- Struktur
- Nomenklatur
- Eigenschaften
- Körperlicher Status
- Molekulargewicht
- Schmelzpunkt
- Siedepunkt
- Dichte
- Löslichkeit
- pH
- Chemische Eigenschaften
- Wässrige SO-Lösungen
- Andere Eigenschaften
- Erhalten
- Präsenz in der Natur
- Anwendungen
- Bei der Herstellung von Schwefelsäure
- In der verarbeiteten Lebensmittelindustrie
- Als Lösungsmittel und Reagenz
- Als Reduktionsmittel
- In verschiedenen Anwendungen
- Auswirkungen des Betriebssystems
- Risiken
- Ökotoxizität
- Auswirkungen der Einnahme mit der Nahrung
- Verweise
Das Schwefeldioxid ist eine gasförmige anorganische Verbindung, die aus Schwefel (S) und Sauerstoff (O) und ihrer chemischen Formel SO 2 besteht . 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.
Schwefeldioxid SO 2 wird bei Eruptionen von Vulkanen emittiert. Brocken Inaglory. Quelle: Wikimedia Commons.
SO 2 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.
Das in der Atmosphäre vorhandene SO 2 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.
Struktur
Das Schwefeldioxidmolekül ist symmetrisch und bildet einen Winkel. Der Winkel beruht auf der Tatsache, dass SO 2 ein einzelnes Elektronenpaar hat, dh Elektronen, die mit keinem Atom eine Bindung eingehen, aber frei sind.
Lewis-Struktur von Schwefeldioxid, bei der seine Winkelform und das Paar freier Elektronen beobachtet werden. WhittleMario. Quelle: Wikimedia Commons.
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 -10 ° C (bezogen auf Wasser, dh 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 SO 2 -Lösungen sind sauer.
Chemische Eigenschaften
SO 2 ist ein starkes Reduktions- und Oxidationsmittel. In Gegenwart von Luft und einem Katalysator oxidiert es zu SO 3 .
SO 2 + O 2 → SO 3
Durch die einsamen Elektronenpaare verhält es sich manchmal wie eine Lewis-Base, mit anderen Worten, es kann mit Verbindungen reagieren, bei denen einem Atom Elektronen fehlen.
Wenn SO 2 in Form eines Gases vorliegt und trocken ist, greift es Eisen, Stahl, Kupfer-Nickel-Legierungen oder Nickel-Chrom-Eisen nicht an. Wenn es sich jedoch in flüssigem oder nassem Zustand befindet, verursacht es Korrosion an diesen Metallen.
Flüssiges SO 2 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
SO 2 ist in Wasser sehr gut löslich. Es wurde lange Zeit angenommen, dass es in Wasser schweflige Säure H 2 SO 3 bildet , aber die Existenz dieser Säure wurde nicht nachgewiesen.
In Lösungen von SO 2 in Wasser treten folgende Gleichgewichte auf:
SO 2 + H 2 O ⇔ SO 2 .H 2 O.
SO 2 · H 2 O · HSO 3 - + H 3 O +
HSO 3 - + H 2 O ⇔ SO 3 2- + H 3 O +
Wobei HSO 3 - das Bisulfition und SO 3 2 - das Sulfition ist. Das Sulfition SO 3 2- wird hauptsächlich erzeugt, wenn der SO 2 -Lösung ein Alkali zugesetzt wird .
Wässrige Lösungen von SO 2 haben reduzierende Eigenschaften, insbesondere wenn sie alkalisch sind.
Andere Eigenschaften
- Es ist extrem hitzebeständig, sogar bis zu 2000 ° C.
- Es ist nicht brennbar.
Erhalten
SO 2 wird durch Verbrennung von Schwefel (S) in Luft erhalten, obwohl auch geringe Mengen an SO 3 gebildet werden .
S + O 2 → SO 2
Es kann auch durch Erhitzen verschiedener Sulfide in der Luft, Verbrennen von Pyritmineralien und sulfidhaltigen Mineralien hergestellt werden.
Im Fall von Eisenpyrit werden bei Oxidation Eisenoxid (iii) und SO 2 erhalten :
4 FeS 2 + 11 O 2 → 2 Fe 2 O 3 + 8 SO 2 ↑
Präsenz in der Natur
SO 2 wird durch die Aktivität von Vulkanen (9%) in die Atmosphäre freigesetzt, wird aber auch durch andere natürliche Aktivitäten (15%) und durch menschliche Handlungen (76%) verursacht.
Explosive Vulkanausbrüche verursachen erhebliche jährliche Schwankungen oder Schwankungen von SO 2 in der Atmosphäre. Es wird geschätzt, dass 25% des von Vulkanen emittierten SO 2 vor Erreichen der Stratosphäre vom Regen weggespült werden.
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.
Menschliche Aktivitäten wie das Verbrennen von Kohle für Elektrizität sind eine Quelle der SO 2 -Verschmutzung . Adrem68. Quelle: Wikimedia Commons.
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 von SO 2 ist die Gewinnung von Schwefelsäure H 2 SO 4 .
2 SO 2 + 2 H 2 O + O 2 → 2 H 2 SO 4
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 Ihnen, Obst und Gemüse zu konservieren, die Lebensdauer im Supermarktregal zu verlängern, Farb- und Geschmacksverluste zu vermeiden und die Retention von Vitamin C (Ascorbinsäure) und Carotinen (Vorläufern von Vitamin A) zu unterstützen.
Trockenfrüchte werden dank SO 2 frei von Pilzen und Bakterien gehalten . Verfasser: Isabel Ródenas. Quelle: Pixabay.com
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.
Gerstenfermentationsgeräte zur Gewinnung von Bier werden mit SO 2 sterilisiert . Verfasser: Cerdadebbie. Quelle: Pixabay.
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
SO 2 wird auch verwendet:
- In der Landwirtschaft als Fungizid und Konservierungsmittel für Trauben nach der Ernte.
- Zur Herstellung von Hydrosulfiten.
- Bleichen von Zellstoff und Papier, da dies die Stabilisierung des Zellstoffs nach dem Bleichen mit Wasserstoffperoxid H 2 O 2 ermöglicht ; SO 2 zerstört das verbleibende H 2 O 2 und behält so die Helligkeit des Zellstoffs bei, da H 2 O 2 eine Helligkeitsumkehr verursachen kann.
- 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.
- In Ölraffinierungen, um Sauerstoff einzufangen und Korrosion zu verzögern, und als Extraktionslösungsmittel.
- Als Antioxidans.
- Als Alkalenneutralisator bei der Glasherstellung.
- In Lithiumbatterien als Oxidationsmittel.
Auswirkungen des Betriebssystems
Bestimmte Studien haben gezeigt, dass endogenes oder vom Körper produziertes SO 2 das Herz-Kreislauf-System positiv beeinflusst, einschließlich der Regulierung der Herzfunktion und der Entspannung der Blutgefäße.
Wenn SO 2 im Körper produziert wird, wird es in seine Derivate Bisulfit HSO 3 - und Sulfit SO 3 2- umgewandelt , die eine vasorelaxierende Wirkung auf die Arterien ausüben.
Endogenes SO 2 reduziert den Bluthochdruck, verhindert die Entwicklung von Atherosklerose und schützt das Herz vor Myokardschäden. Es hat auch eine antioxidative Wirkung, hemmt Entzündungen und Apoptose (programmierter Zelltod).
Aus diesen Gründen wird angenommen, dass es sich um eine mögliche neue Therapie für Herz-Kreislauf-Erkrankungen handelt.
Das Herz kann von dem vom Körper produzierten SO 2 profitieren . Autor: OpenClipart-Vektoren. Quelle: Pixabay.
Risiken
- Der Kontakt mit gasförmigem SO 2 kann zu Verbrennungen an Augen, Haut, Rachen 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.
Denkmal durch sauren Regen beschädigt. Nino Barbieri. Quelle: Wikimedia Commons.
SO 2 ist giftig für Fische. Grünpflanzen reagieren extrem empfindlich auf atmosphärisches SO 2 . 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, kann SO 2 bei Verwendung in den von zugelassenen Gesundheitsbehörden empfohlenen Konzentrationen bei empfindlichen Personen, die es mit der Nahrung einnehmen, Asthma auslösen.
Empfindliche Menschen können unter Asthma leiden, wenn sie Lebensmittel mit geringen Mengen an SO 2 essen . Suraj bei Malayalam Wikipedia. Quelle: Wikimedia Commons.
Die Lebensmittel, die es normalerweise enthalten, sind getrocknete Früchte, künstliche Erfrischungsgetränke und alkoholische Getränke.
Verweise
- US National Library of Medicine. (2019). Schwefeldioxid. Von pubchem.ncbi.nlm.nih.gov wiederhergestellt.
- Huang, Y. et al. (2016). Endogenes Schwefeldioxid: Ein neues Mitglied der Gastransmitterfamilie im Herz-Kreislauf-System. Oxid Med Cell Longev. 2016; 2016: 8961951. Wiederhergestellt von ncbi.nlm.nih.gov.
- Cotton, F. Albert und Wilkinson, Geoffrey. (1980). Fortgeschrittene Anorganische Chemie. Vierte Edition. John Wiley & Sons.
- Windholz, M. et al. (Herausgeber) (1983). Der Merck-Index. Eine Enzyklopädie der Chemikalien, Drogen und Biologika. Zehnte Ausgabe. Merck & CO., Inc.
- Pan, X. (2011). Schwefeloxide: Quellen, Expositionen und gesundheitliche Auswirkungen. Gesundheitliche Auswirkungen von Schwefeloxiden. In der Encyclopedia of Environmental Health. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
- Tricker, R. und Tricker, S. (1999). Schadstoffe und Schadstoffe. Schwefeldioxid. In Umweltanforderungen für elektromechanische und elektronische Geräte. Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
- Bleam, W. (2017). Säure-Base-Chemie. Schwefeloxide. In Boden- und Umweltchemie (2. Auflage). Von sciencedirect.com wiederhergestellt.
- Freedman, BJ (1980). Schwefeldioxid in Lebensmitteln und Getränken: seine Verwendung als Konservierungsmittel und seine Wirkung auf Asthma. Br J Dis Chest. 1980; 14 (2): 128 & ndash; 34. Von ncbi.nlm.nih.gov wiederhergestellt.
- Craig, K. (2018). Ein Überblick über die Chemie, den Pestizideinsatz und das Umweltverhalten von Schwefeldioxid in Kalifornien. In Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. Band 246. Von link.springer.com wiederhergestellt.