Какие свойства оксида серы 4 позволяют использовать его как консервант
Пищевая добавка Е 220 — это диоксид серы, известный всем по школьному курсу химии. Токсичное вещество содержится в большом количестве в атмосфере. Его добавляют в продукты и напитки в качестве консерванта, убивающего бактерии.
Опасна ли добавка для человека? Ответ неоднозначен.
Название вещества
Диоксид серы — наименование вещества по ГОСТ Р 54956–2012 (регламентирует термины и определения пищевых консервантов). Именно его указывают на упаковке большинства продуктов. Международный синоним Sulphur Dioxide.
Промышленные отрасли, применяющие добавку, могут использовать другие названия:
- оксид серы(IV);
- сернистый газ;
- сернистый ангидрид;
- двуокись серы.
Индекс E 220 (синоним Е‑220), присвоенный добавке в европейской системе кодификации, производители пищевых продуктов предпочитают не указывать.
Тип вещества
Диоксид серы относится к группе искусственных пищевых консервантов.
Существует три способа получения добавки E 220:
- сжигание сероуглерода;
- обжиг сульфитных руд (для пищевой промышленности обычно применяют пирит);
- воздействие серной кислоты на сульфит натрия.
В обычном состоянии представляет собой бесцветный газ с неприятным характерным запахом. Под давлением 4–5 кгс/см2 образуется подвижная прозрачная жидкость.
Свойства
| Показатель | Стандартные значения |
| Цвет | бесцветный |
| Состав | Химическая формула SO2 |
| Внешний вид | газ, под давлением легко сжижается |
| Запах | резкий удушливый |
| Растворимость | хорошо растворим в воде, спирте |
| Вязкость | нет |
| Плотность | газа — 2,926 г/л, жидкости — 1,4619 |
| Содержание основного вещества | 99% |
| Другие | негорючий, не взрывоопасный; улетучивается при нагревании выше 600 градусов Цельсия |
Упаковка
Диоксид серы для нужд пищевой промышленности чаще поставляется в сжиженном виде. Заливают его в цилиндрические баллоны или в специальные бочки из низколегированной стали.
Газообразную пищевую добавку Е 220 закачивают в баллоны из бесшовной стали.
Хранят баллоны при температуре не выше 250 градусов Цельсия.
Диоксид серы в розничную продажу не поступает.
Применение
Основная сфера использования добавки Е 220 — пищевая промышленность.
Общеизвестно, что практически все вина (в том числе игристые) содержат диоксид серы. Консервант останавливает созревание вина. Это препятствует нежелательному брожению и уксусному скисанию. Добавка E 220 стабилизирует цвет.
Допустимая норма 300 мг на 1 литр алкогольного напитка применяется преимущественно к сладким алкогольным напиткам. Белые сухие вина содержат в среднем 250 мг на 1 литр, красные меньше.
Пищевую добавку E 220 применяют при консервировании ягод и фруктов. Процесс обработки называется сульфитацией. Соединяясь с соком плодов, диоксид серы образует сернистую кислоту. Последняя мгновенно уничтожает бактерии, препятствует окислению витамина C и каротинов.
Витамины группы B при этом разрушаются.
Сульфитируют только плоды, предназначенные для дальнейшей переработки (изготовление пюре, джемов, соков). Причина в высокой токсичности диоксида серы. При нагревании выше 600 градусов Цельсия ядовитое вещество улетучивается.
В соки для детского питания добавлять консервант E 220 запрещено.
Практически все попадающие на прилавки сухофрукты, свежие овощи и фрукты фумигируют диоксидом серы для защиты от гниения, заражения плесневыми грибами.
Мясоперерабатывающие предприятия обрабатывают добавкой Е 220 сырое мясо для защиты от гнилостных бактерий. Продукт после манипуляций долго сохраняет свежий вид и натуральный цвет.
С этой же целью фумигируют рыбу.
Разрешенная норма консерванта 100 мг на 1 кг распространяется на продукты, употребляемые в пищу без предварительной обработки.
Противопаразитное действие диоксида серы используют в животноводстве и ветеринарии для лечения животных. Вещество убивает блох, чесоточных клещей, вшей. Добавкой Е 220 с целью профилактики обрабатывают сбруи, предметы ухода за животными.
Сельское хозяйство применяет консервант в качестве фумиганта для обеззараживания складских помещений, овощехранилищ и продукции.
Диоксидом серы отбеливают деликатные ткани (шелк, батист, шерсть).
Серный дым для окуривания бочек использовали еще древнегреческие виноделы.
Польза и вред
Как химическое вещество диоксид серы крайне токсичен.
Пищевая добавка E 220 разрешена к применению в пищевой промышленности всех стран. В России консервант относится к 3 классу опасности (умеренно опасный).
Серьезное отравление (вплоть до летального) может наступить лишь при непосредственном вдыхании газа.
В продукты консервант разрешено добавлять в количестве, не наносящем серьезного вреда здоровью. Вопреки принятому мнению, диоксид серы не вызывает головную боль после выпитого вина. Большее значение имеет количество принятого алкоголя.
Допустимая суточная норма пищевой добавки Е 220 установлена 0,7 мг на 1 кг веса человека.
СанПин напоминает о необходимости соблюдать разрешенную дозировку. Совет хороший, но здесь начинаются подводные камни.
Производители, подчиняясь Закону «О защите прав потребителя» (п. 10. 2), честно пишут на этикетках о присутствии диоксида серы. Информацию о количестве пищевой добавки в составе продукта предпочитают не сообщать. Потребителю остается надеяться на добросовестность изготовителей.
Признаки отравления диоксидом серы:
- кашель;
- насморк;
- осиплость голоса, хрипота;
- тошнота;
- диарея;
- головная боль.
Особую осторожность следует соблюдать людям, страдающим аллергией. Пищевой консервант может спровоцировать отек Квинке.
Как защитить свое здоровье?
Снизить вред от воздействия пищевой добавки можно следующими способами:
- сухофрукты перед употреблением следует на 30 минут опустить в холодную воду. После чего воду слить (не использовать для питья!). Сушеные фрукты промыть проточной водой и обдать кипятком;
- тщательно мыть свежие овощи и фрукты, мясо, птицу, рыбу. Желательно на несколько минут замачивать продукты в холодной воде;
- отдать предпочтение красным сухим винам. В них меньше всего диоксида серы. Следом идут белые сухие вина. Наибольшее количество консерванта Е 220 в сладких алкогольных напитках;
- включить в рацион продукты, богатые витамином B1 (гречневая, овсяная крупы, бобовые, орехи).
Диоксид серы в организме человека не накапливается. Консервант быстро окисляется и полностью выводится естественным путем.
Основные производители
Пищевую добавку E 220 производят отечественные предприятия химической промышленности:
- уфимское научно–производственное предприятие «Биомедхим» (поставляет диоксид серы в газообразном состоянии);
- группа компаний ВитаХим (Нижегородская область) производят добавку как в обычном, так и сжиженном состоянии.
Большие объемы поступают из-за рубежа. Основные поставщики Китай (компания Wuhan NewradarT rade Company Limited) и Финляндия.
Диоксид серы по загрязнению атмосферы занимает одно из первых мест. Печально известные кислотные дожди — его «заслуга». В крупных городах содержание в воздухе ядовитого газа превышает все допустимые значения.
Продукты с кодом E 220 можно признать не таким уж большим злом.
Источник
Покупатели часто спрашивают нас о таком веществе, как диоксид серы — главным образом потому, что он почти всегда указывается в составе вина, как консервант. Людей интересует, зачем он нужен в напитке, вреден ли он? Тема «диоксида серы» на самом деле очень интересна, особенно учитывая, что он встречается также в сухофруктах, соках, лимонадах, изделиях из картофеля и других продуктах. Маркируется вещество кодом Е220.
Диоксид серы с точки зрения химии 
Диоксид серы, он же сернистый газ, SO2, Sulphur Dioxide, двуокись серы, сернистый ангидрид — бесцветный газ с сильным неприятным запахом. Не горит, становится жидким при температуре -10 °С. Растворяется в воде, этиловом спирте, серной кислоте. При взаимодействии со щелочами образуются сульфиты, тоже используемые в качестве консервантов с маркировками от Е-221 до Е-228.
Для консервирования вина сернистый газ использовали еще в древней Греции — горящей серой окуривали изнутри амфоры, в которые потом наливали вино. Интересно, что и в наше время один из способов получения SO2 — такое же сжигание серы, как и многие века назад. Другой способ — обжиг сульфидных руд. Очистка газа производится путем его сжижения или поглощением холодной водой, а затем десорбцией при нагреве.
Свойства диоксида серы
Незаменимый консервант, диоксид серы обладает выраженным антимикробным действием, имеет отбеливающие свойства, защищает от побурения вследствие окислительных процессов, замедляет образование меланоидинов — темных полимерных соединений. Благодаря этим свойствам он широко применяется для обработки сухофруктов и картофеля — без него они не только быстрее портятся, но и темнеют.
Небольшое количество диоксида серы — от 40 до 200 мг/л, не вызывает гибель культурных дрожжей, «отвечающих» за преобразование виноградного сока в вино, тогда как уксуснокислые бактерии и вызывающие плесень грибки замедляют рост или погибают. Все это делает сернистый ангидрид консервантом, особенно востребованным именно в виноделии. О том, что без его применения сложно сделать качественные и обладающие большим потенциалом хранения вина, писал еще знаменитый химик Луи Пастер, посвятивший виноделию несколько серьезных исследований. Интересно, что лучшего консерванта для вина, чем диоксид серы, не сегодняшний день так и не придумали.
Так вреден ли диоксид серы для человека?
Только в больших количествах, а также аллергикам и астматикам. Вещество разрушает витамин В1 и дисульфидные мостики в белках, что, естественно, вредит здоровью. Легкое отравление двуокисью серы может вызвать насморк, кашель, першение в горле, хрипоту, боль в животе, расстройство пищеварения, головную боль.
В случае более сильного отравление возможны затруднения речи, глотания и дыхания, рвота и отек легких. Правда, отравиться диоксидом серы, содержащимся в вине или пищевых продуктах, не аллергику и не астматику сложно — его используют в чрезвычайно малом количестве, не оказывающем негативного влияния на здоровье. Если же вдруг вы купили некачественное вино или еду, в которой количество сернистого ангидрида превышает допустимые нормы, вы почувствуете резкий запах серы. В этом случае продукт лучше не употреблять.
Есть мнение, что именно от диоксида серы в вине после употребления этого напитка может болеть голова. Это неверно. Точнее, готова от диоксида может болеть только у аллергиков, а у остальных от вина голова болит по другим причинам. Это доказывает хотя бы тот факт, что, например, в 100 гр сушеной кураги содержится в разы больше SO2, чем в таком же количестве вина, но от кураги голова обычно не болит.
Еще один факт: вин без сернистого ангидрида не бывает! Даже так называемые органические и биодинамические вина, зачастую производящиеся вообще без добавок, содержат его в минимальном количестве, так как он вырабатывается в процессе дрожжевого брожения.
Вывод: диоксид серы помогает сохранить свежими и внешне привлекательными многие продукты и напитки. В качественных продуктах его настолько мало, что он не может нанести вред здоровому, не страдающему аллергией или астмой человеку.
Источник
Диоксид серы – это газ без цвета и с резким запахом, применяющийся в пищевой промышленности в качестве консерванта. Его химическая формула – SO2. Распространенное название консерванта, которое используется для маркировки продуктов, содержащих диоксид серы – Е220. Другие названия добавки, которые можно встретить на этикетке пищевых продуктов – сульфиты, сернистая кислота, сернистый ангидрид, сернистый газ.
Консервант диоксид серы растворяется в воде, этаноле и серной кислоте.
Применение диоксида серы в пищевой промышленности
Диоксид серы Е220 используется в мясоперерабатывающей промышленности, для заготовки овощей и фруктов, для производства вин и других напитков. Винодельческая промышленность – один из основных потребителей консерванта диоксид серы, и об этом мы расскажем позже.
Производители мясной продукции используют диоксид серы для обработки сырья – чтобы в нем не появлялись бактерии. Побочное действие сульфитов – они не дают мясу менять цвет, что часто вводит в заблуждение покупателей по поводу его свежести.
При производстве продукции из фруктов и ягод диоксид серы Е220 используют в качестве промежуточного консерванта, которым обрабатывают плоды до переработки (пюре из фруктов, целые и порезанные плоды). Таким образом, конечный продукт содержит минимальное количество консерванта. Диоксидом серы также обрабатывают сухофрукты для того, чтобы они лучше хранились и не теряли товарный вид. Практически все цитрусовые перед транспортировкой обрабатываются Е220.
Также следует знать о том, что редкое производство соков, пива и других безалкогольных, алкогольных напитков обходится без диоксида серы.
Добавление консерванта в свежеотжатые соки предотвращает появление плесени, уксуснокислых бактерий.
Диоксидом серы в профилактических целях обрабатывают помещения, в которых хранятся фрукты и овощи, очищают емкости для хранения вин и других напитков.
Диоксид серы в вине
То, что консервант диоксид серы содержится в вине – это обычная практика. Сегодня только дорогостоящие, так называемые биодинамические вина производятся без консерванта Е220.
Чем можно оправдать наличие диоксида серы в вине? Добавление Е220 в сусло позволяет стабилизировать его микрофлору, не допустить окисление.
Если придерживаться допустимых норм, консервант диоксид серы не может нанести вред человеку, употребляющему вино, содержащее Е220. Почему-то считается, что головная боль, появившаяся после вина, возникает из-за наличия в нем консерванта. Эта теория может быть применима только к тем винам, в которых содержание диоксида серы в разы превышает норму. Сегодня нормой считается 300 мг консерванта на 1000 мл вина. Производители вина, пытающиеся угодить потребителю, стараются не то что не завышать норму, но и максимально уменьшать количество диоксида серы в своей продукции и оставляют его на уровне 200-250 мг/кг.
Диоксид серы – вред
От потребителей не скрывают, что диоксид серы – это токсичное химическое соединение третьего класса опасности. У людей, чувствительных к консерванту, или у тех, кто превысил его дозировку или долго употреблял, могут возникать самые разные негативные реакции: отек легких в острой стадии, рвота, насморк, удушье, нарушение речи, кашель, диарея, головокружение, головная боль, тошнота, тяжесть в желудке.
Основной вред диоксида серы для человеческого организма заключается в том, что он разрушает витамин В1 и белки.
Астматики должны с осторожностью употреблять продукты, обработанные или содержащие диоксид серы – у них вещество может вызывать сильную аллергическую реакцию. Поэтому важно внимательно изучать информацию на этикетке пищевых продуктов и алкоголя. Сухофрукты и свежие фрукты или овощи, обработанные сульфитами, перед употреблением следует хорошо промывать и греть 5-10 минут в чистой горячей воде (95-100 °С). Это один из способов десульфитации, применяющихся на производстве.
Допустимая норма диоксида серы в продуктах, которые употребляются в пищу постоянно – 100 мг/кг.
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter.
Источник
Реферат на тему:
План:
- Введение
- 1
Получение - 2
Химические свойства - 3
Применение - 4
Физиологическое действие- 4.1
Дополнительные сведения о токсичности
- 4.1
- 5
Воздействие на атмосферу - 6
Воздействие на CD-R и DVD±R
Примечания
Введение
Окси́д се́ры(IV)
(диокси́д се́ры
, серни́стый газ
, серни́стый ангидри́д
) – SO 2 . В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой сернистой кислоты; растворимость 11,5 г/100 г воды при 20 °C, снижается с ростом температуры. Растворяется также в этаноле, серной кислоте. SO 2 – один из основных компонентов вулканических газов.
1. Получение
Промышленный способ получения – сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном – пирита:
4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2 + Q.
В лабораторных условиях SO 2 получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты:
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 SO 3 .
Образующаяся сернистая кислота сразу разлагается на SO 2 и H 2 O:
Na 2 SO 3 + H 2 SO 4 → Na 2 SO 4 + H 2 O + SO 2 .
Также можно получить действием концентрированной серной кислоты на малоактивные металлы при нагревании:
2H 2 SO 4 (конц.) + Cu → CuSO 4 + SO 2 + 2H 2 O.
2. Химические свойства
Спектр поглощения SO2 в ультрафиолетовом диапазоне
Относится к кислотным оксидам. Растворяется в воде с образованием сернистой кислоты (при обычных условиях реакция обратима):
SO 2 + H 2 O ↔ H 2 SO 3 .
Со щелочами образует сульфиты:
SO 2 + 2NaOH → Na 2 SO 3 + H 2 O.
Химическая активность SO 2 весьма велика. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO 2 , степень окисления серы в таких реакциях повышается:
SO 2 + Br 2 + 2H 2 O → H 2 SO 4 + 2HBr,
2SO 2 + O 2 → 2SO 3 (требуется катализатор V 2 O 5 и температура 450°),
5SO 2 + 2KMnO 4 + 2H 2 O → 2H 2 SO 4 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 .
Последняя реакция является качественной реакцией на сульфит-ион SO 3 2− и на SO 2 (обесцвечивание фиолетового раствора).
В присутствии сильных восстановителей SO 2 способен проявлять окислительные свойства. Например, для извлечения серы из отходящих газов металлургической промышленности используют восстановление SO 2 оксидом углерода(II):
SO 2 + 2CO → 2CO 2 + S↓.
Или для получения фосфорноватистой кислоты:
PH 3 + SO 2 → H(PH 2 O 2) + S↓
3. Применение
Большая часть оксида серы (IV) используется для производства серной кислоты. Так как этот газ убивает микроорганизмы, то им окуривают овощехранилища и склады. На консервных заводах им обрабатывают плоды и фрукты, чтобы предохранить их от загнивания. Оксид серы (IV) используется для отбеливания соломы, шелка и шерсти, т. е. материалов, которые нельзя отбеливать хлором. Оксид серы (IV) применяется также для получения различных солей сернистой кислоты.
4. Физиологическое действие
SO 2 токсичен. Симптомы при отравлении сернистым газом – насморк, кашель, охриплость, першение в горле. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации – удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких.
- ПДК(предельно допустимая концентрация) максимально-разового воздействия – 0,5 мг/м³
4.1. Дополнительные сведения о токсичности
Интересно, что чувствительность по отношению к SO 2 весьма различна как у людей, так и у растений. Наиболее устойчивы по отношению к сернистому газу берёза и дуб, наименее – сосна и ель. Наименее чувствительными к SO 2 являются розы. При попадании на них сернистого газа они моментально белеют.
5. Воздействие на атмосферу
Наибольшую опасность представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке цветных металлов и производстве серной кислоты. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное. Серный ангидрид образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Растения около таких предприятий обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и чёрной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида. Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, зарубежной Европы, европейской части России, Украины. В южном полушарии оно ниже. Основная статья: Кислотный дождь.
6. Воздействие на CD-R и DVD±R
Сернистый ангидрид или диоксид серы применяется, главным образом, в производстве серной кислоты, а также как восстановитель, отбеливатель, консервант, хладагент, антиоксидант. Из-за широкого использования является одним из основных газов, загрязняющих атмосферу. Большая часть тестов по оценке срока службы оптических дисков выполнены с записываемыми дисками (CD-R, DVD-R, DVD+R). Эти тесты обычно выполнены производителями с категоризацией дисков в зависимости от используемого в них металла и красящего вещества. В отражающем слое CD-R, DVD-R и DVD+R используется золото, серебро или сплав серебра вместо алюминия в ROM дисках. Золото не подвержено коррозии, но имеет высокую стоимость. Серебро обладает лучшей отражательной способностью и дешевле золота, но восприимчиво к коррозии если подвергнется воздействию сернистого ангидрида
, который загрязняет воздух и может проникнуть также как и кислород – с влажностью. Производители используют различные сплавы серебра, помогающие предотвращать коррозию, и в большинстве доступных на сегодня R-дисков используется сплав серебра в отражающем слое. Вероятность коррозии серебра от воздействия сернистого ангидрида меньше вероятности окисления алюминия, вызванной высокой влажностью. Несмотря на это, хранение диска в среде с отфильтрованным «чистом воздухом» может снизить или устранить воздействие диоксида серы. При надлежащем хранении, эти диски продержатся дольше технологии по их изготовлению .
Строение молекулы SO2
Строение молекулы SO2 аналогично строению молекулы озона. Атом серы находится в состоянии sp2-гибридизации, форма расположения орбиталей – правильный треугольник, форма молекулы – угловая. На атоме серы имеется неподеленная электронная пара. Длина связи S – O равна 0,143 нм, валентный угол составляет 119,5°.
Строение соответствует следующим резонансным структурам:
В отличие от озона, кратность связи S – O равна 2, то есть основной вклад вносит первая резонансная структура. Молекула отличается высокой термической устойчивостью.
Соединения серы +4 – проявляют окислительно-восстановительную двойственность, но с преобладанием восстановительных свойств.
1. Взаимодействие SO2 c кислородом
2S+4О2 + О 2 S+6О
2. При пропускании SO2 через сероводородную кислоту образуется сера.
S+4О2 + 2Н2S-2 → 3So + 2 Н2О
4 S+4 + 4 → So 1 – окислитель (восстановление)
S-2 – 2 → Sо 2 – восстановитель (окисление)
3. Сернистая кислота медленно окисляется кислородом воздуха в серную кислоту.
2H2S+4O3 + 2О → 2H2S+6O
4 S+4 – 2 → S+6 2 – восстановитель (окисление)
О + 4 → 2О-2 1 – окислитель (восстановление)
Получение:
1) оксида серы (IV) в промышленности:
горение серы:
обжиг пирита:
4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3
в лаборатории:
Na2SO3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O
Сернистый газ
, предупреждая брожение, облегчает осаждение загрязняющих веществ, обрывков тканей винограда с болезнетворной микрофлорой и позволяет проводить алкогольное брожение на чистых культурах дрожжей с целью увеличения выхода этилового спирта и улучшении состава других продуктов алкогольного брожения.
Роль сернистого газа таким образом не ограничивается антисептирующими действиями, оздоровляющими среду, но и распространяется на улучшение технологических условий брожения и хранения вина.
Эти условия при правильном использовании сернистого газа (ограничение дозировки и времени соприкосновения с воздухом) ведут к повышению качества вин и соков, их аромата, вкуса, а также прозрачности и цвета – свойств, связанных с устойчивостью вина и сока к помутнениям.
Сернистый газ – самый распространенный загрязнитель воздуха. Он выделяется всеми энергетическими установками при сжигании органического топлива. Сернистый газ может также выделяться предприятиями металлургической промышленности (источник -коксующиеся угли), а также рядом химических производств (например, производство серной кислоты). Он образуется при разложении содержащих серу аминокислот, входивших в состав белков древних растений, образовавших залежи угля, нефти, горючих сланцев.
Находит применение
в промышленности для беления различных продуктов: сукна, шелка, бумажной массы, перьев, соломы, воска, щетины, конского волоса, пищевых продуктов, для дезинфекции фруктов и консервов и т. д. В качестве побочного продукта С. г. образуется и выделяется в воздух рабочих помещений в ряде производств: серной к-ты, целлюлезы, при обжиге руд, содержащих, сернистые металлы, в травилках на металлозаводах, при производстве стекла, ультрамарина и др., весьма часто С. г. содержится в воздухе котельных и зольных помещений, где он образуется при сжигании содержащих серу углей.
При растворении в воде образуется слабая и неустойчивая сернистая кислота H2SO3
(существует только в водном растворе)
SO2 + H2O ↔ H2SO3
Сернистая кислота диссоциирует ступенчато:
H2SO3 ↔ H+ + HSO3- (первая ступень, образуется гидросульфит – анион)
HSO3- ↔ H+ + SO32- (вторая ступень, образуется анион сульфит)
H2SO3 образует два ряда солей – средние (сульфиты) и кислые (гидросульфиты).
Качественной реакцией на соли сернистой кислоты является взаимодействие соли с сильной кислотой, при этом выделяется газ SO2 с резким запахом:
Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO2 + H2O 2H+ + SO32- → SO2 + H2O
В один прекрасный день вы, решив посмотреть телевизор и включив новости, услышали как диктор вещает что-то вроде: “В такой-то области прошел кислотный дождь, после которого концентрация серной кислоты из-за диоксида серы в почве достигла критического уровня”. Слух моментально уловил незнакомое словосочетание – диоксид серы, о котором вам хочется узнать побольше. Сегодня я постараюсь удовлетворить ваш интерес.
Определение
Диоксид серы (формула SO2) обычно является бесцветным газом, имеющим резкий запах.
Название
В разных источниках его могут обозвать оксидом серы (IV), сернистым газом, двуокисью серы или сернистым ангидридом.
Получение
Промышленным путем его получают посредством сжигания серы или обжига сульфидов, из которых наиболее применяемый в этой отрасли – пирит. В лаборатории диоксид серы является продуктом взаимодействия сульфитов и гидросульфитов на сильные кислоты или же малоактивных металлов на серную кислоту.
Свойства
Это кислотный оксид, растворяющийся в воде и образующий при этом сернистую кислоту. А при реакции со щелочью диоксид серы может образовывать сульфиты. Для справки: сульфит является солью сернистой кислоты. Сернистый ангидрид также известен как вещество с очень большой химической активностью, чаще всего используемое в реакциях в качестве восстановителя. Во время их протекания наблюдается повышение степени окисления серы. Для проявления окислительных свойств диоксида серы к нему добавляют сильные восстановители.
Применение
С помощью этого вещества производят серную кислоту. В отрасли виноделия диоксид серы известен под именем пищевой добавки E220. Для уничтожения микроорганизмов этим газом окуривают склады и овощехранилища. Еще им отбеливают солому, шелк и шерсть, т.е. материалы, не предназначенные для отбеливания хлором. В любой лаборатории сернистый ангидрид служит растворителем. Также с помощью него получат разнообразные соли сернистой кислоты (сульфиты).
Диоксид серы: вред
Является очень токсичным веществом. Отравление диоксидом серы влечет за собой последствия в виде насморка, кашля, охриплости, сильного першения в горле и своеобразного привкуса. Вдыхание сернистого газа с более высокой концентрацией чревато удушьем, расстройством речи, затруднением глотания, рвотой и острым отёком легких. Если вдыхать его недолго, то симптомы ограничатся кашлем и першением в горле.
Воздействие на атмосферу
Диоксид серы попадает в атмосферу в основном как отходы производства. Наиболее опасны выбросы сернистого ангидрида, когда выплавляют металлы, производят серную кислоту, а также сжигают угольное топливо, нефть и природный газ. Загрязнения атмосферы диоксидом серы происходят чаще по вине человека, чем природных процессов. Кислород воздуха вместе со светом окисляют сернистый газ до образования серного ангидрида. Конечный продукт этого взаимодействия является аэрозолем серной кислоты в атмосфере, раствором в дождевых водах. Когда она выпадет вместе с дождем, то начнет подкислять почву и угнетающе воздействовать на физическое состояние людей. Основной источник попадания диоксида серы в воздух – это химические и металлургические предприятия, а также теплоэлектроцентрали (фото). Самая большая концентрация сернистого газа наблюдается над США, Европой, Китаем, Украиной и Россией.
Заключение
Диоксид серы может быть как полезным, так и вредным для человека. Всё зависит от обращения с этим веществом. Стоит помнить, что при работе с сернистым газом или вхождении на территорию с высокой его концентрацией всегда необходимо надевать защитные костюмы.
Сернистый
газ: определение и происхождение
Сернистый газ –
едкий газ искусственного происхождения,
не имеет цвета, но отличается ярко
выраженным запахом (так пахнет зажжённая
спичка). Химическая формула сернистого
газа – SO 2 . Другие его названия –
двуокись серы и сернистый ангидрид.
Растворяется в большом количестве воды,
образуя восокотоксичную серную кислоту.
В атмосферу сернистый
газ попадает в результате промышленной
переработки серосодержащих веществ.
Например, он выделяется во время
производства целлюлозы и серной кислоты,
стекла и ультрамарина, а также при обжиге
руд с содержанием сернистых металлов,
на нефтеперерабатывающих заводах и в
травилках на металлозаводах. Когда в
котельных сжигаются серосодержащие
угли, побочным продуктом данного процесса
также является SO 2 , активно
загрязняющий атмосферу.
Попав в воздух,
сернистый газ остаётся там сравнительно
недолго: самое большее – три недели (в
сухом и чистом воздухе), самое меньшее
– несколько часов (во влажном воздухе
с посторонними примесями вроде аммиака).
Когда SO 2 смешивается в воздухе с
каплями влаги, происходят фотохимические,
каталитические и другие реакции, в
результате чего образуется вторичный
загрязнитель – серная кислота Н 2 SО 4 .
От этого опасность данного газа возрастает
ещё больше, ведь капли кислоты могут
преодолевать очень большие расстояния.
Так, в результате
многочисленных наблюдений выяснилось,
что выбросы серы в промышленных странах
Западной Европы (Великобритании,
Германии, Нидерландах) в два, пять, а то
и десять раз больше, чем выпадения серы
на территорию тех же стран. Это означает,
что ядовитые облака направляются от их
заводов в более экологически чистые
страны – такие как Скандинавские. В
Норвегии и Швеции всё происходит
наоборот: они выбрасывают в свой воздушный
бассейн в 1,5-2,5 раза меньше серы, чем
получают из прилетающих облаков.
Сернистые соединения,
передвигающиеся в составе облаков на
высоте 750-1500 м со скоростью около 10м/с,
переходят в форму сульфатов. Таким
образом, сернистый газ может «улететь»
от места своего возникновения на 300-400
км. На этом расстоянии в облаках
наблюдается максимальная концентрация
серной кислоты, которая может преодолевать
расстояния до 1500 км, прежде чем окончательно
перейти в форму сульфатов.
Наибольшую опасность
сернистый ангидрид представляет в его
взаимодействии с взвешенными частицами
с образованиями солей серной кислоты,
которые способны оседать в лёгких и
вызывать серьёзные заболевания, вплоть
до разрушения тканей.
Сжиженный сернистый
газ также очень опасен, т.к. при утечке
он быстро переходит в газообразное
состояние и оседает у поверхности земли
(особенно в подвалах, тоннелях и оврагах)
в виде едкого холодного тумана. Над
поверхностью воды двуокись серы
превращается в удушливый ядовитый газ.
Действие сернистого газа
на организм
SO 2 относится
к разряду токсичных газов. При вдыхании
сравнительно небольших его концентраций
воспаляются верхние дыхательные пути,
появляются кашель, насморк, першение в
горле, голос становится хриплым. Симптомы
дальнейшего отравления – глотание с
болью, удушье, рвота, нарушения речи,
иногда начинается острый отёк лёгких.
При этом поражение лёгких происходит
не сразу, а через 1-2 дня после попадания
SO 2 в дыхательные пути.
Если пары сернистого
газа значительно превышают норму, у
человека происходят гораздо более
тяжёлые изменения в организме:
бронхопневмония, глубокий бронхит, отёк
гортани и лёгких. Пары серной кислоты
при попадании в организм человека
вызывают хронические бронхиты и
конъюнктивиты.
Вышеназванные
симптомы означают, что вдыхание диоксида
серы в больших концентрациях сильно
повышает риск заболеваний дыхательных
путей, сопровождающихся кашлем,
воспалением носоглотки, бронхитами,
хрипотой и болью в горле. Особенно опасно
наличие диоксида серы в воздухе для
людей с заболеваниями органов дыхания.
У астматиков он вызывает фатальные
аллергические реакции. Помимо этого,
пары диоксида серы способны разрушать
витамин B1.
Сернистый газ – яд большого
города
Сернистый газ – не
природный продукт, он появляется в
результате активной промышленной
деятельности человека. 95% его мировых
выбросов происходит над территорией
Северного полушария, и особенно – над
Восточной и Западной Европой. Что
неудивительно: именно в этих странах
принято активно использовать бурый
уголь в производстве энергии.
Большим количеством
ядовитых выбросов знаменита столица
Великобритании Лондон. Там даже был
придуман специальный термин для
обозначения ядовитого тумана большого
города: «смог» (от англ. “smoke” – «дым»
+ “fog” – «туман»).
Во время сгорания
автомобильного и прочего топлива в
воздухе оказывается большая концентрация
оксидов азота, углеводородов, угарного
газа и, конечно, диоксида серы. Все вместе
они создают густой туман с голубоватой
дымкой, чрезвычайно опасный для здоровья
человека. Для Лондона критическим годом
по количеству смертей от ядовитого
смога стал 1952 г.: тогда лишь в течение
четырёх дней погибло более 4-х тысяч
человек. В те дни в воздухе летало
несколько сот тонн дыма, смешанного с
сернистым ангидридом. А в Нью-Йорке
одиннадцатью годами позже подобный дым
убил в одночасье 400 человек. Учёные
пришли к выводу, что увеличение количества
SO 2 в воздухе вело к увеличению
количества жертв смога.
Ещё одним городом
Западной Европы, страдающим от воздействия
сернистого газа, являются греческие
Афины. Каждый год в их воздухе образуется
150 тыс. тонн SO 2 .
Однако не только в
Европе, но и в Азии человек страдает от
губительных серных паров. Практически
полное отсутствие очистн?