei Gas kann zu Verbrennungen an Augen, Haut, Hals und Schleimhäuten sowie zu Schäden an Bronchien und Lungen führen.

- Einige Studien berichten, dass das potenzielle Risiko einer Schädigung des genetischen Materials von Säugetier- und menschlichen Zellen besteht.

- Es ist ätzend. Es ist nicht brennbar.

Ökotoxizität

Schwefeldioxid ist das häufigste Schadgas in der Atmosphäre, insbesondere in städtischen und industriellen Gebieten..

Seine Anwesenheit in der Atmosphäre trägt zum sogenannten „sauren Regen“ bei, der für Wasserorganismen, Fische, terrestrische Vegetation und Korrosion von vom Menschen hergestellten Materialien schädlich ist..

Die SO_zwei Es ist giftig für Fische. Grünpflanzen reagieren extrem empfindlich auf SO_zwei atmosphärisch. Luzerne, Baumwolle, Gerste und Weizen werden bei geringer Umweltbelastung geschädigt, während Kartoffeln, Zwiebeln und Mais viel widerstandsfähiger sind.

Auswirkungen der Einnahme mit der Nahrung

Obwohl es für gesunde Menschen harmlos ist, wenn es in den von autorisierten Gesundheitsbehörden empfohlenen Konzentrationen verwendet wird, SO_zwei kann bei empfindlichen Personen, die es mit der Nahrung aufnehmen, Asthma auslösen.

Die Lebensmittel, die es normalerweise enthalten, sind getrocknete Früchte, künstliche Erfrischungsgetränke und alkoholische Getränke.

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