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Dióxido de enxôfre

Dióxido de enxôfre
Outros nomes óxido do enxôfre (IV); anhydride sulfurous
Identificadores
Número do CAS [7446-09-5]
Número de RTECS WS4550000
Propriedades
Fórmula Molecular SO2
Massa Molar 64.054 g mol−1
Aparência gás incolor
Densidade 2.551 g/l, gás
Ponto de derretimento

°C −72.4 (200.75 K)

Ponto fervendo

°C −10 (263 K)

Solubility em água 9.4 g/100 mL (°C 25)
Acidity (pKa) 1.81
Estrutura
Forma Molecular 120° curvado[1]
Momento de Dipole 1.63 D
Perigos
Classificação do EU Tóxico
NFPA 704
 
3
 
 
R-frases R23 R34
S-frases (S1/2) S9 S26 S36/37/39 S45
Ponto Flash non-flammable
Compostos relacionados
Compostos relacionados Trioxide do enxôfre; ácido sulfúrico
A não ser que onde notáveis de outra maneira, os dados sejam dados para
materiais no seu estado padrão
(25 no °C, kPa 100)

Disclaimer e referências de Infobox

Dióxido de enxôfre (também dióxido de enxôfre) é composto do produto químico com a fórmula ASSIM2. ASSIM2 é produzido perto vulcões e em vários processos industriais. Desde carvão e petróleo contenha frequentemente compostos de enxôfre, sua combustão gera o dióxido de enxôfre. Oxidação mais adicional de ASSIM2, geralmente na presença de um catalizador como NÃO2, formulários H2ASSIM4, e assim chuva ácida.[2] Esta é uma das causas para o interesse sobre o impacto ambiental do uso destes combustíveis como fontes de poder.

Índices

Preparação

O dióxido de enxôfre pode ser preparado queimando enxôfre:

S8 + 8 O2 → 8 ASSIM2

A combustão de sulfide do hidrogênio e o organosulfur combina rendimentos similarmente.

2 H2S (g) + 3 O2→ (g) 2 H2O (g) + 2 ASSIM2(g)

Roasting de minérios do sulfide tais como o ferro pyrites, sphalerite (blenda do zinco) e cinnabar (sulfide do mercúrio) libera-se também ASSIM2:

4 FeS2(s) + 11 O2Fe do → (g) 22O3(s) + 8 ASSIM2(g)
2 ZnS(s) + 3 O2→ (g) 2 ZnO + 2 ASSIM2(g)
HgS + O2→ (g) hectograma (g) + ASSIM2(g)

O dióxido de enxôfre é um by-product na manufatura de cimento: CaSiO3 e CaSO4 é aquecido com coke e areia neste processo:

2 CaSO4(s) + 2SiO2(s) + → 2 CaSiO de C3(s) + 2 ASSIM2(g) + CO2(g)

Ação de quente ácido sulfúrico no cobre turnings produz o dióxido de enxôfre.

Cu + 2H2ASSIM4→ CuSO (do aq)4(aq) + ASSIM2(g) + 2H2O (l)

Estrutura e ligação

ASSIM2 é uma molécula curvada com C2v grupo do ponto da simetria. Nos termos de elétron-contagem os formalisms, o átomo do enxôfre têm estado da oxidação de +4, a carga formal de 0, e é cercado por 5 pares do elétron e pode ser descrito como a molécula hypervalent. Do perspective de teoria orbital molecular, a maioria destes elétrons do valence são acoplados ASSIM em ligar-se.

três estruturas do resonance do dióxido de enxôfre

ASSIM as ligações são mais curtas dentro ASSIM2 (143.1 pm) do que dentro monóxido do enxôfre, ASSIM (148.1 pm), visto que as ligações de O-O são mais longas em O3 (127.8 pm) do que dentro dioxygen, O2 (120.7 pm). A energia bond média é mais grande dentro ASSIM2 (548 kJ mol−1) do que em ASSIM (524 kJ mol−1), visto que seu é menos em O3 (297 kJ mol−1) do que em O2 (490 kJ mol−1). Estas partes de evidência conduzem a químicos conclir que se liga ASSIM no dióxido de enxôfre têm a ordem bond pelo menos de 2, ao contrário do O-O liga-se dentro ozônio, que têm uma ordem bond de 1.5[3]

Reações

O tratamento de soluções básicas com dióxido de enxôfre tem recursos para sulfite sais:

ASSIM2 + Na do → do NaOH 22ASSIM3 + H2O

Caracterizando o enxôfre no estado da oxidação +4, o dióxido de enxôfre é a agente reduzindo-se. É oxidado por halogênios tais como o cloro para dar os halides do sulfuryl:

ASSIM2 + Cl2ASSIM2Cl2

Entretanto, em ocasiões raras, pode também agir como agente de oxidação: no Processo de Claus, o dióxido de enxôfre é reduzido pelo sulfide do hidrogênio dá o enxôfre elemental:

ASSIM2 + 2 H2→ 3 DE S S + 2 H2O

O dióxido de enxôfre pode agir como um emperramento do metal ligand, tipicamente onde o metal da transição está no estado 0 ou +1 da oxidação.[4] Até 9 modalidades diferentes da ligação foram determinadas que incluem[4]:

  • Donation de S - planar e pyramidal η1
  • Donation de O η1
  • lado do donation- do π sobre η2
  • S que constrói uma ponte sobre através de dois centros do metal ou de duas extremidades de um bon do metal-metal
  • Ósmio que constrói uma ponte sobre a dois centros do metal
  • construindo uma ponte sobre um metal centre o lado do donation- do π sobre, o outro donation do centro O do metal
  • construir uma ponte sobre sobre três centros do metal

Usos

Como um preservativo

O dióxido de enxôfre é usado às vezes como a preservativo para secado alperces e outro frutas secadas devido ao seu antimicrobial propriedades, é chamado às vezes E220 quando usado nesta maneira. O preservativo é usado manter a aparência da fruta e impedi-la rotting. Sua presença pode dar a fruta um produto químico distintivo gosto.

No winemaking

O dióxido de enxôfre é um composto muito importante no winemaking, e é designado como partes por milhão no vinho, Número de E: E220.[5] Está atual mesmo em so-called unsulphurated o vinho em concentrações de até 10 milligrams por o litro.[6] Serve como um antibiótico e um vinho antioxidant, protegendo do spoilage pelas bactérias e uma oxidação. Ajuda também manter o acidity temporário em níveis desejáveis. O dióxido de enxôfre é responsável para as palavras “contem os sulfites” encontrados em etiquetas do vinho. Vinhos com ASSIM2 as concentrações abaixo de 10ppm não requerem “contêm sulfites” na etiqueta por leis dos E.U. e do EU. O limite superior de ASSIM2 é permitido no vinho 350ppm nos E.U., no EU 160 ppm para vinhos vermelhos e 210 ppm para o branco e vinhos do rosé. Em concentrações baixas ASSIM2 é na maior parte undetectable no vinho, mas em 50ppm excedente, ASSIM2 torna-se evidente no nariz e no gosto do vinho.

ASSIM2 é também um elemento muito importante no sanitation do winery. Os Wineries e o equipamento devem ser mantidos muito limpo, e porque o descorante não pode ser usado em um winery, uma mistura de ASSIM2, a água, e o ácido citric são usados geralmente limpar mangueiras, tanques, e o outro equipamento para mantê-lo limpo e livre das bactérias.

Como um descorante reduzindo-se

O dióxido de enxôfre é também um bom reductant. Na presença da água, o dióxido de enxôfre pode descolorizar substâncias. Especificamente é reduzir-se útil descorante para papéis e materiais delicados tais como a roupa. Este efeito descorando-se normalmente não dura muito por muito tempo. Oxigênio na atmosfera reoxidizes as tinturas reduzidas, restaurando a cor.

Precursor ao ácido sulfúrico

O dióxido de enxôfre é usado também fazer o ácido sulfúrico, sendo convertido a trioxide do enxôfre, e então a oleum, em que é feito ácido sulfúrico. O dióxido de enxôfre para esta finalidade é feito quando o enxôfre combina com o oxigênio. O método de converter o dióxido de enxôfre ao ácido sulfúrico é chamado processo do contato.

Papéis Biochemical e biomedical

O dióxido de enxôfre é tóxico em quantidades grandes. Ou seu bissulfito baixo conjugate são produzidos biològica como um intermediário em sulfate-reduzir organismos e nas bactérias de oxidação do enxôfre também. O dióxido de enxôfre não tem nenhum papel na biologia mammalian. O dióxido de enxôfre obstrui sinais do nervo do receptors pulmonary do estiramento (PSR) e abolishes Reflex da inflação de Hering-Breuer.

Como um refrigerant

Está sendo fàcilmente sendo condensado e com um calor elevado da evaporação, dióxido de enxôfre um material do candidato para refrigerants. Antes do desenvolvimento de freons, o dióxido de enxôfre foi usado como a refrigerant nos refrigeradores home.

Como um reagent e um solvente

O dióxido de enxôfre é um solvente inerte versátil que seja usado extensamente dissolvendo sais altamente de oxidação. É usado também ocasionalmente como uma fonte do grupo do sulfonyl dentro síntese orgânica. Tratamento do arilosais do diazonium com dióxido de enxôfre tem recursos para o cloreto aryl correspondente do sulfonyl.[7]

Dechlorination

No tratamento de wastewater municipal o dióxido de enxôfre é usado tratar o wastewater chlorinated antes da liberação. O dióxido de enxôfre reage com o cloro livre e combinado dar forma a íons negativamente carregados do cloreto. [8]

Emissões

De acordo com ESTADOS UNIDOS. EPA (como apresentado pelo Almanac 2002 do mundo ou no formulário da carta[9]), a seguinte quantidade de dióxido de enxôfre foi liberada no ESTADOS UNIDOS. por o ano, medido nos milhares de toneladas curtas:

*1999 18,867
*1998 19,491
*1997 19,363
*1996 18,859
*1990 23,678
*1980 25,905
*1970 31,161

Dívida pela maior parte ao E.U. EPA Programa da chuva ácida, os ESTADOS UNIDOS. testemunhou uma diminuição de 33 por cento nas emissões entre 1983 e 2002. Esta melhoria resultou de desulfurization do gás de conduto, uma tecnologia que permita ASSIM2 para ser limitado quimicamente dentro plantas de poder sulfur-containing ardente carvão ou óleo. No detalhe, óxido de cálcio (cal) reage com o dióxido de enxôfre ao formulário sulfite do cálcio:

CaO + ASSIM2 → CaSO3

A oxidação Aerobic converte este CaSO3 em CaSO4, gypsum. A maioria de gypsum vendido em Europa vem do desulfurization do gás de conduto.

Catalizadores aditivos do combustível novo, como ferox, estão sendo usados na gasolina e nos motores diesel a fim abaixar a emissão de gáses do óxido do enxôfre na atmosfera. Isto é feito também forçando o enxôfre em sais minerais estáveis e em sulfates minerais misturados ao contrário dos óxidos do ácido sulfúrico e do enxôfre.

Até à data de 2006, China é o polluter o maior do dióxido de enxôfre do mundo, com as 2005 emissões estimadas para ser 25.49 milhão toneladas. Esta quantidade representa um aumento de 27% desde 2000, e é aproximadamente comparável com os ESTADOS UNIDOS. emissões em 1980[10].

Al-Mishraq, uma planta Iraqi do enxôfre, era o local de um disastre 2003 tendo por resultado a liberação de quantidades maciças de dióxido de enxôfre na atmosfera.

Dependência da temperatura do solubility aqueous

22 g/100ml (0 °C) 15 g/100ml (°C 10)
11 g/100ml (°C 20) 9.4 g/100 ml (°C 25)
8 g/100ml (°C 30) 6.5 g/100ml (°C 40)
5 g/100ml (°C 50) 4 g/100ml (°C 60)
3.5 g/100ml (°C 70) 3.4 g/100ml (°C 80)
3.5 g/100ml (°C 90) 3.7 g/100ml (°C 100)
  • Os valores tabulated para o kPa 101.3 pressão parcial de ASSIM2. Solubility do gás em um líquido depende do gás pressão parcial de acordo com Lei do Henry.
  • O solublity é dado para “a água pura”, isto é, a água que contem somente ASSIM2 na quantidade no equilíbrio com a fase de gás. Esta “água pura” está indo ser acidic. O solublity de ASSIM2 na água neutra (ou alcalina) está indo geralmente ser mais elevado por causa do pH- speciation dependente de ASSIM2 na solução com a produção de bissulfito e alguns sulfite íons.


Ameaças à saúde

Atos do dióxido de enxôfre como um ácido. O Inhalation resulta em respirar trabalhado, em coughing, e/ou em uma garganta sore e pode causar os danos pulmonary permanentes. Quando misturado com água e contatado pela pele, o frostbite pode ocorrer. Quando faz o contato com olhos, o redness e a dor ocorrerão.[11]

Referências

  1. ^ Tabela de Geometries baseada em VSEPR
  2. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. “Imprensa académico do Chemistry inorgánico”: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.
  3. ^ Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry dos elementos, 2a edição, Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4.  p. 700
  4. ^ a b Greenwood, N. N.; Earnshaw, A. (1997). Chemistry dos elementos, 2a edição, Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 0-7506-3365-4. 
  5. ^ O EU atual aprovou aditivos e seus números de E, O Web site da agência dos padrões de alimento.
  6. ^ Sulphites no vinho, MoreThanOrganic.com.
  7. ^ R. V. Do “sínteses orgânicas do cloreto m-Trifluoromethylbenzenesulfonyl” de Hoffman, volume coletado 7, p.508 (1990). http://www.orgsyn.org/orgsyn/pdfs/CV7P0508.pdf.
  8. ^ Tchobanoglous, George. Engenharia do Wastewater. 3o ed. New York: Mc Graw Monte, 1979.
  9. ^ O nacional tende em níveis do dióxido de enxôfre, Agência de proteção ambiental de Estados Unidos.
  10. ^ China tem seu período mais mau da chuva ácida, Imprensa unida internacional.
  11. ^ DIÓXIDO DE ENXÔFRE, Organização Labour internacional.

Veja também

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Ligações externas

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