Сернистый газ. Формула, получение, химические свойства

Оксид серы (сернистый газ, серы диоксид, ангидрид сернистый) - это бесцветный газ, имеющий в в нормальных условиях резкий характерный запах (похож на запах загорающейся спички). Сжижается под давлением при комнатной температуре. Сернистый газ растворим в воде, при этом образуется нестойкая серная кислота. Также это вещество растворяется в серной кислоте и этаноле. Это один из основных компонентов, входящих в состав вулканических газов.

Как получают сернистый газ

Получение SO₂ - диоксида серы - промышленным способом заключается в сжигании серы или обжиге сульфидов (используется в основном пирит).

4FeS₂ (пирит) + 11O₂ = 2Fe₂O₃ (оксид железа) + 8SO₂ (сернистый газ).

В условиях лаборатории сернистый газ можно получить путем воздействия сильных кислот на гидросульфиты и сульфиты. При этом получившаяся сернистая кислота сразу распадается на воду и сернистый газ. Например:

Na₂SO₃ (сульфит натрия) + H₂SO₄ (серная кислота) = Na₂SO₄ (сульфат натрия) + H₂SO₃ (сернистая кислота). H₂SO₃ (сернистая кислота) = H₂O (вода) + SO₂ (сернистый газ).

Третий способ получения сернистого ангидрида заключается в воздействии концентрированной серной кислоты при нагревании на малоактивные металлы. Например: Cu (медь) + 2H₂SO₄ (серная кислота) = CuSO₄ (сульфат меди) + SO₂ (диоксид серы) + 2H₂O (вода).

Химические свойства диоксида серы

Формула сернистого газа - SO₂. Это вещество относится к кислотный оксидам.

1. Диоксид серы растворяется в воде, при этом образуется сернистая кислота. В обычных условиях данная реакция обратима.

SO₂ (диоксид серы) + H₂O (вода) = H₂SO₃ (сернистая кислота).

2. С щелочами диоксид серы образует сульфиты. Например: 2NaOH (гидроксид натрия) + SO₂ (сернистый газ) = Na₂SO₃ (сульфит натрия) + H₂O (вода).

3. Химическая активность сернистого газа достаточно велика. Наиболее выражены восстановительные свойства сернистого ангидрида. В таких реакциях степень окисления серы повышается. Например: 1) SO₂ (диоксид серы) + Br₂ (бром) + 2H₂O (вода) = H₂SO₄ (серная кислота) + 2HBr (бромоводород); 2) 2SO₂ (диоксид серы) + O₂ (кислород) = 2SO₃ (сульфит); 3) 5SO₂ (диоксид серы) + 2KMnO₄ (перманганат калия) + 2H₂O (вода) = 2H₂SO₄ (серная кислота) + 2MnSO₄ (сульфат марганца) + K₂SO₄ (сульфат калия).

Последняя реакция - это пример качественной реакции на SO2 и SO3. Происходит обесцвечивание раствора фиолетового цвета).

4. В условиях присутствия сильных восстановителей сернистый ангидрид может проявлять свойства окислительные. Например, для того чтобы в металлургической промышленности извлечь серу из отходящих газов, используют восстановление диоксида серы оксидом углерода (CO): SO₂ (диоксид серы) + 2CO (оксид углерода) = 2CO₂ (диоксид углерода) + S (сера).

Также окислительные свойства этого вещества используют в целях получения фосфорноваристой ксилоты: PH₃ (фосфин) + SO₂ (сернистый газ) = H₃PO₂ (фосфорноваристая кислота) + S (сера).

Где применяют сернистый газ

В основном диоксид серы используют для получения кислоты серной. Также его применяют как консервант (Е-220) в производстве слабоалкогольных напитков (вино и другие напитки средней ценовой категории). Благодаря свойству этого газа убивать различные микроорганизмы, им окуривают складские помещения и овощехранилища. Помимо этого, оксид серы используют для отбеливания шерсти, шелка, соломы (тех материалов, которые нельзя отбелить хлором). В лабораториях сернистый газ применяют в качестве растворителя и в целях получения различных солей кислоты сернистой.

Физиологическое воздействие

Сернистый газ обладает сильными токсическими свойствами. Симптомы отравления - это кашель, насморк, охриплость голоса, своеобразный привкус во рту, сильное першение в горле. При вдыхании диоксида серы в высоких концентрациях возникает затруднение глотания и удушье, расстройство речи, тошнота и рвота, возможно развитие острого отека легких.

ПДК сернистого газа: - в помещении - 10 мг/м³; - среднесуточная максимально-разовая в атмосферном воздухе - 0,05 мг/м³.

Чувствительность к диоксиду серы у отдельных людей, растений и животных различна. Например, среди деревьев наиболее устойчивы дуб и береза, а наименее - ель и сосна.