Diòxit de sofre

El diòxit de sofre és un òxit que la seua fòrmula molecular és S O₂. En condicions normals de pressió i temperatura es mostra com un gas incoloro en una característica olor irritante. Es tracta d'una substància reductora que en el temps, al contacte en l'aire i la humitat es convertix en trióxido de sofre, en un procés llent que pot ser accelerat per mig de la presència de determinades substàncies que actuen com catalisadors. En aigua es dissol formant una dissolució àcida. Pot ser concebut com l'anhidruro (o anhídrit) del àcit sulfuroso (H₂BAIX₃). Reacciona en les bases per a generar sals denominades sulfitos i bisulfitos (sulfitos àcits).

Preparació

El diòxit de sofre es forma en el procés de combustió del sofre^[1] o del sulfur d'hidrogen:

___*

S_{8} + 8 O_{2} ⟶ 8 S O_{2}

___*

2 H_{2} S + 3 O_{2} ⟶ 2 H_{2} O + 2 S O_{2}

També pot obtindre's pel torrat de minerals sulfurats tals com la pirita (FES),^[2] la wurtzita o la blenda (abdós ZnS),^[3] la galena (PbS),^[1] i el cinabre (HgS):

___*

4 F e S + 7 O_{2} ⟶ 2 F e_{2} O_{3} + 4 S O_{2}

___*

2 Z n S + 3 O_{2} ⟶ 2 Z n O + 2 S O_{2}

___*

2 P b S + 3 O_{2} ⟶ 2 P b O + 2 S O_{2}

___*

H g S + O_{2} ⟶ H g + S O_{2}

Per reacció de l'àcit sulfúric en coure elemental:^[4]

___*

C u (s) + 2 H_{2} S O_{4} (a q) ⟶ C u S O_{4} (a q) + S O_{2} (g) + 2 H_{2} O

Reaccions

L'oxidació del diòxit de sofre a trióxido de sofre en presència d'oxigen és una reacció que ocorre en forma espontànea molt llentament per la seua alta energia d'activació.^[5] Per a accelerar la reacció s'utilisen catalisadors com pentóxido de vanadi (V₂O₅) o platí que permeten l'oxidació del gas a mida que es produïx el contacte en el catalisador sòlit.^[5] Antigament s'utilisava com a catalisador una mescla d'òxits de nitrogen gaseosos.^[5] L'oxidació mediada per catalisadors és utilisada en la fabricació industrial d'àcit sulfúric.

___*

2 S O_{2} + O_{2} \overset{- ⇀}{↽ -} 2 S O_{3}

L'oxidació del diòxit de sofre a trióxido de sofre pot produir-se també per la reacció en ozon.^[1] La reacció ocorre en forma espontànea en les capes altes de l'atmòsfera.^[1] El trióxido de sofre en reaccionar en l'aigua present en els núvols produïx àcit sulfúric, el qual disminuïx el pH de l'aigua i precipita en forma de pluja àcida.^[1]

___*

3 S O_{2} + O_{3} ⟶ 3 S O_{3}

___*

S O_{3} + H_{2} O ⟶ H_{2} S O_{4}

La reacció del diòxit de sofre en hidròxit de sodi produïx sulfito de sodi.^[6]

___*

S O_{2} + 2 N a O H ⟶ N a_{2} S O_{3} + H_{2} O

La reducció del diòxit de sofre pot produir-se en presència de reductors com l'àcit sulfhídrico, obtenint-se sofre elemental i aigua.^[6]

___*

S O_{2} (g) + 2 H_{2} S (g) ⟶ 3 S (s) + H_{2} O

Usos

El diòxit de sofre té propietats desinfectantes, per això va ser utilisat durant sigles en la desinfecció per eixemple de les cubas de vi cremant sofre en el seu interior. També s'utilisa en l'indústria alimentària com conservant i antioxidant (I220) generalment de sucs, fruts secs, meladas, va vindre, etc. És un intermig en la fabricació de l'àcit sulfúric. Per reacció en clor produïx clorur de sulfurilo (BAIX₂Cl₂), un important intermig en l'indústria química. Si es fa reaccionar en el clor i composts orgànics es poden obtindre en una reacció de clorosulfonación directa els clorosulfonatos com a precursors de detergents i atres substàncies. En estat líquit és un bon dissolvent. És un reductor usat en la potabilización de l'aigua, que permet ajudar a eliminar metals pesats com el cromo hexavalente, mercuri i plom.^[7]

Aspectes migambientals

El diòxit de sofre és el principal causant de la pluja àcida ya que en l'atmòsfera és transformat en àcit sulfúric. És lliberat en molts processos de combustió ya que els combustibles com el carbó, el petròleu, el diésel o el gas natural contenen certes cantitats de composts azufrados. Per estes raons s'intenta eliminar estos composts abans de la seua combustió per eixemple per mig de l'hidrodesulfuración en els derivats del petròleu o en llavats del gas natural fent-ho més "dolç". Si a pesar d'estos esforços encara es generen cantitats importants del gas es poden aplicar llavats bàsics p. eix. en llet de calç per a retindre-ho de l'aire d'eixida o transformant-ho conjuntament en sulfhídrico en sofre elemental (procés de Claus). També els processos metalúrgics lliberen certes cantitats d'este gas degut a que s'ampren freqüentment els metals en forma de sulfurs. En la naturalea el diòxit de sofre es troba sobretot en les proximitats dels volcans i les erupció poden lliberar cantitats importants. Atres elements que poden ocasionar contaminació de l'aire en les ciutats ho constituïxen el monòxit de carbono, el diòxit de nitrogen, l'ozon, el plom i el sulfur d'hidrogen. El diòxit de sofre s'utilisa per a fins molt diversos, per eixemple, com a agent reductor en metalúrgia, com frigorígeno en l'indústria de la fredor, com desinfectante i blanquejador, per a la conservació de substàncies alimentícies, com decolorante i fumigante. El diòxit de sofre és un dels composts més importants de l'indústria química. 98% del BAIX₂ tècnic s'utilisa per a la producció de trióxido de sofre com a precursor de l'àcit sulfúric.

Aspectes toxicològics

El diòxit de sofre és un gas irritante i tòxic. Afecta sobretot a les mucosidadés i els pulmons provocant atacs de tós. Si ben este és absorbit principalment pel sistema nassal, l'exposició d'altes concentracions per curts periodos de temps pot irritar el tracto respiratori, causar bronquitis i congestionar els conductes bronquials dels asmáticos. La concentració màxima permesa en els llocs de treball és de 2 ppm.

El valor IDLH (Perillós Per a la Vida)
Valor letal 100 ppm (262mg/m³)
Llindar d'olor 0,5 ppm (1 mg/m³) (és detectat per l'olfat humà)

Referències

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 López Arriaga (2003). «Contaminació atmosfèrica», Principis bàsics de contaminació ambiental, Universitat Autònoma de Mèxic, pp. 191-216. ISBN 9688358134.
↑ Stanley (2007). «Diòxit de sofre en l'atmòsfera», Introducció a la química ambiental, Reverté, pp. 411. ISBN 84-291-7907-0.
↑ Dickerson, Richard I. (1992). «Reaccions inorgàniques», Principis de química, Reverté, pp. 387-416. ISBN 84-291-7175-4.
↑ (2006) «Química analítica dels cationes», Química analítica qualitativa, 18ª edició edició, Thomson, pp. 418-736. ISBN 84-9732-140-5.
↑ ^5,0 ^5,1 ^5,2 (1987) «Càlculs químics», Chemical Education Material Study (ed.). Química: una ciència experimental, Reverté, pp. 237-245. ISBN 84-291-7120-7.
↑ ^6,0 ^6,1 Hepler, Loren G. (1965). «Hidrogen, oxigen i sofre», Principis de Química, Reverté, pp. 180-187.
↑ «Els metals pesats en les aigües residuals | L'Aigua». www. madrimasd. org. Consultat el 4 de giner de 2018.

Enllaços externs

Este artícul conté una traducció derivada de «Dióxido de azufre» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[Arriaga-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 López Arriaga (2003). «Contaminació atmosfèrica», Principis bàsics de contaminació ambiental, Universitat Autònoma de Mèxic, pp. 191-216. ISBN 9688358134.

[Stanley1-2] Stanley (2007). «Diòxit de sofre en l'atmòsfera», Introducció a la química ambiental, Reverté, pp. 411. ISBN 84-291-7907-0.

[Dickerson-3] Dickerson, Richard I. (1992). «Reaccions inorgàniques», Principis de química, Reverté, pp. 387-416. ISBN 84-291-7175-4.

[QAC-4] (2006) «Química analítica dels cationes», Química analítica qualitativa, 18ª edició edició, Thomson, pp. 418-736. ISBN 84-9732-140-5.

[Chemical_Education_Material_Study-5] 5,0 ^5,1 ^5,2 (1987) «Càlculs químics», Chemical Education Material Study (ed.). Química: una ciència experimental, Reverté, pp. 237-245. ISBN 84-291-7120-7.

[Hepler-6] 6,0 ^6,1 Hepler, Loren G. (1965). «Hidrogen, oxigen i sofre», Principis de Química, Reverté, pp. 180-187.

[7] «Els metals pesats en les aigües residuals | L'Aigua». www. madrimasd. org. Consultat el 4 de giner de 2018.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]