что такое сернистый газ

Диоксид серы: опасное вещество или полезная добавка?

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

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

Сернистый газ (SO2)

СЕРНИСТЫЙ ГАЗ (сернистый ангидрид, двуокись серы) (SO₂), бесцветный токсичный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички).

SO₂ 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 сернистый газ образуется и выделяется в воздух рабочих помещений в ряде производств: серной кислоты, целлюлозы, при обжиге руд, содержащих, сернистые металлы, в травилках на металлозаводах, при производстве стекла, ультрамарина и др., весьма часто сернистый газ содержится в воздухе котельных и зольных помещений, где он образуется при сжигании содержащих серу углей.

Сернистый газ в атмосфере реагирует с водяным паром с образованием вторичного загрязнителя — серной кислоты (Н₂SО₄). Капли кислоты переносятся на значительные расстояния и, попадая в легкие, сильно их разрушают. Наиболее опасная форма загрязнения воздуха наблюдается при реакции сернистого ангидрида с взвешенными частицами, сопровождающейся образованием солей серной кислоты, которые при дыхании проникают в легкие и там оседают.

В чем опасность сернистого газа?

SO₂ 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. Может вызывать фатальные аллергические реакции у астматиков, разрушает витамин В1.

При вдыхании этих паров в значительной концентрации могут развиться явления более резкие, чем вышеописанные, а именно—глубокие бронхиты, отеки гортани, бронхопневмонии, в очень тяжелых случаях отек легких. Легочные осложнения обычно развиваются не сразу, а спустя 1—2 дня после вдыхания паров. Длительное вдыхание паров дымящейся серной кислоты может вести к развитию хронических бронхитов и конъюнктивитов.

Сжиженный газ при утечке быстро переходит в газообразное состояние. При распространении газа образуется большое количество холодного тумана из более едкой и ядовитой смеси, который способен распространяться по поверхности земли и скапливаться в подвалах, тоннелях, низинах.

В большом количестве воды диоксид серы частично растворяется и образует едкую сернистую кислоту. Над водной поверхностью диоксид серы может образовывать удушливый газ.

Сернистый газ в мегаполисе

Диоксид серы SO₂ составляет более 95% всех техногенных выбросов серосодержащих веществ в атмосферу. По ряду данных, планетарный выброс SO2 составляет около 110,4 млн. т (без учета нефтепереработки и выплавки металлов). С учетом этих отраслей экономики американские ученые считают мировой выброс SO2 равным около 174 млн. т. Около 96% мирового выброса приходится на северное полушарие. Сравнительно большая доля стран Восточной и Западной Европы по этим видам загрязнения атмосферы объясняется высоким уровнем использования бурого угля в энергопроизводстве. Есть основания полагать, что ежегодные выбросы SO2 в атмосферу будут возрастать в связи с ростом потребления топлива.

Смог и сернистый газ

Термин «смог» — производное от английских слов «смоук» (дым) и «фог» — туман.

Загрязнению воздуха в определенной степени подвержены все промышленно развитые страны. Но столица Греции страдает сильнее, чем большинство других крупных городов Западной Европы. Ежегодно в районе Афин в воздух выбрасывается 150 тыс. т сернистого ангидрида.

Большая загрязненность окружающей среды отличается в китайском городе Шанхае. На тысячах его фабрик и заводов почти нет газоочистного оборудования. Поэтому ежегодно в воздух выбрасываются многие миллионы тонн угольной пыли, до 20 млн. т сажи, 15 млн. т двуокиси серы, загрязнение воздушного бассейна над ним поистине катастрофично. Временами город заволакивает настолько плотный смог, что даже днем машины с включенными фарами с трудом пробираются по его улицам. На территорию Северной Швеции и Норвегии серы выпадает в 1,2—2,5 раза больше, чем выбрасывается в воздушный бассейн с этих территорий. В то же время во многих промышленных странах Западной Европы, в частности в Великобритании и Нидерландах, отношение выпадений серы к выбросам составляет лишь 10—20%, а в ФРГ, Франции и Дании—20—45%. Отсюда был сделан вывод, что в этих государствах в атмосферный воздух серы выбрасывается гораздо больше, чем выпадает на их территории, и, следовательно, остальная часть переносится воздушными потоками в соседние страны, в частности в Скандинавию. Опасность выбросов сернистых соединений заключается прежде всего в их массовости, токсичности и сравнительно большом обыщем «сроке жизни».

«Продолжительность жизни» самого сернистого газа в атмосфере сравнительно невелика (от двух-трех недель, если воздух сравнительно сухой и чистый, до нескольких часов, если воздух влажен и в нем присутствует аммиак или некоторые другие примеси). Он, растворяясь в каплях атмосферной влаги, в результате каталитических, фотохимических и других реакций окисляется и образует раствор серной кислоты. Агрессивность выбросов еще более возрастает. В конечном счете переносимые воздушными массами сернистые соединения переходят в форму сульфатов. Их перенос в основном происходит на высоте от 750 до1500 м, где средние скорости близки к 10 м/с, и дальность переноса сернистого газа простирается до 300—400 км. На этом же удалении от источника выбросов в струе переноса отмечается максимум концентрации раствора серной кислоты. Ее обнаруживают и на расстоянии до 1000—1500 км, где в основном завершается ее переход в форму сульфатов.

Воздействие диоксида серы в концентрациях выше предельно допустимых может приводить к существенному увеличению различных болезней дыхательных путей, воздействовать на слизистые оболочки, вызывать воспаление носоглотки, бронхиты, кашель, хрипоту и боль в горле. Особенно высокая чувствительность к диоксиду серы наблюдается у людей с хроническими нарушениями органов дыхания, с астмой.

Источник

Основные свойства оксида серы 4, с какими веществами взаимодействует

Оксид серы (IV) или диоксид — что это за вещество

Оксид серы (IV) является кислотным оксидом, бесцветным газообразным веществом, обладающим резким запахом (как у загорающейся спички) и хорошо растворимым в воде.

Источник: wikipedia.org Источник: wikipedia.org

Химическая формула диоксида серы:

Основные физические и химические свойства, с какими веществами взаимодействует

Физические характеристики оксида серы (IV):

Оксид серы (IV) относится к кислотным оксидам. Благодаря содержанию в веществе серы в степени окисления + 4 S O 2 способен играть роль и окислителя, и восстановителя в химических реакциях.

Являясь кислотным оксидом, сернистый газ вступает в химические реакции со щелочами и оксидами щелочных и щелочноземельных металлов.

Взаимодействие оксида серы (IV) с гидроксидом натрия сопровождается образованием либо кислой соли (при условии избытка сернистого газа), либо средней соли (если щелочь в избытке):

S O 2 + 2 N a O H ( и з б ) → N a 2 S O 3 + H 2 O

S O 2 ( и з б ) + N a O H → N a H S O 3

Уравнение реакции оксида серы (IV) с основным оксидом натрия:

S O 2 + N a 2 O → N a 2 S O 3

В процессе реакции оксида серы (IV) с водой образуется сернистая кислота. Данный процесс является обратимым. Это связано со способностью сернистой кислоты распадаться в значительной степени в водном растворе, что приводит к образованию оксида и воды.

S O 2 + H 2 O ↔ H 2 S O 3

У S O 2 наиболее ярко выражены восстановительные свойства. В процессе взаимодействия вещества с окислителями повышается степень окисления серы.

Окисление оксида серы кислородом на катализаторе в жестких условиях (процесс является обратимым):

2 S O 2 + O 2 ↔ 2 S O 3

Обесцвечивание бромной воды сернистым ангидридом:

S O 2 + B r 2 + 2 H 2 O → H 2 S O 4 + 2 H B r

Процесс окисления сернистого газа с помощью азотной кислоты протекает легко:

S O 2 + 2 H N O 3 → H 2 S O 4 + 2 N O 2

Процесс окисления оксида серы (IV) с помощью озона:

S O 2 + O 3 → S O 3 + O 2

Окисление сернистого газа оксидом свинца (IV):

S O 2 + P b O 2 → P b S O 4

При контакте с сильными восстановителями S O 2 может проявлять окислительные свойства.

Взаимодействие с сероводородом приводит к восстановлению сернистого газа до молекулярной серы:

S O 2 + 2 Н 2 S → 3 S + 2 H 2 O

Окисление оксидом серы (IV) угарного газа и углерода:

S O 2 + 2 C O → 2 С О 2 + S

S O 2 + С → S + С O 2

Качественные реакции, как проходит горение

Качественная реакция на сернистый газ и на сульфит-ион представляет собой процесс обесцвечивания раствора перманганата калия:

5 S O 2 + 2 H 2 O + 2 K M n O 4 → 2 H 2 S O 4 + 2 M n S O 4 + K 2 S O 4

Двуокись серы является продуктом горения серы или горящих материалов, в состав которых входит сера:

Δ H = − 297 к Д ж / м о л ь

С целью повышения интенсивности горения сжиженную серу (140-150°C, 284–302°F) распыляют с помощью специальной насадки, что приводит к образованию мелких капель серы, обладающих большой площадью поверхности. Реакция является экзотермической. В процессе температура повышается до 1000-1600°C. Произведенное тепло по большей части утилизируют с помощью производства пара, который в дальнейшем может быть преобразован в электрическую энергию. Сходным образом происходит горение сероводорода и сероорганических соединений. К примеру:

2 Н 2 S + 3 О 2 → 2 Н 2 О + 2 S O 2

В процессе обжига сульфидных руд, например, пирита, сфалерита и сульфида ртути, аналогично происходит выделение :

4 F e S 2 + 11 O 2 → 2 F e 2 O 3 + 8 S O 2

2 Z n S + 3 O 2 → 2 Z n O + 2 S O 2

H g S + O 2 → H g + S O 2

4 F e S + 7 O 2 → 2 F e 2 O 3 + 4 S O 2

Как получить, особенности применения

Существуют разные способы получения оксида серы (IV).

Сжигание серы на воздухе:

Горение сульфидов и сероводорода:

2 H 2 S + 3 O 2 → 2 S O 2 + 2 H 2 O

2 C u S + 3 O 2 → 2 S O 2 + 2 C u O

Оксид серы (IV) получают в результате реакции взаимодействия сульфитов с более сильными кислотами. В качестве примера можно привести реакцию сульфита натрия с серной кислотой:

N a 2 S O 3 + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + S O 2 + H 2 O

C u + 2 H 2 S O 4 → C u S O 4 + S O 2 + 2 H 2 O

Сферы применения оксида серы (IV):

Источник

Оксиды серы. Серная кислота

Сера с кислородом образует два оксида: SO₂ – оксид серы (IV) и SO₃ – оксид серы (VI).

Оксид серы (IV) — SO₂ (сернистый газ, сернистый ангидрид)

Сернистый газ – это бесцветный газ с резким запахом, ядовит. Тяжелее воздуха более чем в два раза. Хорошо растворяется в воде. При комнатной температуре в одном объёме воды растворяется около 40 объёмов сернистого газа, при этом образуется сернистая кислота H₂SO₃.

Химические свойства

Сернистый газ – типичный кислотный оксид. Он взаимодействует:

а) с основаниями, образуя два типа солей: кислые (гидросульфиты) и средние (сульфиты):

б) с основными оксидами:

Сернистая кислота существуют только в растворе, относится к двухосновным кислотам. Сернистая кислота обладает всеми общими свойствами кислот.

Окислительно – восстановительные свойства

В окислительно-восстановительных процессах сернистый газ может быть как окислителем, так и восстановителем, потому что атом серы в этом соединении имеет промежуточную степень окисления +4.

Как окислитель SO₂ реагирует с более сильными восстановителями, например с сероводородом:

Как восстановитель SO₂ реагирует с более сильными окислителями, например с кислородом в присутствии катализатора, с хлором и т.д.:

Получение

1) Сернистый газ образуется при горении серы:

2) В промышленности его получают при обжиге пирита:

3) В лаборатории сернистый газ можно получить:

а) при действии кислот на сульфиты:

б) при взаимодействии концентрированной серной кислоты с тяжелыми металлами:

Применение

Сернистый газ находит широкое применение в текстильной промышленности для отбеливания различных изделий. Кроме того, его используют в сельском хозяйстве для уничтожения вредных микроорганизмов в теплицах и погребах. В больших количествах SO₂ идет на получение серной кислоты.

Оксид серы (VI) – SO₃ (серный ангидрид)

Серный ангидрид SO₃ – это бесцветная жидкость, которая при температуре ниже 17 о С превращается в белую кристаллическую массу. Очень хорошо поглощает влагу (гигроскопичен).

Химические свойства

Как типичный кислотный оксид серный ангидрид взаимодействует:

а) с основаниями, образуя два типа солей – кислые (гидросульфиты) и средние (сульфаты):

Особым свойством SO₃ является его способность хорошо растворяться в серной кислоте. Раствор SO₃ в серной кислоте имеет название олеум.

Оксид серы (VI) характеризуется сильными окислительными свойствами (обычно восстанавливается до SO₂):

Получение и применение

Серный ангидрид образуется при окислении сернистого газа:

В чистом виде серный ангидрид практического значения не имеет. Он получается как промежуточный продукт при производстве серной кислоты.

Серная кислота H₂SO₄

Упоминания о серной кислоте впервые встречаются у арабских и европейских алхимиков. Ее получали, прокаливая на воздухе железный купорос (FeSO₄∙7H₂O): 2FeSO₄ = Fe₂O₃ + SO₃↑ + SO₂↑ либо смесь серы с селитрой: 6KNO₃ + 5S = 3K₂SO₄ + 2SO₃↑ + 3N₂↑, а выделяющиеся пары серного ангидрида конденсировали. Поглощая влагу, они превращались в олеум. В зависимости от способа приготовления H₂SO₄ называли купоросным маслом или серным маслом. В 1595 г. алхимик Андреас Либавий установил тождественность обоих веществ.

Долгое время купоросное масло не находило широкого применения. Интерес к нему сильно возрос после того, как в XVIII в. был открыт процесс получения из индиго индигокармина – устойчивого синего красителя. Первую фабрику по производству серной кислоты основали недалеко от Лондона в 1736 г. Процесс осуществляли в свинцовых камерах, на дно которых наливали воду. В верхней части камеры сжигали расплавленную смесь селитры с серой, затем туда запускали воздух. Процедуру повторяли до тех пор, пока на дне ёмкости не образовывалась кислота требуемой концентрации.

В XIX в. способ усовершенствовали: вместо селитры стали использовать азотную кислоту (она при разложении в камере даёт NO₂). Чтобы возвращать в систему нитрозные газы были сконструированы специальные башни, которые и дали название всему процессу – башенный процесс. Заводы, работающие по башенному методу, существуют и в наше время.

Серная кислота

Серная кислота – это тяжелая маслянистая жидкость без цвета и запаха, гигроскопична; хорошо растворяется в воде. При растворении концентрированной серной кислоты в воде выделяется большое количество тепла, поэтому ее надо осторожно приливать в воду (а не наоборот!) и перемешивать раствор.

Раствор серной кислоты в воде с содержанием H₂SO₄ менее 70% обычно называют разбавленной серной кислотой, а раствор более 70% — концентрированной серной кислотой.

Химические свойства

Разбавленная серная кислота проявляет все характерные свойства сильных кислот. Она реагирует:

Процесс взаимодействия ионов Ва 2+ с сульфат-ионами SO₄ 2+ приводит к образованию белого нерастворимого осадка BaSO₄. Это качественная реакция на сульфат-ион.

Окислительно – восстановительные свойства

В разбавленной серной кислоте растворяются металлы, которые в электрохимическом ряду напряжений находятся до водорода. При этом образуются сульфаты металлов и выделяется водород:

Металлы, которые в электрохимическом ряду напряжений находятся после водорода, не реагируют с разбавленной серной кислотой:

Концентрированная серная кислота является сильным окислителем, особенно при нагревании. Она окисляет многие металлы, неметаллы и некоторые органические вещества.

При взаимодействии концентрированной серной кислоты с металлами, которые в электрохимическом ряду напряжений находятся после водорода (Cu, Ag, Hg), образуются сульфаты металлов, а также продукт восстановления серной кислоты – SO₂.

Реакция серной кислоты с цинком

Более активными металлами (Zn, Al, Mg) концентрированная серная кислота может восстанавливаться до свободной серы или сероводорода. Например, при взаимодействии серной кислоты с цинком, магнием, алюминием в зависимости от концентрации кислоты одновременно могут образовываться различные продукты восстановления серной кислоты – SO₂, S, H₂S:

На холоде концентрированная серная кислота пассивирует некоторые металлы, например алюминий и железо, поэтому ее перевозят в железных цистернах:

Концентрированная серная кислота окисляет некоторые неметаллы (серу, углерод и др.), восстанавливаясь до оксида серы (IV) SO₂:

Получение и применение

Реакция серной кислоты с сахаром

В промышленности серную кислоту получают контактным способом. Процесс получения происходит в три стадии:

Полученный олеум перевозят в железных цистернах. Из олеума получают серную кислоту нужной концентрации, приливая его в воду. Это можно выразить схемой:

Серная кислота находит разнообразное применение в самых различных областях народного хозяйства. Ее используют для осушки газов, в производстве других кислот, для получения удобрений, различных красителей и лекарственных средств.

Соли серной кислоты

Железный купорос

Большинство сульфатов хорошо растворимы в воде (малорастворим CaSO₄, еще менее PbSO₄ и практически нерастворим BaSO₄). Некоторые сульфаты, содержащие кристаллизационную воду, называются купоросами:

CuSO₄ ∙ 5H₂O медный купорос

FeSO₄ ∙ 7H₂O железный купорос

Соли серной кислоты имеют все общие свойства солей. Особенным является их отношение к нагреванию.

Сульфаты активных металлов (Na, K, Ba) не разлагаются даже при 1000 о С, а других (Cu, Al, Fe) – распадаются при небольшом нагревании на оксид металла и SO₃:

Скачать:

Скачать бесплатно реферат на тему: «Производство серной кислоты контактным способом» Производство-серной-кислоты-контактным-способом.docx (237 Загрузок)

Скачать рефераты по другим темам можно здесь

*на изображении записи фотография медного купороса

Похожее

Добавить комментарий Отменить ответ

Репетитор по химии. Занятия проходят онлайн по Скайпу. По всем вопросам пишите в Ватсапп: +7 928 285 70 42

Источник