Оксид серы(IV)

Файл:Sulfur-dioxide-2D.png

Оксид серы(IV)

Окси́д се́ры(IV) (диокси́д се́ры, серни́стый газ, серни́стый ангидри́д) — SO₂. В нормальных условиях представляет из себя бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Температура плавления −75,5 °C, кипения −10,01 °C. Плотность при нормальных условиях 2,927 г/л. 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.

Получение

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

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂↑ + Q.

В лабораторных условиях SO₂ получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты:

Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂SO₃.

Образующаяся сернистая кислота сразу разлагается на SO₂ и H₂O:

Na₂SO₃ + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + H₂O + SO₂↑.

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

2H₂SO_{4 (конц.)} + Cu → CuSO₄ + SO₂↑ + 2H₂O.

Химические свойства

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

SO₂ + H₂O ↔ H₂SO₃.

Со щелочами образует сульфиты:

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O.

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

SO₂ + Br₂ + 2H₂O → H₂SO₄ + 2HBr,

2SO₂ + O₂ → 2SO₃ (требуется катализатор V₂O₅ и температура 450°),

5SO₂ + 2KMnO₄ + 2H₂O → 2H₂SO₄ + 2MnSO₄ + K₂SO₄.

Последняя реакция является качественной реакцией на сульфит-ион SO₃^2- и на SO₂ (обесцвечивание фиолетового раствора).

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

SO₂ + 2CO → 2CO₂ + S↓.

Применение

В пищевой промышленности диоксид серы используется как консервант и обозначается на упаковке под кодом Е220.

Физиологическое действие

80px

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.

Интересно, что чувствительность по отношению к SO₂ весьма различна как у людей, так и у растений. Наиболее устойчивы по отношению к сернистому газу берёза и дуб, наименее — сосна и ель. Наиболее чувствительными к SO₂ являются розы.