Oxid siřičitý

Oxid siřičitý
Strukturní vzorec

Strukturní vzorec

3D model molekuly SO2

3D model molekuly SO2

Obecné
Systematický názevOxid siřičitý
Anglický názevSulfur dioxide
Německý názevSchwefeldioxid
Sumární vzorecSO2
Vzhledbezbarvá kapalina nebo bezbarvý plyn
Identifikace
Registrační číslo CAS
EC-no (EINECS/ELINCS/NLP)231-195-2
Indexové číslo016-011-00-9
PubChem
SMILESO=S=O
InChI1S/O2S/c1-3-2
Číslo RTECSWS4550000
Vlastnosti
Molární hmotnost64,065 g/mol
Teplota tání−72,46 °C
Teplota varu−10,02 °C
Hustota0,002 97 g/cm³ (plyn, 0 °C)
1,434 g/cm3 (kapalina, 0 °C)
Dynamický viskozitní koeficient0,550 8 cP (kapalina, -33,5 °C)
0,428 5 cP (kapalina, -10,5 °C)
0,393 6 cP (kapalina, 0,1 °C)
0,011 7 cP (plyn, 0 °C)
0,012 42 cP (plyn, 18 °C)
0,016 1 cP (plyn, 100 °C)
0,020 4 cP (200 °C)
0,024 5 cP (293 °C)
0,031 15 cP (490 °C)
Index lomunD= 1,410 (20 °C, kapalina)
nD= 1,000 686 (0 °C, plyn)
Kritická teplota Tk157,2 °C
Kritický tlak pk7 880 kPa
Kritická hustota0,524 g/cm3
Disociační konstanta pKa1,81
Rozpustnost ve vodě22,8 g/100 ml (0 °C)
11,5 g/100 ml (20 °C)
2,1 g/100 ml (90 °C)
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech
methanol
ethanol
aceton
Relativní permitivita εr17,6 (kapalina, -20 °C)
15,8 (kapalina, 0 °C)
14,1 (kapalina, 20 °C)
2,1 (kapalina, -154 °C)
1,000 75 (plyn, 100 °C)
Van der Waalsovy konstanty stavové rovnicea=0,671 4 Pam6mol−2
106•b= 56,36 m3 mol−1
Ionizační energie12,34 eV
Struktura
Tvar molekulylomená (120°)
Dipólový moment5,57×10−30 Cm
Termodynamické vlastnosti
Standardní slučovací entalpie ΔHf°−296,83 kJ/mol
−320,5 kJ/mol (kapalina)
Entalpie tání ΔHt135 J/g
Entalpie varu ΔHv389 J/g
Entalpie rozpouštění ΔHrozp−556,5 J/g (20 °C)
Standardní molární entropie S°248,1 JK−1mol−1
Standardní slučovací Gibbsova energie ΔGf°−300,19 kJ/mol
Izobarické měrné teplo cp0,607 JK−1g−1 (0 °C)
0,622 JK−1g−1 (25 °C)
0,665 JK−1g−1 (100 °C)
Bezpečnost
GHS05 – korozivní a žíravé látky
GHS05
GHS06 – toxické látky
GHS06
[1]
Nebezpečí[1]
H-větyH331 H314
R-větyR23, R34
S-větyS1/2, S9, S26, S36/37/39, S45
NFPA 704
NFPA 704.svg
0
3
0
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.

Oxid siřičitý (chemický vzorec SO2) je jedním ze dvou hlavních oxidů síry. Je to bezbarvý, štiplavě páchnoucí, jedovatý plyn. Má 2,26× větší hustotu než vzduch.

Příprava

Oxid siřičitý se průmyslově připravuje především spalováním síry

nebo pražením pyritu

Je též produktem hoření sulfanu (sirovodíku)

Na mokré cestě se dá připravit redukcí kyseliny sírové některými kovy, např. mědí

nebo rozkladem siřičitanů koncentrovanou kyselinou sírovou, například

Vlastnosti

Ve vodě se oxid siřičitý snadno rozpouští za vzniku tepla a kyseliny siřičité

patří tedy ke kyselinotvorným oxidům.

S kyslíkem reaguje za chladu pomalu, za zvýšených teplot rychleji za vzniku oxidu sírového

Katalyzátorem této reakce je oxid vanadičný nebo kovová platina.

Podobně reaguje s plynným chlorem za vzniku sulfurylchloridu

Za žáru ho lze vodíkem zredukovat na síru:

za nižších teplot může při této reakci vznikat i sulfan

Také vedením plynného oxidu siřičitého přes rozžhavený koks vzniká volná síra

Výskyt v přírodě

Oxid siřičitý se vyskytuje v sopečných plynech a rozpuštěný jako kyselina siřičitá v podzemních (minerálních) vodách ve vulkanicky aktivních oblastech. Jedná se o hojný sopečný plyn, který je vyvrhován při sopečné erupci, při silných erupcích se může dostat v pyroklastickém mračnu až do stratosféry, kde se společně se sulfanem a vodní párou podílí na vzniku drobných kapiček kyseliny sírové, tzv. aerosolu. Tento aerosol je schopen přetrvat ve stratosféře 2 až 3 roky a působí jako velice efektivní zábrana před dopadajícím slunečním zářením, čímž pomáhá v některých oblastech oteplovat a v dalších ochlazovat zemský povrch (v závislosti na velikosti částic aerosolu).[2]

V menším množství byl spektroskopicky zjištěn v atmosféře planety Venuše. Je též obsažen v plynech vyvrhovaných sopkami na Jupiterově měsíci Io.

Využití

Oxid siřičitý je základní surovinou pro výrobu kyseliny sírové. K této výrobě se připravuje buď spalováním síry nebo pražením pyritu a poté se katalyticky oxiduje na oxid sírový, jehož rozpouštěním ve vodě vzniká kyselina sírová. Jako katalyzátor se nejčastěji používá oxid vanadičný.

Protože má dezinfekční a bělící účinky, používá se k desinfekci (tzv. síření) sudů a sklepních prostor pro skladování ovoce a zeleniny, k ošetřování osiv proti plísním a na bělení přírodních materiálů. V menší míře se užívá i jako konzervační činidlo.

Fyziologické působení

Oxid siřičitý působí dráždivě zejména na horní cesty dýchací, dostavuje se kašel, v těžších případech může vzniknout až edém plic.

Menší koncentrace vyvolávají záněty průdušek a astma. Chronická expozice oxidu siřičitému negativně ovlivňuje krvetvorbu, způsobuje rozedmu plic, poškozuje srdeční sval, negativně působí na menstruační cyklus. Používá se jako konzervant, antioxidant a prostředek proti hnědnutí do vína, kukuřičného sirupu, želé, sušeného ovoce, džusů, nealkoholických ovocných nápojů, pečiva, octa, výrobků z brambor, koření a polévek. Přidává se také při výrobě džemů a marmelád. Dále se používá jako bělící přísada do želatiny a k bělení chmele, lecitinu, hub, ořechů, lepidla a řepného cukru.

Ekologické působení

Koncentrace oxidu siřičitého v ovzduší během erupce sopky Sierra Negra

Značně toxický je oxid siřičitý pro rostliny, neboť reaguje s chlorofylem a narušuje tak fotosyntézu. V ovzduší pozvolna oxiduje vzdušným kyslíkem za přítomnosti vody na kyselinu sírovou, která je spolu s kyselinou siřičitou příčinou kyselých dešťů.

Z hygienického hlediska jsou nejvyšší přípustné koncentrace oxidu siřičitého ve vzduchu v průběhu 24 hodin 0,15 µg/m3 a krátkodobě 0,5 µg/m3.[zdroj?]

Oxid siřičitý vzniká jako vedlejší produkt při spalování méně kvalitního hnědého uhlí, které obsahuje jak volnou síru, tak některé sulfidy, zejména pyrit. Pro ochranu přírodního prostředí je proto nezbytné odsiřování kouře u elektráren, používajících toto palivo, jak vyžaduje zákon o ochraně ovzduší.[3] Nejčastěji se používá reakce oxidu siřičitého se suspenzí vápence ve vodě

Oxid siřičitý reaguje s uhličitanem vápenatým a kyslíkem za vzniku oxidu uhličitého a síranu vápenatého.

při níž vzniká méně škodlivý oxid uhličitý a jako vedlejší produkt síran vápenatý (tzv. energosádrovec).

Podobně při spalování méně kvalitních benzinů nebo nafty, obsahujících sirné sloučeniny (zejména thiofen), v automobilových motorech se do vzduchu dostává oxid siřičitý; navíc přitom dochází k poškozování katalyzátorů ve výfukových potrubích.

Literatura

  • VOHLÍDAL, Jiří; ŠTULÍK, Karel; JULÁK, Alois. Chemické a analytické tabulky. 1. vyd. Praha: Grada Publishing, 1999. ISBN 80-7169-855-5. 

Reference

  1. a b Sulfur dioxide. pubchem.ncbi.nlm.nih.gov [online]. PubChem [cit. 2021-05-23]. Dostupné online. (anglicky) 
  2. PARFITT, Elisabeth A.; WILSON, Lionel. Fundamentals of Physical Volcanology. [s.l.]: Blackwell Publishing company, 2009. Dostupné online. ISBN 978-0-63205443-5. Kapitola Volcanoes and climate: Satellite monitoring of climate change after volcanic eruptions, s. 182-183. (anglicky) 
  3. (zákon č. 309/1991 Sb.[1], novelizovaný zákonem č. 218/1992 Sb.[2])

Externí odkazy

Média použitá na této stránce

GHS-pictogram-acid.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for corrosive substances
NFPA 704.svg
The "fire diamond" as defined by NFPA 704. It is a blank template, so as to facilitate populating it using CSS.
Sulfur-dioxide-2D.svg
The structure and bonding of the sulfur dioxide. Sulfur-dioxide-2D.svg.
SO2 Galapagos 20051101.jpg
Average concentration of sulfur dioxide over the Sierra Negra Volcano (Galapagos Islands) from October 23-November 1 measured by the Ozone Monitoring Instrument (OMI) on NASA’s Aura satellite. The sulfur dioxide is measured in w:Dobson units (DU), the number of molecules in a square centimeter of the atmosphere.
Sulfur-dioxide-3D-vdW.png
Space-filling model of the sulfur dioxide molecule, SO2
GHS-pictogram-skull.svg
Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals (GHS) pictogram for toxic substances