Диоксид серы
-
Описание диоксида серы
- Бесцветный газ с резким запахом
- Выделяется при вулканической активности и сжигании серосодержащего топлива
- Токсичен при вдыхании в больших количествах
-
Структура и свойства
- Изогнутая молекула с точечной группой симметрии C2v
- Серно-кислородная связь имеет порядок связи 1,5
- Атом серы имеет степень окисления +4 и формальный заряд +1
-
Распространение в природе
- Присутствует в атмосфере Земли в малых концентрациях
- На Венере и Марсе является ключевым компонентом глобального круговорота серы
- На Ио, спутнике Юпитера, составляет 90% атмосферы
- Обнаружен на экзопланете WASP-39b
-
Производство и использование
- Основной источник — сжигание серы и сульфидных руд
- Используется для производства серной кислоты
- Применяется в виноделии для сохранения свежести и аромата вина
-
Реакции и свойства
- Мягкий восстановитель, окисляется галогенами
- Используется в процессе Клауса для восстановления сероводорода
- Растворяется в воде, образуя сернистую кислоту
-
Лабораторные реакции
- Определяется по изменению цвета лакмуса и дихромата
- Вступает в хелетропные реакции с 1,3-диенами
- Связывается с ионами металлов, образуя комплексы
-
Пищевое использование
- Консервант для сухофруктов и вина
- Сохраняет внешний вид фруктов и предотвращает гниение
- Присутствует в вине в свободной и связанной формах
-
Использование SO2 в виноделии
- SO2 используется для очистки и дезинфекции оборудования на винодельнях.
- Смесь SO2, воды и лимонной кислоты применяется для очистки.
- Озон также используется для дезинфекции, но не влияет на вино.
-
Восстановительные свойства SO2
- SO2 обесцвечивает вещества в присутствии воды.
- Используется для отбеливания бумаги и деликатных материалов.
- В городских сточных водах SO2 очищает хлорированные стоки.
-
Фумигантные свойства SO2
- В начале 20 века использовался для уничтожения крыс в Буэнос-Айресе.
- Метод был распространен на другие районы Южной Америки.
-
Биохимические и биомедицинские функции SO2
- Образуется в организме как промежуточный продукт.
- Блокирует нервные сигналы и подавляет рефлекс Геринга-Брейера.
- Регулирует работу сердца и кровеносных сосудов.
- Снижает скорость пролиферации эндотелиальных клеток.
- Обладает противовоспалительным, антиоксидантным и цитопротекторным действием.
-
Использование в лаборатории
- Универсальный инертный растворитель.
- Используется для растворения сильно окисляющихся солей.
- Применяется в органическом синтезе.
-
Использование в качестве хладагента
- Легко конденсируется и обладает высокой теплотой испарения.
- Использовался в домашних холодильниках до появления хлорфторуглеродов.
-
Индикатор вулканической активности
- Содержание SO2 в геотермальных газах используется для измерения вулканической активности.
-
Безопасность и воздействие на здоровье
- Заглатывание безопасно, но может вызывать проблемы у астматиков.
- Ингаляция требует высоких концентраций, но является основным загрязнителем воздуха.
- В США установлены стандарты воздействия на здоровье.
-
Экологическая роль SO2
- Вулканические выбросы влияют на концентрацию сульфатного аэрозоля.
- Антропогенные выбросы серы превышают естественные.
- Выбросы SO2 вызывают кислотные дожди.
-
Влияние кислотных дождей на экосистемы
- Кислотные дожди ухудшают функционирование почвы, убивая микробиоту и мобилизуя тяжелые металлы.
- Растения, неспособные переносить пониженный уровень рН, погибают, особенно в горных лесах.
- Вдыхание смога с сульфатами способствует развитию заболеваний сердца и легких.
-
Меры контроля
- В США выбросы сократились на 33% благодаря программе по борьбе с кислотными дождями.
- Десульфуризация дымовых газов позволяет связывать SO2 на электростанциях.
- Разработаны десятки методов для удаления серы из угля и топлива.
-
Воздействие на изменение климата
- Изменения концентрации аэрозолей влияют на глобальный климат.
- Будущие сценарии изменения климата предусматривают снижение содержания твердых частиц.
- Сокращение выбросов сульфатов и метана эффективно нейтрализует друг друга.
-
Солнечная геоинженерия
- Солнечная геоинженерия может быть использована для снижения выбросов диоксида серы.
- Свойства диоксида серы и его влияние на окружающую среду.