Сернистый газ

(1) Оксид серы.

(2) Оксид серы (IV) (диоксид  серы, сернистый газ, сернистый  ангидрид) — SO2. 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. SO2 — один из основных компонентов вулканических газов.

(3) Получение

Промышленный способ получения  — сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном — пирита:

В лабораторных условиях и  в природе SO2 получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты. Образующаяся сернистая кислота H2SO3 сразу разлагается на SO2 и H2O:

Также диоксид серы можно  получить действием концентрированной  серной кислоты на малоактивные металлы  при нагревании:

(4) Химические свойства

Относится к кислотным  оксидам. Растворяется в воде с образованием сернистой кислоты (при обычных  условиях реакция обратима):

Со щелочами образует сульфиты:

Химическая активность SO2 весьма велика. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO2, степень  окисления серы в таких реакциях повышается:

Последняя реакция является качественной реакцией на сульфит-ион SO₃²⁻ и на SO₂ (обесцвечивание фиолетового раствора).

(5) В присутствии сильных восстановителей SO2 способен проявлять окислительные свойства. Например, для извлечения серы из отходящих газов металлургической промышленности используют восстановление SO2 оксидом углерода(II):

Или для получения фосфорноватистой кислоты:

(6) Применение

Большая часть оксида серы (IV) используется для производства серной кислоты. Используется также в слабоалкогольных напитках (вина средней ценовой категории) в качестве консерванта (пищевая  добавка E220). Так как этот газ убивает  микроорганизмы, им окуривают овощехранилища и склады. Оксид серы (IV) используется для отбеливания соломы, шелка  и шерсти, то есть материалов, которые нельзя отбеливать хлором. Применяется он также и в качестве растворителя в лабораториях. При таковом его применении следует помнить о возможном содержании в SO2 примесей в виде SO3, H2O, и как следствие присутствия воды H2SO4 и H2SO3. Их удаляют пропусканием через растворитель концентрированной H2SO4; это лучше делать под вакуумом или в другой закрытой аппаратуре[1]. Оксид серы (IV) применяется также для получения различных солей сернистой кислоты.

(8) Физиологическое действие

SO2 очень токсичен. Симптомы  при отравлении сернистым газом  — насморк, кашель, охриплость, сильное  першение в горле и своеобразный  привкус. При вдыхании сернистого  газа более высокой концентрации  — удушье, расстройство речи, затруднение  глотания, рвота, возможен острый  отёк лёгких.

При кратковременном вдыхании оказывает сильное раздражающее действие, вызывает кашель и першение в горле.

ПДК (предельно допустимая концентрация):

 В атмосферном воздухе максимально-разовая — 0,5 мг/м³,

Среднесуточная — 0,05 мг/м³;

В помещении (рабочая зона) — 10 мг/м³

Интересно, что чувствительность по отношению к SO2 весьма различна у  отдельных людей, животных и растений. Так, среди растений наиболее устойчивы  по отношению к сернистому газу берёза и дуб, наименее — роза, сосна  и ель.

(9) Воздействие на атмосферу

Из-за образования в больших  количествах в качестве отходов  диоксид серы является одним из основных газов, загрязняющих атмосферу.

Наибольшую опасность  представляет собой загрязнение  соединениями серы, которые выбрасываются  в атмосферу при сжигании угольного  топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке металлов и производстве серной кислоты.

Антропогенное загрязнение  серой в два раза превосходит  природное. Серный ангидрид образуется при постепенном окислении сернистого ангидрида кислородом воздуха с  участием света. Конечным продуктом  реакции является аэрозоль серной кислоты  в воздухе, раствор в дождевой воде (в облаках). Выпадая с осадками, она подкисляет почву, обостряет  заболевания дыхательных путей, скрыто угнетающе воздействует на здоровье человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий чаще отмечается при  низкой облачности и высокой влажности  воздуха. Растения около таких предприятий  обычно бывают густо усеяны мелкими  некротическими пятнами, образовавшимися  в местах оседания капель серной кислоты, что доказывает присутствие ее в  окружающей среде в существенных количествах. Пирометаллургические предприятия  цветной и чёрной металлургии, а  также ТЭЦ ежегодно выбрасывают  в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

Наибольших концентраций сернистый газ достигает в  северном полушарии, особенно над территорией  США, Европы, Китая, европейской части  России и Украины. В южном полушарии  содержание его значительно ниже.