SÜLFÜR DIOKSIT (SO2): YAPISI, ÖZELLIKLERI, KULLANIMLARI, RISKLERI - KIMYA - 2025

Kükürt dioksit , bir kükürt (S) ve oksijen (O) 'dan oluşan gaz halindeki inorganik bileşik, ve kimyasal formülü SO ₂ . Rahatsız edici ve boğucu bir kokusu olan renksiz bir gazdır. Ayrıca suda çözünerek asit çözeltileri oluşturur. Volkanlar patlamalar sırasında onu atmosfere atarlar.

Sülfürün biyolojik ve jeokimyasal döngüsünün bir parçasıdır, ancak petrol arıtma ve fosil yakıtların (örneğin kömür veya dizel) yakılması gibi belirli insan faaliyetleri tarafından büyük miktarlarda üretilir.

Sülfür dioksit SO ₂ , püskürmeler sırasında yanardağlar tarafından yayılır. Brocken Inaglory. Kaynak: Wikimedia Commons.

SO ₂ hamur diğer bileşiklerle ağartma sonucu beyaz kalmasına olanak tanıyan bir indirgeyici maddedir. Aynı zamanda, bu kimyasal ile işlenmiş sudaki klor izlerini gidermeye de hizmet eder.

Bira yapmak için şarap veya arpa üretmek için üzüm suyu fermantasyonunun üretildiği kapları dezenfekte etmek için bazı yiyecek türlerini korumak için kullanılır.

Aynı zamanda tarımda bir fungisit olarak, sülfürik asit elde etmek için, bir çözücü olarak ve kimyasal reaksiyonlarda bir ara ürün olarak kullanılır.

Atmosferde bulunan SO ₂ birçok bitki için zararlıdır, sudaki balıkları etkiler ve aynı zamanda insanlar tarafından oluşturulan maddeleri aşındıran "asit yağmuru" ndan da sorumludur.

yapı

Sülfür dioksit molekülü simetriktir ve bir açı oluşturur. Açı çok olmasından kaynaklanmaktadır ₂ , olduğu, herhangi bir atomu ile birlikte bir bağ meydana getirir, ancak serbest olmayan elektron elektron tek çifti vardır.

Açısal şekli ve serbest elektron çiftinin gözlendiği kükürt dioksitin Lewis yapısı. WhittleMario. Kaynak: Wikimedia Commons.

terminoloji

- Kükürt dioksit

- Sülfür anhidrit

- Sülfür oksit.

Özellikleri

Fiziksel durum

Renksiz gaz.

Moleküler ağırlık

64.07 g / mol

Erime noktası

-75,5ºC

Kaynama noktası

-10.05ºC

Yoğunluk

Gaz: 0 ° C'de 2,26 (havaya göre, yani hava yoğunluğu = 1). Bu, havadan daha ağır olduğu anlamına gelir.

Sıvı: 1,4 ila -10 ° C (suya göre, yani suyun yoğunluğu = 1).

Çözünürlük

Suda çözünür: 0 ° C'de% 17,7; 15 ° C'de% 11.9; 25 ° C'de% 8,5; 35 ° C'de% 6,4

Etanol, dietil eter, aseton ve kloroformda çözünür. Polar olmayan çözücülerde daha az çözünür.

pH

Sulu SO ₂ çözeltileri asidiktir.

Kimyasal özellikler

SO ₂ , güçlü bir indirgeyici ve oksitleyici ajandır. Hava varlığında ve bir katalizör olarak o kadar üzere okside ₃ .

SO ₂ + O ₂ → SO ₃

Yalnız elektron çiftleri bazen onun bir Lewis bazı gibi davranmasını sağlar, başka bir deyişle, elektronların eksik olduğu bir atomun olduğu bileşiklerle reaksiyona girebilir.

Öyleyse ₂ , bir gaz ve kuru biçimindedir, bu demir, çelik, bakır-nikel alaşımları, veya nikel-krom-demir zarar vermez. Ancak sıvı veya ıslak halde ise bu metallerde korozyona neden olur.

% 0,2 veya daha fazla su içeren sıvı SO ₂ , demir, pirinç ve bakırda güçlü korozyon oluşturur. Alüminyum için aşındırıcıdır.

Sıvı haldeyken bazı plastiklere, kauçuklara ve kaplamalara da saldırabilir.

Sulu SO çözümleri

SO ₂ suda çok çözünür. Uzun zamandır suda kükürtlü asit H ₂ SO ₃ oluşturduğu düşünülmüş , ancak bu asidin varlığı kanıtlanamamıştır.

Sudaki SO ₂ çözeltilerinde aşağıdaki denge oluşur:

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 ⁺

HSO ₃ ^- bisülfit iyonu ve SO ₃ ^{2 -} sülfit iyonudur. Sülfit iyonu SO ₃ ^2- , bir alkali SO ilave esas olarak, üretilen bir ₂ çözeltisine .

SO sulu çözeltileri ₂ bunlar alkali, özellikle azaltma özelliklerine sahip.

Diğer özellikler

- 2000 ° C'ye kadar ısıya karşı son derece kararlıdır.

- Yanıcı değildir.

edinme

SO ₂ SO küçük miktarlarda olsa da, hava içinde kükürt (S) yakılması ile elde edilir ₃ de oluşturulur .

S + O ₂ → SO ₂

Ayrıca çeşitli sülfitlerin havada ısıtılmasıyla, pirit mineralleri ve sülfit içeren minerallerin yakılmasıyla da üretilebilir.

Demir pirit durumunda, oksitlendiğinde demir oksit (iii) ve S02 _{elde edilir} :

4 FeS ₂ + 11 O ₂ → 2 Fe ₂ O ₃ + 8 SO ₂ ↑

Doğada varlık

SO ₂ , volkanların aktivitesiyle (% 9) atmosfere salınır, ancak aynı zamanda diğer doğal aktivitelerden (% 15) ve insan eylemlerinden (% 76) kaynaklanır.

Patlayıcı volkanik püskürmeler , atmosferde önemli yıllık SO ₂ dalgalanmalarına veya değişimlerine neden olur . Kadar% 25 olduğu tahmin edilmektedir ₂ volkan tarafından yayılan stratosfer ulaşmadan önce yağmurla yıkanır.

Doğal kaynaklar en bol olanıdır ve kükürtün biyolojik döngüsünden kaynaklanmaktadır.

Kentsel ve endüstriyel alanlarda insan kaynakları baskındır. Onu üreten ana insan etkinliği kömür, benzin ve dizel gibi fosil yakıtların yakılmasıdır. Diğer insan kaynakları petrol rafinerileri, kimya tesisleri ve gaz üretimidir.

Elektrik için kömür yakmak gibi insan faaliyetleri SO ₂ kirliliğinin bir kaynağıdır . Adrem68. Kaynak: Wikimedia Commons.

Memelilerde, kükürt içeren amino asitlerin (S), özellikle L-sistein metabolizmasına bağlı olarak hayvanların ve insanların vücudunda endojen olarak üretilir.

Uygulamalar

Sülfürik asit üretiminde

SO _2'nin en önemli uygulamalarından biri sülfürik asit H ₂ SO ₄ elde edilmesidir .

2 SO ₂ + 2 H ₂ O + O ₂ → 2 H ₂ SO ₄

İşlenmiş gıda endüstrisinde

Kükürt dioksit, gıda koruyucu ve stabilizatör olarak, nem kontrol ajanı olarak ve bazı yenilebilir ürünlerde tat ve doku değiştirici olarak kullanılır.

Aynı zamanda bira fabrikaları ve şarap imalathaneleri, yiyecek kapları vb. Gibi gıda maddeleri, fermantasyon ekipmanı ile temas eden ekipmanı dezenfekte etmek için kullanılır.

Meyve ve sebzeleri korumanıza, süpermarket raflarında ömrünü uzatmanıza, renk ve lezzet kaybını önlemenize ve C vitamini (askorbik asit) ve karotenlerin (A vitamini öncülleri) tutulmasına yardımcı olur.

Kuru meyveler SO ₂ sayesinde mantar ve bakteri barındırmaz . Yazar: Isabel Ródenas. Kaynak: Pixabay.com

Bakterileri, mantarları ve istenmeyen mayaları yok ettiği için şarabı korumak için kullanılır. Aynı zamanda birada nitrozamin oluşumunu sterilize etmek ve önlemek için kullanılır.

Bira elde etmek için arpa fermantasyon ekipmanı SO ₂ ile sterilize edilir . Yazar: Cerdadebbie. Kaynak: Pixabay.

Aynı zamanda mısır tanelerini ıslatmak, pancar şekerini beyazlatmak için ve yüksek fruktozlu mısır şurubu üretiminde antimikrobiyal olarak kullanılır.

Çözücü ve reaktif olarak

Sulu olmayan bir çözücü olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. İyonlaştırıcı bir çözücü olmamasına rağmen, belirli analitik uygulamalar ve kimyasal reaksiyonlar için protonsuz bir çözücü olarak faydalıdır.

Organik sentezde çözücü ve reaktif olarak, klor dioksit, asetil klorür gibi diğer bileşiklerin üretiminde ve yağların sülfonasyonunda bir ara ürün olarak kullanılır.

İndirgeyici ajan olarak

Çok kuvvetli olmamasına rağmen indirgeme ajanı olarak kullanılır ve alkali çözeltide daha enerjik bir indirgeme ajanı olan sülfit iyonu oluşur.

Çeşitli uygulamalarda

SO ₂ ayrıca kullanılır:

- Tarımda hasattan sonra üzüm için mantar ilacı ve koruyucu olarak.

- Hidrosülfit üretmek için.

- Hidrojen peroksit H ₂ O ₂ ile ağartmadan sonra hamurun stabilize edilmesini sağladığından odun hamurunu ve kağıdı ağartmak için ; SO ₂ , kalan H ₂ O _2'yi yok ederek çalışır ve böylece hamurun parlaklığını korur, çünkü H ₂ O ₂ parlaklığın tersine dönmesine neden olabilir.

- Tekstil liflerini ve hasır ürünleri beyazlatmak için.

- İçme suyu, atık su veya endüstriyel suyun klorlanmasından sonra kalan artık kloru ortadan kaldırdığı için suyu arıtmak.

- Minerallerin ve metallerin rafine edilmesinde, mineral işleme sırasında demir için bir indirgeme maddesi olarak.

- Oksijeni hapsetmek ve korozyonu geciktirmek için ve ekstraksiyon çözücüsü olarak yağ arıtmada.

- Bir antioksidan olarak.

- Cam üretiminde alkali nötrleştirici olarak.

- Lityum pillerde oksitleyici ajan olarak.

İşletim Sisteminin Etkileri

Bazı çalışmalar ortaya koymuştur , endojen veya vücuda üretilen SO ₂ kalp fonksiyonunun düzenlenmesinde ve kan damarlarının gevşeme, kardiyovasküler sistem üzerinde faydalı bir etkiye sahiptir.

Ne zaman ₂ gövde üretilir, bu Hso bisülfıt türevleri dönüştürülür ₃ ^- SO ve sülfit ₃ ^2- arterler üzerinde olan uygulamaktadır bir vazo-gevşetici etkisi.

Endojen SO ₂ , hipertansiyonu azaltır, ateroskleroz gelişimini önler ve kalbi miyokardiyal hasardan korur. Aynı zamanda antioksidan etkiye sahiptir, iltihaplanmayı ve apoptozu (programlanmış hücre ölümü) inhibe eder.

Bu nedenlerle kardiyovasküler hastalıklar için olası yeni bir tedavi olabileceği düşünülmektedir.

Kalp , vücut tarafından üretilen SO _2'den faydalanabilir . Eser sahibi: OpenClipart-Vectors. Kaynak: Pixabay.

Riskler

- Gaz halindeki SO _2'ye maruz kalma, gözlerde, deride, boğazda ve mukozada yanmalara, bronşiyal tüplerde ve akciğerlerde hasara neden olabilir.

- Bazı araştırmalar, memeli ve insan hücrelerinin genetik materyaline potansiyel bir zarar verme riski taşıdığını bildirmektedir.

- Aşındırıcıdır. Yanıcı değildir.

Ekotoksisite

Sülfür dioksit, özellikle kentsel ve endüstriyel alanlarda atmosferdeki en yaygın kirletici gazdır.

Atmosferdeki varlığı suda yaşayan organizmalara, balıklara, karasal bitki örtüsüne ve insan yapımı malzemelerde korozyona zararlı olan "asit yağmuruna" katkıda bulunur.

Anıt asit yağmurlarından zarar gördü. Nino Barbieri. Kaynak: Wikimedia Commons.

SO ₂ balıklar için zehirlidir. Yeşil bitkiler atmosferik SO _2'ye karşı son derece hassastır . Yonca, pamuk, arpa ve buğday düşük çevresel seviyelerde zarar görürken, patates, soğan ve mısır çok daha dayanıklıdır.

Yiyeceklerle yutmanın etkileri

Sağlıklı insanlara zararsız olsa da yetkili sağlık kuruluşlarının önerdiği konsantrasyonlarda kullanıldığında SO ₂ , gıda ile birlikte alan hassas kişilerde astıma neden olabilir.

Hassas insanlar, az miktarda SO ₂ içeren yiyecekleri yerken astımdan muzdarip olabilir . Malayalam Wikipedia'da Suraj. Kaynak: Wikimedia Commons.

Genellikle onu içeren besinler kuru meyveler, suni meşrubatlar ve alkollü içeceklerdir.

Referanslar

1. ABD Ulusal Tıp Kütüphanesi. (2019). Kükürt dioksit. Pubchem.ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
2. Huang, Y. vd. (2016). Endojen Sülfür Dioksit: Kardiyovasküler Sistemde Gaz İletici Ailesinin Yeni Bir Üyesi. Oxid Med Cell Longev. 2016; 2016: 8961951. ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
3. Cotton, F. Albert ve Wilkinson, Geoffrey. (1980). İleri İnorganik Kimya. Dördüncü baskı. John Wiley & Sons.
4. Windholz, M. vd. (editörler) (1983). Merck Endeksi. Kimyasallar, İlaçlar ve Biyolojik Ürünler Ansiklopedisi. Onuncu Baskı. Merck & CO., Inc.
5. Pan, X. (2011). Sülfür Oksitler: Kaynaklar, Maruziyetler ve Sağlık Etkileri. Kükürt Oksitlerin Sağlık Etkileri. Encyclopedia of Environmental Health'de. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
6. Tricker, R. ve Tricker, S. (1999). Kirleticiler ve kirleticiler. Kükürt dioksit. Elektromekanik ve Elektronik Ekipman için Çevresel Gerekliliklerde. Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
7. Bleam, W. (2017). Asit-Baz Kimyası. Sülfür Oksitler. Toprak ve Çevre Kimyasında (İkinci Baskı). Sciencedirect.com'dan kurtarıldı.
8. Özgür Adam, BJ (1980). Yiyecek ve içeceklerde bulunan kükürt dioksit: koruyucu olarak kullanımı ve astım üzerindeki etkisi. Br J Dis Chest. 1980; 14 (2): 128-34. Ncbi.nlm.nih.gov'dan kurtarıldı.
9. Craig, K. (2018). Kaliforniya'da Kullanılan Kükürt Dioksitin Kimyası, Pestisit Kullanımı ve Çevresel Akıbeti Üzerine Bir İnceleme. Çevresel Kirlenme ve Toksikoloji İncelemelerinde. Cilt 246. link.springer.com'dan kurtarıldı.