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二氧化硫是什么

分类:生活小常识 2021-08-09
二氧化硫是什么

二氧化硫三种共振结构中,中心共振结构对混合物的贡献最大
二氧化硫是弯曲分子,对称点群为C2v。硫原子的氧化态为4,形式电荷为0,被5个电子对包围,可以描述为一个超价分子。从分子轨道理论来看,可以认为这些价电子大部分参与了S-O键的形成。
SO2中的硫氧键长度(143.1 pm)比SO2中的短(148.1 pm),而O3中的氧氧键长度(127.8 pm)比O2中的长(120.7 pm)。SO2 (548千焦摩尔1)的平均键能大于SO2(524千焦摩尔1),O3 (297千焦摩尔1)的平均键能小于O2 (490千焦摩尔1)。这些证据导致化学家得出结论,二氧化硫中S-O键的键级至少为2,与臭氧中的O-O键不同,臭氧中O-O键的键级为1.5。
分子结构和极性:V型分子,极性分子。
二氧化硫是一种无色刺激性气体。溶于丙酮、乙醇、甲酸等有机溶剂,溶于水(0溶解度为22.8克/100毫升,90溶解度为0.58克/100毫升)。水溶液是酸性的。当硫酸浓度为85%时,在硫酸溶液中的溶解度最小。它是一种良好的液态溶剂。热分解发生在2000以上,也可以通过电场放电、紫外线辐射或X射线辐射进行分解。
SO2是酸性氧化物,具有酸性氧化物的共性。它能与水反应得到二氧化硫水溶液,即“亚硫酸”(中强酸),但溶液中从未观察到真正的亚硫酸分子。
S02 H2OH2SO3
与碱反应生成亚硫酸盐和亚硫酸氢盐。以与氢氧化钠反应为例,产物是Na2SO3还是亚硫酸氢钠取决于两者之间的剂量关系。
SO2-2氢氧化钠-硫酸钠-3 H2O或
SO2氢氧化钠――Na2SO3
它与碱性氧化物反应形成盐。
SO2中硫的化合价为四价,处于中间价格状态,可增可减。所以SO2既有氧化性又有还原性,但还原性是主要的。
SO2还原性强,可被各种氧化剂(如O2、Cl2、Br2、HNO3、KMnO4等)氧化。).
SO2 CL2――SO2CL2
2SO2 O22SO3(该反应在加热和催化剂下是可逆的:V2O5/Pt/Cr2O3)
SO2还具有一定的氧化性,例如:
SO2 2H2S――3S 2H2O
工业上通过这种反应可以生产高纯度的硫。
二氧化硫
制备二氧化硫的方法包括:燃烧硫磺;硫铁矿或有色金属硫化矿焙烧;焚烧含有硫化氢的气体;煅烧石膏或磷石膏;加热分解废硫酸或硫酸亚铁;并从燃烧含硫燃料的烟气中回收(见硫酸原料气)。
生产液体二氧化硫时,通常先制备纯二氧化硫气体,然后压缩或冷冻液化。重要的工业生产方法有:
(1)哈内奇-希洛方法。该方法始于1884年,以水为吸收剂,吸收二氧化硫后的溶液用蒸汽解吸,解吸后的气体经冷凝、干燥和液化。现在加压吸水法已经发展起来了。
氨-硫酸法。该方法常用于接触式硫酸装置尾气中二氧化硫的一次性转化回收。以氨水为原始吸收剂,用硫酸分解吸收液制备纯二氧化硫气体。
溶液吸收法。用无机或有机溶液吸收低浓度二氧化硫气体,然后将吸收液加热再生,制得纯二氧化硫。主要吸收剂有碳酸钠、柠檬酸钠、碱式硫酸铝和有机胺。
直接冷凝法。部分二氧化硫通过冷冻法从含有二氧化硫的气体中冷凝分离出来,直接生产液体二氧化硫,未冷凝的二氧化硫返回硫酸生产系统。
三氧化硫-硫磺法。液态硫和三氧化硫在反应器中反应制备纯二氧化硫气体。
二氧化硫通常在实验室中由亚硫酸钠和浓硫酸反应制得
Na2SO3 H2SO4=Na2SO4 SO2(g) H2O
或将铜与浓硫酸加热反应
cu2h2so 4==硫酸铜SO2(g) 2H2O
尾气处理:引入氢氧化钠溶液
2NaOH SO2=Na2SO3 H2O
硫磺燃烧的情况下会产生二氧化硫
S(s) O2(g) SO2(g)
硫化氢可以燃烧产生su
加热黄铁矿、闪锌矿和硫化汞可以产生二氧化硫
4 FeS 2(s)11O 2(g)2 Fe2O 3(s)8 SO2(g)
2ZnS(s) 3O2(g) 2ZnO(s) 2SO2(g)
汞(s) O2(g) 汞(g) SO2(g)
除了二氧化硫在硫酸生产中的主要用途外,其他重要用途有:造纸工业中亚硫酸盐浆的生产;制造各种亚硫酸盐、亚硫酸氢盐和硫代硫酸盐;生产尼龙(尼龙6)单体、合成洗涤剂、橡胶促进剂等有机化合物;它也用于制药工业。二氧化硫也可用作织物和皮革的漂白剂;农业上用作熏蒸消毒剂;在食品工业中用作防腐剂和消毒剂。液体二氧化硫是一些有机物质的良好溶剂,用于提炼矿物油。
二氧化硫对食物有漂白和防腐作用。使用二氧化硫可以使产品外观光亮洁白。是食品加工中常用的漂白剂和防腐剂,但必须严格按照国家相关范围和标准使用,否则会影响人体健康。
由于其抗菌性能,二氧化硫有时被用作杏干和其他干果的防腐剂,以保持水果的外观并防止它们腐烂。二氧化硫的存在可以使水果产生一种特殊的化学味道。
二氧化硫是酿酒中非常有用的化合物,其E码为E220。它甚至存在于所谓的“无硫”葡萄酒中,浓度可达每升10毫克。它是一种抗生素和抗氧化剂,防止酒遭到细菌的损坏和氧化。它也帮助把挥发性酸度保持在想要的程度。酒的标签上之所以有“含有亚硫酸盐”等字句,就是因为二氧化硫。根据美国和欧盟的法律,如果酒的SO2浓度低于10ppm,则不需要标示“含有亚硫酸盐”。酒中允许的SO2浓度的上限在美国为350ppm,而在欧盟,红酒为160ppm,白酒为210ppm。如果SO2的浓度很低,那么便很难探测到,但当浓度大于50ppm时,用鼻子就能闻出SO2的气味,用舌头也能品尝出来。
  SO2还是酿酒厂卫生的很重要的要素。酿酒厂和设备必须保持十分清洁,且因为漂白剂不能用于酿酒厂中,SO2、水和柠檬酸的混合物通常用来清洁水管、水槽和其它设备,以保持清洁和没有细菌 。
  还原性原理
  二氧化硫还是一个很好的还原剂。在水的存在下,二氧化硫可以使物质褪色。特别地,它是纸张和衣物的有用的漂白剂。这个漂白作用通常不能持续很久。空气中的氧气把被还原的染料重新氧化,使颜色恢复。
  可以下列化学方程式表示:  H2SO3 + 染料 → H2SO4 + (染料 – O )
  因为空气提供氧气给予染料,染料被马上氧化,显示原来的颜色,这就是漂白作用通常不能持续很久的原因。可以下列化学方程式表示: 2 (染料 – O ) + O2 → 2染料
  中学实验室中用碱性品红溶液检测二氧化硫的存在。二氧化硫可以使品红试液褪色,从而说明二氧化硫使有机物漂白的性质;而褪色后的溶液经过加热,又恢复为红色,从而说明了二氧化硫漂白的原理是与有机物生成了“加合物”,而此类加合物不稳定,加热时便分解,又放出二氧化硫。一个相关的化学鉴定方法称为Schiff法,是用亚硫酸氢钠与品红或副品红发生加成,再用二氧化硫脱色。如果得到的溶液(Schiff试剂)与待检试液作用生成粉红色或紫色,则可以证明待检试液中醛类的存在 。
  二氧化硫还用来制备硫酸,首先转化成三氧化硫,然后再转化成发烟硫酸,最后转化成硫酸。这个过程中的二氧化硫是含硫矿物与氧气反应产生的。把二氧化硫转化成硫酸的过程,称为接触法。
  由于二氧化硫容易液化,且汽化热很大,因此适合作为制冷剂。在氟利昂的发展之前,二氧化硫就曾经用作家用冰箱的制冷剂。
  液态二氧化硫是万用的惰性溶剂,广泛用于溶解强氧化性盐。它会发生自偶电离生成SO2+ 和SO32- 。
  2SO2――>SO2+ +SO32-
  它有时也用作有机合成中磺酰基的来源,把芳基重氮盐用二氧化硫处理,便可获得对应的芳基磺酰氯。
  在城市的污水处理中,二氧化硫用来处理排放前的氯化污水。二氧化硫与氯气反应,氯气被还原,生成Cl- 。
  危险性类别:三星级
  健康危害: 易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。急性中毒:轻度中毒时,发生流泪、畏光、咳嗽,咽、喉灼痛等;严重中毒可在数小时内发生肺水肿;极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响:长期低浓度接触,可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。少数工人有牙齿酸蚀症 。
  环境危害: 对大气可造成严重污染 。
  燃爆危险: 本品不燃,有毒,具强刺激性。
  皮肤接触: 立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。就医。
  眼睛接触: 提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
  吸入: 迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。
  危险特性: 不燃。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。
  有害燃烧产物: 氧化硫。
  灭火方法: 本品不燃。消防人员必须佩戴过滤式防毒面具(全面罩)或隔离式呼吸器、穿全身防火防毒服,在上风向灭火。切断气源。喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处。
  灭火剂:雾状水、泡沫、二氧化碳。
  应急处理: 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并立即进行隔离,小泄漏时隔离150m,大泄漏时隔离450m,严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿防毒服。从上风处进入现场。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方,防止气体进入。合理通风,加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能,用一捉捕器使气体通过次氯酸钠溶液。漏气容器要妥善处理,修复、检验后再用。
  操作注意事项: 严加密闭,提供充分的局部排风和全面通风。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具(全面罩),穿聚乙烯防毒服,戴橡胶手套。远离易燃、可燃物。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、还原剂接触。搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损。配备泄漏应急处理设备。
  储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与易(可)燃物、氧化剂、还原剂、食用化学品分开存放,切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。
  2012年5月21日,香港特区政府食物安全中心公布肉类添加二氧化硫调查的第一期检测结果。调查显示,172个鲜肉样本中,共有13个样本检出含有不可在新鲜、冰鲜及冷藏肉类中使用的防腐剂二氧化硫。个别贩商为使肉类的色泽更鲜明,在肉类中添加二氧化硫。
  2012年6月,湖南省工商局召开新闻发布会,公布了二季度流通环节食品抽检情况。其中花椒、辣椒制品和火锅底料的抽检结果合格率不到7成,问题主要是违法添加罗丹明B和二氧化硫残留量超标。罗丹明B是一种致癌性的人工合成染料,二氧化硫则用于漂白和防腐。
  2012年6月20日,北京市食品办公布了不合格下架食品名单,美廉美超市销售的一款黄花菜被检出二氧化硫超标。此次共检出9个不合格样本,其中8个为二氧化硫超标,其残留量是标准值的两倍多。北京景海德实便利店销售的标称北京锦绣大地物流港管理有限责任公司调料C区207-208号生产的散装枸杞,二氧化硫实测值为标准值的46倍。如食品中的二氧化硫严重超标,人食用后会出现恶心、呕吐等现象,还会影响钙吸收。
  2012年9月,北京市工商局进行食品抽检,“亿家品”泡山椒笋尖二氧化硫超标4倍。
  优质解答
  属于有毒气
  性质如下:
  1.基本信息
  [中文名] :二氧化硫;亚硫酸酐
  [英文名] :Sulfur dioxide
  [CAS号] :7446-09-5
  [分子式] :SO2
  [分子量] :64.06
  [RTECS号] :WS4550000
  [UN编号] :1079
  [危险货物编号] :23013
  [IMDG规则页码] :2179
  [外观与性状] :无色气体,具有窒息性特臭.
  [危险性类别] :第2.3类 有毒气体
  [危险货物包装标志]:6
  [包装类别] :
  [溶解性] :溶于水、乙醇.
  [主要用途] :用于制造硫酸和保险粉等.
  2.理化特性
  [临界温度(℃)] :157.8
  [临界压力(MPa)] :7.87
  [饱和蒸汽压(kPa)] :338.42/21.1℃
  [燃烧热(kj/mol)] :
  [熔点(℃)] :-75.5
  [沸点(℃)] :-10
  [闪点(℃)] :无意义
  [相对密度(水=1)] :1.43
  [相对密度(空气=1)]:2.26
  [自燃温度(℃)] :无意义
  [爆炸下限(V%)] :无意义
  [爆炸上限(V%)] :无意义
  3.危险特性
  [危险特性] :若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险.
  [燃烧性] :助燃
  [毒性] :属中等毒类
  LD50:
  LC50:2520ppm 1小时(大鼠吸入)
  [稳定性] :稳定
  [聚合危害] :不能出现
  [建筑火险分级] :乙
  [燃烧(分解)产物] :氧化硫.
  [禁忌物] :强还原剂、强氧化剂、易燃或可燃物.
  [灭火方法] :不燃.切断气源.喷水冷却容器,可能的话将容器从火场移至空旷处.雾状水、泡沫、二氧化碳.
  4.人体危害与防护
  [健康危害] :易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸.对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用.大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息.急性中毒:轻度中毒时,发生流泪、畏光、咳嗽,咽、喉灼痛等呼吸道及眼结膜刺激症状;严重中毒可在数小时内发生肺水肿;极高浓度时可引起反射性声门痉挛而致窒息.慢性中毒:长期接触二氧化硫,可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退、肺气肿等;少数工人有牙齿酸蚀症.
  [侵入途径] :吸入
  [皮肤接触] :脱去污染的衣着,立即用流动清水彻底冲洗.
  [眼睛接触] :立即提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟.就医.
  [吸入] :迅速脱离现场至空气新鲜处.保持呼吸道通畅.呼吸困难时给输氧.呼吸停止时,立即进行人工呼吸.就医.
  [食入] :
  [呼吸系统防护] :空气中浓度超标时,必须佩带防毒面具.紧急事态抢救或逃生时,建议佩带正压自给式呼吸器.
  [眼睛防护] :戴化学安全防护眼镜.
  [身体防护] :穿相应的防护服.
  [手防护] :戴防化学品手套.
  [避免接触的条件] :
  [其他防护] :工作现场禁止吸烟、进食和饮水.工作后,淋浴更衣.保持良好的卫生习惯.
  [安全卫生标准] :中国MAC:15mg/m3
  苏联MAC:10mg/m3
  美国TWA;OSHA 5ppm,13mg/m3;ACGIH 2ppm,5.2mg/m3
  美国STEL:ACGIH 5ppm,13mg/m3
  5.储运与泄漏处理
  [储运注意事项] :不燃腐蚀性压缩气体.储存于阴凉、通风仓间内.仓温不宜超过30℃.远离火种、热源.防止阳光直射.应与易燃、可燃物分开存放.验收时要注意品名,注意验瓶日期,先进仓的先发用.搬运时轻装轻卸,防止钢瓶及附件破损.运输按规定路线行驶,勿在居民区和人口稠密区停留.
  [泄漏处置] :迅速撤离泄漏污染区人员至上风处,并隔离直至气体散尽,建议应急处理人员戴正压自给式呼吸器,穿厂商特别推荐的化学防护服(完全隔离).喷水雾减慢挥发(或扩散),但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水.切断气源,喷雾状水稀释、溶解,然后抽排(室内)或强力通风(室外).如有可能,用一捉捕器使气体通过次氯酸钠溶液.漏气容器不能再用,且要经过技术处理以清除可能剩下的气体.
  [工程控制] :严加密闭,提供充分的局部排风和全面排风.
  作业帮用户
  2017-09-25
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