Schwefel-Dioxyd (auch Schwefeldioxyd) ist die chemische Zusammensetzung mit der Formel. Es ist ein giftiges Benzin mit einem scharfen, irritierenden Geruch, der durch Vulkane und in verschiedenen Industrieprozessen veröffentlicht wird. Da Kohle und Erdöl häufig Schwefel-Zusammensetzungen enthalten, erzeugt ihr Verbrennen Schwefel-Dioxyd, wenn die Schwefel-Zusammensetzungen vor dem Brennen des Brennstoffs nicht entfernt werden. Weitere Oxydation also, gewöhnlich in Gegenwart von einem Katalysator solcher als Nein, bildet HSO, und so sauren Regen. Schwefel-Dioxyd-Emissionen sind auch ein Vorgänger zu particulates in der Atmosphäre. Beide dieser Einflüsse sind Grund zu Sorge über die Umweltauswirkung dieser Brennstoffe.

Struktur und das Abbinden

SO ist ein Begabungsmolekül mit der C Symmetrie-Punkt-Gruppe. In Bezug auf den elektronaufzählenden Formalismus hat das Schwefel-Atom einen Oxydationsstaat +4 und eine formelle Anklage 0. Es wird von 5 Elektronpaaren umgeben und kann als ein hypervalent Molekül beschrieben werden. Von der Perspektive der molekularen Augenhöhlentheorie sind die meisten dieser Wertigkeitselektronen mit dem S-O-Abbinden beschäftigt.

Obwohl Schwefel und Sauerstoff beide sechs Wertigkeitselektronen haben, sind die molekularen Obligationen darin SO nicht dasselbe als diejenigen im Ozon. Die S-O Obligationen sind in SO (143.1 Premierminister) kürzer als im Schwefel-Monoxyd, SO (148.1 Premierminister), wohingegen die O-O Obligationen im Ozon (127.8 Premierminister) länger sind als in dioxygen, O (120.7 Premierminister). Die Mittelband-Energie ist in SO (548 kJ/mol) größer als in SO (524 kJ/mol), wohingegen es weniger in O (297 kJ/mol) ist als in O (490 kJ/mol). Diese Stücke von Beweisen bringen Chemiker dazu zu beschließen, dass die S-O Obligationen im Schwefel-Dioxyd eine Band-Ordnung von mindestens 2 verschieden von den O-O Obligationen im Ozon haben, die eine Band-Ordnung 1.5 haben.

Produktion

Verbrennen-Wege

Schwefel-Dioxyd ist das Produkt des Brennens des Schwefels oder von brennenden Materialien, die Schwefel enthalten:

:S + 8 O  8 SO

Schwefel-Dioxyd wird normalerweise in bedeutenden Beträgen durch das Brennen von allgemeinen am Schwefel reichen Materialien einschließlich Wolle, Haars, Gummis und Schaumgummis erzeugt, die in Matratzen, Couch-Kissen gefunden werden, Kissen, und Teppich-Polster und Fahrzeugreifen setzen. Eisenmetalle wie zu Schwefel-Dioxyd-Verbrennen-Ausströmungen ausgestellter Stahl werden schnell oxidiert und sulfidated. In Hausfeuern erzeugt das manchmal anscheinend geschmolzenen Stahl, der Eisenoxide und Eisensulfid umfasst. Das allgemeinste Beispiel dieses Phänomenes wird anscheinend" Stahlsprungfedern "geschmolzen, die von Feuerermittlungsbeamten gefunden werden. Der brennende Schaumgummi in der Matratze erzeugt Schwefel-Dioxyd, das mit dem heißen Metall reagiert, weiter es heizend, bis das Oxyd/Sulfid schmilzt, das Äußere von "geschmolzenen Bettfrühlingen" gebend. Nachdem der Schaumgummi, eine weitere Heizung der anscheinend geschmolzenen Sprungfedern in Gegenwart von einem Übermaß an Sauerstoff brennt, veröffentlicht das Schwefel-Dioxyd wieder:

4 FeS + 11 O  2 FeO + 8 SO

Das Verbrennen des Wasserstoffsulfids und der Organosulfur-Zusammensetzungen geht ähnlich weiter.

:2 HS + 3 O  2 HO + 2 SO

Das Rösten von Sulfid-Erzen wie Pyrit, sphalerite, und Zinnober (Quecksilbersulfid) veröffentlicht auch SO:

:4 FeS + 11 O  2 FeO + 8 SO

:2 ZnS + 3 O  2 ZnO + 2 SO

:HgS + O  Hg + SO

:4 FeS + 7O  2FeO + 4SO

Eine Kombination dieser Reaktionen ist für die größte Quelle des Schwefel-Dioxyds, vulkanischer Ausbrüche verantwortlich. Diese Ereignisse können Millionen von Tonnen SO veröffentlichen.

Die Verminderung von höheren Oxyden

Schwefel-Dioxyd ist ein Nebenprodukt in der Fertigung von Kalzium-Silikat-Zement: CaSO wird mit dem Cola und Sand in diesem Prozess geheizt:

:2 CaSO + 2 SiO + C  2 CaSiO + 2 SO + CO

Die Handlung von heißer Schwefelsäure auf Kupfer turnings erzeugt Schwefel-Dioxyd.

:Cu + 2 HSO  CuSO + SO + 2 HO

Vom Sulfit

Sulfit ergibt sich aus der Reaktion der wässrigen Basis und des Schwefel-Dioxyds. Die Rückreaktion ist mit Ansäuerung von Natrium metabisulfite verbunden:

:HSO + NaSO  2 SO + NaSO + HO

Reaktionen

Industriereaktionen

Die Behandlung von grundlegenden Lösungen mit dem Schwefel-Dioxyd gewährt Sulfit-Salze:

:SO + 2 NaOH  NaSO + HO

Schwefel im +4 Oxydationsstaat zeigend, ist Schwefel-Dioxyd ein abnehmender Agent. Es wird durch Halogene oxidiert, um die sulfuryl Halogenide wie Sulfuryl-Chlorid zu geben:

:SO + Kl.  SOCl

Schwefel-Dioxyd ist der oxidierende Agent im Prozess von Claus, der auf einem in großem Umfang in Ölraffinerien geführt wird. Hier wird Schwefel-Dioxyd durch das Wasserstoffsulfid reduziert, um elementaren Schwefel zu geben:

:SO + 2 HS  3 S + 2 HO

Die folgende Oxydation des von seiner Hydratation gefolgten Schwefel-Dioxyds wird in der Produktion von Schwefelsäure verwendet.

: 2 SO + 2 HO + O  2 HSO

Laborreaktionen

Schwefel-Dioxyd kann mit dem in einer cheletropic Reaktion 1,3-dienes bestimmten reagieren, Organosulfur-Zusammensetzungen zu geben.

Schwefel-Dioxyd kann zu Metallionen als ein ligand binden, um Metallschwefel-Dioxyd-Komplexe normalerweise zu bilden, wo das Übergang-Metall in der Oxydation ist, setzen 0 oder +1 fest. Viele verschiedene Abbinden-Weisen (Geometrie) werden anerkannt, aber in den meisten Fällen ist der ligand monogezähnt, dem Metall durch den Schwefel beigefügt, der irgendein planarer und pyramidaler η sein kann.

Gebrauch

Vorgänger zu Schwefelsäure

Schwefel-Dioxyd ist ein Zwischenglied in der Produktion von Schwefelsäure, zum Schwefel-Trioxid, und dann zu oleum umgewandelt, der in Schwefelsäure gemacht wird. Schwefel-Dioxyd wird für diesen Zweck gemacht, wenn sich Schwefel mit Sauerstoff verbindet. Die Methode, Schwefel-Dioxyd zu Schwefelsäure umzuwandeln, wird den Kontakt-Prozess genannt. Mehrere Milliarden Kilogramme werden jährlich für diesen Zweck erzeugt.

Als ein Konservierungsmittel

Schwefel-Dioxyd wird manchmal als ein Konservierungsmittel für ausgetrocknete Aprikosen und anderes Dörrobst infolge seiner antimikrobischen Eigenschaften verwendet, und es wird manchmal E220, wenn verwendet, auf diese Weise genannt. Als ein Konservierungsmittel erhält es das Äußere der Frucht aufrecht und verhindert zu faulen. Es wird auch zur sulfured Melasse hinzugefügt.

In winemaking

Schwefel-Dioxyd ist eine wichtige Zusammensetzung in winemaking, und wird als Teile pro Million in Wein, E Zahl benannt: E220. Es ist sogar in so genanntem unsulfurated Wein bei Konzentrationen von bis zu 10 Milligrammen pro Liter da. Es dient als ein Antibiotikum und Antioxidationsmittel, Wein vor dem Fehldruck von Bakterien und Oxydation schützend. Seine antimikrobische Handlung hilft auch, flüchtige Säure zu minimieren. Schwefel-Dioxyd ist für die Wörter verantwortlich "enthält Sulfite, die" auf Wein-Etiketten gefunden sind.

Schwefel-Dioxyd besteht in Wein in freien und bestimmten Formen, und die Kombination wird ganz SO genannt. Die Schwergängigkeit, zum Beispiel zur carbonyl Gruppe des Acetaldehyd, ändert sich mit dem fraglichen Wein. Die freie Form besteht im Gleichgewicht zwischen molekularem SO (als ein aufgelöstes Benzin) und bisulfite Ion, das der Reihe nach im Gleichgewicht mit dem Sulfit-Ion ist. Dieses Gleichgewicht hängt vom pH des Weins ab. Niedrigerer pH wechselt das Gleichgewicht zum (gasartigen) molekularen aus also, der die aktive Form ist, während am höheren pH mehr im untätigen Sulfit und den Bisulfite-Formen gefunden wird. Es ist das molekulare SO, das als ein antimikrobischer und Antioxidationsmittel aktiv ist, und das auch die Form ist, die als ein scharfer Geruch an hohen Niveaus wahrgenommen werden kann. Weine mit der Summe SO Konzentrationen unter 10 ppm verlangen nicht "enthält Sulfite" auf dem Etikett nach US- und EU-Gesetzen. Die obere Grenze der Summe, die SO in Wein in den Vereinigten Staaten erlaubt ist, ist 350 ppm; in der EU sind es 160 ppm für rote Weine und 210 ppm für weiße und rosé Weine. In niedrigen Konzentrationen ist SO in Wein größtenteils unfeststellbar, aber am freien SO Konzentrationen über 50ppm, SO wird offensichtlich in der Nase und dem Geschmack von Wein.

SO ist auch eine sehr wichtige Zusammensetzung in sanitären Weinkellerei-Einrichtungen. Weinkellereien und Ausrüstung müssen sauber behalten werden, und weil Bleichmittel in einer Weinkellerei erwartet die Gefahr des Korkflecks, eine Mischung also, Wasser nicht verwendet werden kann, und Zitronensäure allgemein verwendet wird, um Ausrüstung zu reinigen und zu sterilisieren. Zusammensetzungen des Ozons (O) werden jetzt umfassend als Reinigung von Produkten in Weinkellereien wegen ihrer Leistungsfähigkeit verwendet, und weil diese Zusammensetzungen den Wein oder die Ausrüstung nicht betreffen.

Als ein abnehmender Agent

Schwefel-Dioxyd ist auch ein guter reductant. In Gegenwart von Wasser ist Schwefel-Dioxyd zu decolorize Substanzen fähig. Spezifisch ist es ein nützliches abnehmendes Bleichmittel für Papiere und feine Materialien wie Kleidung. Diese Bleiche-Wirkung dauert normalerweise sehr lange nicht. Der Sauerstoff in der Atmosphäre oxidiert die reduzierten Färbemittel wieder, die Farbe wieder herstellend. Im Selbstverwaltungsabwasser wird Behandlungsschwefel-Dioxyd verwendet, um chlortes Abwasser vor der Ausgabe zu behandeln. Schwefel-Dioxyd reduziert freies und vereinigtes Chlor auf das Chlorid.

Schwefel-Dioxyd ist in Wasser, und sowohl durch die Spektroskopie von IR als auch durch Raman ziemlich auflösbar, es ist bekannt, dass die hypothetische schwefelhaltige Säure, HSO, in keinem Ausmaß da ist. Jedoch zeigen solche Lösungen wirklich Spektren des Wasserstoffsulfit-Ions, HSO durch die Reaktion mit Wasser, und ist tatsächlich die wirkliche abnehmende Reagenz-Gegenwart:

:SO + HO HSO + H

Biochemische und biomedizinische Rollen

Schwefel-Dioxyd ist in großen Beträgen toxisch. Es oder seine verbundene Basis bisulfite werden biologisch als ein Zwischenglied sowohl in Sulfat reduzierenden Organismen als auch in Schwefel-Oxidieren-Bakterien ebenso erzeugt. Die Rolle des Schwefel-Dioxyds in der Säugetierbiologie wird noch nicht gut verstanden. Schwefel-Dioxyd blockiert Nervensignale von den Lungenstrecken-Empfängern (PSR'S) und schafft den Hering-Breuer Inflationsreflex ab.

Als ein Kühlmittel

Leicht kondensiert und das Besitzen einer hohen Hitze der Eindampfung ist Schwefel-Dioxyd ein Kandidat-Material für Kühlmittel. Vor der Entwicklung von freons wurde Schwefel-Dioxyd als ein Kühlmittel in Hauskühlschränken verwendet.

Als ein Reagens und Lösungsmittel im Laboratorium

Schwefel-Dioxyd ist ein vielseitiges träges Lösungsmittel, das weit verwendet worden ist, um hoch oxidierende Salze aufzulösen. Es wird auch gelegentlich als eine Quelle der sulfonyl Gruppe in der organischen Synthese verwendet. Die Behandlung von aryl diazonium Salze mit dem Schwefel-Dioxyd und cuprous Chlorid gewährt den entsprechenden aryl sulfonyl Chlorid zum Beispiel:

Als ein Luftschadstoff

Schwefel-Dioxyd ist ein erkennbarer Bestandteil in der Atmosphäre besonders im Anschluss an vulkanische Ausbrüche. Gemäß der USA-Umweltbundesbehörde (wie präsentiert, durch den 2002-Weltalmanach oder in der Karte-Form) wurde der folgende Betrag des Schwefel-Dioxyds in den Vereinigten Staaten pro Jahr veröffentlicht:

Schwefel-Dioxyd ist ein Hauptluftschadstoff und hat bedeutende Einflüsse auf die menschliche Gesundheit. Außerdem kann die Konzentration des Schwefel-Dioxyds in der Atmosphäre die Habitat-Eignung für Pflanzengemeinschaften sowie Tierleben beeinflussen. Schwefel-Dioxyd-Emissionen sind ein Vorgänger zum sauren Regen und atmosphärischem particulates. Größtenteils dank des sauren Regenprogramms des amerikanischen EPA haben die Vereinigten Staaten eine 33-Prozent-Abnahme in Emissionen zwischen 1983 und 2002 bezeugt. Diese Verbesserung hat teilweise aus der mit den Flusengasentschwefelung, eine Technologie resultiert, die SO ermöglicht, um in Kraftwerken brennende Schwefel enthaltende Kohle oder Öl chemisch gebunden zu werden. Insbesondere Kalzium-Oxyd (Limone) reagiert mit dem Schwefel-Dioxyd, um Kalzium-Sulfit zu bilden:

:CaO + SO  CaSO

Die Oxydation von Aerobic von CaSO gibt CaSO, anhydrite. Der grösste Teil von in Europa verkauften Gips kommt aus der mit den Flusengasentschwefelung.

Schwefel kann von Kohle während des brennenden Prozesses durch das Verwenden von Kalkstein als ein Bettmaterial im Bettverbrennen von Fluidized entfernt werden.

Schwefel kann auch von Brennstoffen vor dem Brennen des Brennstoffs entfernt werden. Das verhindert die Bildung SO, weil es keinen Schwefel im Brennstoff gibt, von dem SO gebildet werden kann. Der Prozess von Claus wird in Raffinerien verwendet, um Schwefel als ein Nebenprodukt zu erzeugen. Der Stretford-Prozess ist auch verwendet worden, um Schwefel vom Brennstoff zu entfernen. Re-Dox Prozesse mit Eisenoxiden können auch, zum Beispiel, Lo-Cat oder Sulferox verwendet werden.

Kraftstoffzusätze, wie Kalzium-Zusätze und Magnesium-Oxyd, werden in Benzin und Dieselmotoren verwendet, um die Emission von Schwefel-Dioxyd-Benzin in die Atmosphäre zu senken.

Bezüglich 2006 ist China der größte Schwefel-Dioxyd-Verschmutzer in der Welt mit 2005 Emissionen, die geschätzt sind, 25.49 Millionen Tonnen zu sein. Dieser Betrag vertritt eine 27-%-Zunahme seit 2000, und ist mit amerikanischen Emissionen 1980 grob vergleichbar.

Sicherheit

Einatmung

Das Inhalieren des Schwefel-Dioxyds wird mit vergrößerten Atmungssymptomen und Krankheit, Schwierigkeit vereinigt, und Frühtod zu atmen. 2008 hat die amerikanische Konferenz von Regierungsindustriehygienikern die Kurzzeitaussetzungsgrenze von 5 ppm bis 0.25 ppm reduziert. Der OSHA PEL wird zurzeit an 5 ppm (13 Mg/M) gewogener Zeitmittelwert gesetzt. NIOSH hat den IDLH an 100 ppm gesetzt.

Systematische Rezension von 2011 hat beschlossen, dass die Aussetzung vom Schwefel-Dioxyd mit der Vorbegriff-Geburt vereinigt wird.

Nahrungsaufnahme

In den Vereinigten Staaten verzeichnet das Zentrum für die Wissenschaft im Öffentlichen Interesse die zwei Nahrungsmittelkonservierungsmittel, das Schwefel-Dioxyd und das Natrium bisulfite, als sicher seiend für den menschlichen Verbrauch abgesehen von bestimmten Personen, die dazu besonders in großen Beträgen empfindlich sein können.

Siehe auch

• Schwefel-Trioxid
• Zyklus des Schwefel-Jods
• Nationale umgebende Luftqualitätsstandards
• Stadtkraftwerk von Homer

Links

• USA-Umweltbundesbehörde-Schwefel-Dioxyd-Seite
• Internationale Chemische Sicherheitskarte 0074
• IARC Monografien. "Schwefel-Dioxyd und einige Sulfite, Bisulfites und Metabisulfites" v54. 1992. p131.
• NIOSH Taschenhandbuch zu chemischen Gefahren
• Schwefel-Dioxyd, Molekül des Monats