Svovl(IV)oxid

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 26. august 2022; checks kræver 6 redigeringer .
Svovloxid (IV).
Generel
Systematisk
navn
Svovloxid (IV).
Chem. formel SO2 _
Rotte. formel SO2 _
Fysiske egenskaber
Stat farveløs gas
Molar masse 64,054 g/ mol
Massefylde 0,002927 g/cm³
Ioniseringsenergi 12,3 ± 0,1 eV [6]
Termiske egenskaber
Temperatur
 •  smeltning -75,5°C
 •  kogning -10,01°C
tredobbelt punkt 197,69 K (-75,46 °C), 0,0157 MPa [1]
Kritisk punkt 430,7 (157,55 °C), 7,88 MPa, 122 cm3 /mol [2 ]
Entalpi
 •  uddannelse -296,90 [3] [4] ; —297,05 [5]  kJ/mol
Damptryk 3,2 ± 0,1 atm [6]
Kemiske egenskaber
Opløselighed
 • i vand 11,5 g/100 ml
Klassifikation
Reg. CAS nummer [7446-09-5]
PubChem
Reg. EINECS nummer 231-195-2
SMIL   O=S=O
InChI   InChI=1S/O2S/c1-3-2RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N
Codex Alimentarius E220
RTECS WS4550000
CHEBI 18422
ChemSpider
Sikkerhed
Begræns koncentrationen 10 mg/m³
Toksicitet Fareklasse III
ECB ikoner
NFPA 704 NFPA 704 firfarvet diamant 0 3 0
Data er baseret på standardbetingelser (25 °C, 100 kPa), medmindre andet er angivet.
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Svovloxid (IV) ( svovldioxid , svovldioxid , svovldioxid , svovldioxid ) er en forbindelse af svovl med oxygen af ​​sammensætningen S O 2 . Under normale forhold er det en farveløs gas med en karakteristisk skarp lugt (lugten af ​​en tændt tændstik ). Det er giftigt i høje koncentrationer . Det bliver flydende under tryk ved stuetemperatur. Det opløses i vand og danner ustabil svovlsyre ; opløselighed 11,5 g/100 g vand ved 20 °C, falder med stigende temperatur. Det opløses også i ethanol og svovlsyre . En af hovedkomponenterne i vulkanske gasser . Registreret som fødevaretilsætningsstof med nummeret E220 .

Henter

En industriel metode til opnåelse er afbrænding af svovl eller ristning af sulfider , hovedsageligt pyrit .

Under laboratorieforhold og i naturen opnås SO 2 ved påvirkning af stærke syrer på sulfitter og hydrosulfitter. Den resulterende svovlsyre H 2 SO 3 nedbrydes straks til SO 2 og H 2 O:

Kemiske egenskaber

Henviser til sure oxider . Det opløses i vand for at danne svovlsyrling (under normale forhold er reaktionen reversibel):

Danner sulfitter med alkalier :

Den kemiske aktivitet af SO 2 er meget høj. De mest udtalte reducerende egenskaber af SO 2 , graden af ​​oxidation af svovl i sådanne reaktioner stiger:

Den næstsidste reaktion er en kvalitativ reaktion på sulfitionen SO 3 2− og til SO 2 (misfarvning af den violette opløsning).

I nærvær af stærke reduktionsmidler er SO 2 i stand til at udvise oxiderende egenskaber . For eksempel, for at udvinde svovl fra affaldsgasser fra den metallurgiske industri, anvendes SO 2 reduktion med kulilte (II) :

Eller for at få hypofosforsyre:

Ansøgning

Det meste af svovl(IV)oxidet bruges til at fremstille svovlsyrling. Det bruges også til vinfremstilling som konserveringsmiddel (fødevaretilsætning E220 ). Gas dræber mikroorganismer, så grøntsagsforretninger og varehuse desinficeres med det. Svovl(IV)oxid bruges til at blege halm, silke og uld, materialer der ikke kan bleges med klor . Det bruges også som opløsningsmiddel i laboratorier [7] . Svovloxid (IV) bruges også til at opnå forskellige salte af svovlsyre.

Toksicitet og sikkerhed

Svovloxid (IV) SO 2 (svovldioxid) i høje doser er meget giftigt . Symptomer på svovldioxidforgiftning er løbende næse, hoste, hæshed, alvorlig halsbetændelse og en ejendommelig eftersmag. Hvis svovldioxid indåndes i en højere koncentration - er kvælning, taleforstyrrelse, synkebesvær, opkastning, akut lungeødem mulig.

Ved kortvarig indånding virker det stærkt irriterende, giver hoste og ondt i halsen.

MPC (maksimal tilladt koncentration):

Ifølge graden af ​​påvirkning på den menneskelige krop tilhører svovldioxid fareklassen III ("moderat farligt kemikalie") i henhold til GOST 12.1.007-76.

Interessant nok er følsomheden over for SO 2 meget forskellig hos individer, dyr og planter. Blandt planter er birk og eg således de mest modstandsdygtige over for svovldioxid, de mindst modstandsdygtige er rose, fyr og gran.

Ifølge undersøgelsen [8] kan den gennemsnitlige lugtopfattelsestærskel overskride MPC (21 mg/m3), og hos nogle mennesker var tærsklen signifikant højere end gennemsnitsværdien.

Som kosttilskud anses svovloxid for at være sikkert at indtage, men det kan forårsage allergiske reaktioner hos astmatikere [9] . No-obvious-adverse-effect- niveauet (NOEL) er 70 mg/kg kropsvægt hos dyr, det acceptable daglige indtag (ADI) er 0,7 mg/kg menneskelig kropsvægt ifølge Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet (EFSA) [9 ] . Dette tal er i overensstemmelse med udtalelsen fra Den Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA), som fastsatte et tilsvarende ADI-niveau i 1998 [10] .

U.S. Food and Drug Administration (FDA) anerkender svovloxid som et " generelt anerkendt som sikkert " (GRAS) kosttilskud, bortset fra dets brug i fødevarer, der er anerkendt som en kilde til vitamin B1 ( thiamin ), fordi svovloxid (sammen med svovl) oxidfrigivende tilsætningsstoffer E220 -E228 ) nedbryder dette mikronæringsstof , og dets anvendelse på listen over fødevarer, der er rige på vitamin B1, samt i frugt og grøntsager er forbudt [11] .

Biologisk rolle

Rollen af ​​endogent svovldioxid i pattedyrorganismens fysiologi er endnu ikke blevet fuldstændig belyst. [12] Svovldioxid blokerer nerveimpulser fra lungestrækningsreceptorer og eliminerer den refleks, der opstår som reaktion på lungeoverekstension, og stimulerer derved dybere vejrtrækning.

Det har vist sig, at endogent svovldioxid spiller en rolle i forebyggelsen af ​​lungeskader, reducerer dannelsen af ​​frie radikaler, oxidativt stress og inflammation i lungevævet, mens eksperimentel lungeskade forårsaget af oliesyre tværtimod ledsages af et fald i dannelsen af ​​svovldioxid og aktiviteten medieret af det, intracellulære veje og øget dannelse af frie radikaler og niveauer af oxidativt stress. Endnu vigtigere, blokering af et enzym, der fremmer dannelsen af ​​endogent svovldioxid i eksperimentet, bidrog til øget lungeskade, oxidativ stress og inflammation og aktivering af apoptose af lungevævsceller. Omvendt førte berigelsen af ​​forsøgsdyrs krop med svovlholdige forbindelser, såsom glutathion og acetylcystein , der tjener som kilder til endogent svovldioxid, ikke kun til en stigning i indholdet af endogent svovldioxid, men også til et fald. i dannelsen af ​​frie radikaler, oxidativt stress, inflammation og apoptose af lungevævsceller. [13]

Det menes, at endogent svovldioxid spiller en vigtig fysiologisk rolle i reguleringen af ​​det kardiovaskulære systems funktioner, og forstyrrelser i dets stofskifte kan spille en vigtig rolle i udviklingen af ​​sådanne patologiske tilstande som pulmonal hypertension, hypertension, vaskulær åreforkalkning, koronar . hjertesygdomme , iskæmi-reperfusion og andre [14]

Det er blevet vist, at hos børn med medfødte hjertefejl og pulmonal hypertension er niveauet af homocystein (en skadelig giftig metabolit af cystein ) øget, og niveauet af endogent svovldioxid reduceres, og graden af ​​stigning i niveauet af homocystein og graden af ​​fald i produktionen af ​​endogent svovldioxid korreleret med sværhedsgraden af ​​pulmonal hypertension. Det foreslås at bruge homocystein som en markør for sværhedsgraden af ​​disse patienters tilstand, og det er angivet, at metabolismen af ​​endogent svovldioxid kan være et vigtigt terapeutisk mål hos disse patienter. [femten]

Det er også blevet vist, at endogent svovldioxid reducerer den proliferative aktivitet af vaskulære endotheliale glatte muskelceller ved at hæmme aktiviteten af ​​MAPK-signalvejen og samtidig aktivere adenylatcyklase -vejen og proteinkinase A. [16] Og spredningen af ​​glatte muskelceller i blodkarvæggene betragtes som en af ​​mekanismerne for hypertensiv vaskulær ombygning og et vigtigt led i patogenesen af ​​arteriel hypertension og spiller også en rolle i udviklingen af ​​stenose (indsnævring af lumen) af blodkar, der disponerer for udviklingen af ​​aterosklerotiske plaques i dem.

Endogent svovldioxid har en endotelafhængig vasodilatorisk effekt ved lave koncentrationer, og ved højere koncentrationer bliver det en endotel-uafhængig vasodilator og har også en negativ inotrop effekt på myokardiet (reducerer kontraktil funktion og hjertevolumen , hjælper med at sænke blodtrykket) . Denne vasodilaterende virkning af svovldioxid medieres gennem ATP-følsomme calciumkanaler og L-type ("dihydropyridin") calciumkanaler. Under patofysiologiske forhold har endogen svovldioxid en antiinflammatorisk virkning og øger antioxidantreserven i blod og væv, for eksempel ved eksperimentel pulmonal hypertension hos rotter. Endogent svovldioxid reducerer også forhøjet blodtryk og hæmmer hypertensiv vaskulær ombygning hos rotter i eksperimentelle modeller for hypertension og pulmonal hypertension. Nylige (2015) undersøgelser viser også, at endogent svovldioxid er involveret i reguleringen af ​​lipidmetabolisme og i iskæmi-reperfusionsprocesser. [17]

Endogent svovldioxid reducerer også myokardieskader forårsaget af eksperimentel hyperstimulering af adrenoreceptorer med isoproterenol og øger myokardial antioxidantreserve. [atten]

Atmosfærisk påvirkning

Svovldioxid er en af ​​de vigtigste gasser, der forurener atmosfæren på grund af dens dannelse i store mængder som affald.

Den største fare er forurening med svovlforbindelser, som frigives til atmosfæren ved forbrænding af kulbrændsel, olie og naturgas samt ved smeltning af metaller og fremstilling af svovlsyre.

Menneskeskabt svovlforurening er to gange højere end naturlig [19] [20] . Svovlsyreanhydrid dannes ved den gradvise oxidation af svovlsyreanhydrid af oxygen i luften med deltagelse af lys. Slutproduktet af reaktionen er en aerosol af svovlsyre i luften, en opløsning i regnvand (i skyer). Når det falder ud med nedbør, forsurer det jorden, forværrer luftvejssygdomme og har en skjult deprimerende effekt på menneskers sundhed. Udfældningen af ​​svovlsyreaerosol fra røgudbrud fra kemiske virksomheder observeres oftere ved lav overskyethed og høj luftfugtighed. Planter i nærheden af ​​sådanne virksomheder er sædvanligvis tæt oversået med små nekrotiske pletter dannet på steder med dråber af svovlsyre, hvilket beviser dets tilstedeværelse i miljøet i betydelige mængder. Pyrometallurgiske virksomheder inden for ikke-jern- og jernmetallurgi samt termiske kraftværker udsender årligt titusindvis af millioner tons svovlsyreanhydrid til atmosfæren.

Det skal også bemærkes, at svovldioxid har et maksimum i lysabsorptionsspektret i det ultraviolette område (190-220 nm), hvilket falder sammen med maksimum i ozonabsorptionsspektret. Denne egenskab af svovldioxid tyder på, at tilstedeværelsen af ​​denne gas i atmosfæren også har en positiv effekt, hvilket forhindrer forekomsten og udviklingen af ​​onkologiske sygdomme i den menneskelige hud. Svovldioxid i Jordens atmosfære svækker væsentligt drivhusgassernes (kuldioxid, metan) virkning på væksten af ​​atmosfærisk temperatur [21] .

Svovldioxid når sine højeste koncentrationer på den nordlige halvkugle, især over territoriet i USA, Europa, Kina, den europæiske del af Rusland og Ukraine. På den sydlige halvkugle er indholdet meget lavere [22] .

Noter

  1. Fedorov P.I. , Triple point, 1998 , s. 12.
  2. Khazanova N. E. , Critical state, 1990 , s. 543.
  3. Karapetyants M. Kh., Drakin S. I. , Generel og uorganisk kemi, 2000 , s. 181.
  4. Standardentalpier for dannelse, standard Gibbs energier for dannelse af uorganiske stoffer og deres standardentropier ved 298,15 K. Hentet 22. december 2020. Arkiveret fra originalen 27. juli 2020.
  5. Kireev V. A. , Kort kursus i fysisk kemi, 1978 , s. 179.
  6. 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0575.html
  7. Gordon A., Ford R. Chemist's Companion / Per. på russisk E. L. Rozenberg, S. I. Koppel. — M .: Mir, 1976. — 544 s.
  8. Mary O. Amdur, Walter W. Melvin, Philip Drinker. Virkninger af indånding af svovldioxid af mennesker  //  The Lancet. - Elsevier BV, 1953. - 1. oktober (bd. 262 ( iss. 6789 ). - P. 758-759. - ISSN 0140-6736 . - doi : 10.1016/S0140-6736(53)91455-9 . november . 2019.
  9. ↑ 1 2 EFSA-panelet om fødevaretilsætningsstoffer og næringsstofkilder tilføjet til fødevarer (ANS). videnskabelig udtalelse om revurdering af svovldioxid (E 220), natriumsulfit (E 221), natriumbisulfit (E 222), natriummetabisulfit (E 223), kaliummetabisulfit (E 224), calciumsulfit (E 226), calciumbisulfit (E 227) og kaliumbisulfit (E 228) som fødevaretilsætningsstoffer  // EFSA Journal. — 2016-04. - T. 14 , nej. 4 . doi : 10.2903 /j.efsa.2016.4438 .
  10. Verdenssundhedsorganisationen. SVOLVDIOXID  // Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives.
  11. CFR - Code of Federal Regulations Titel  21 . FDA . Hentet: 16. oktober 2022.
  12. Liu, D.; Jin, H; Tang, C; Du, J. Svovldioxid: et nyt gasformigt signal i reguleringen af ​​kardiovaskulære funktioner  // Mini-Reviews in Medicinal  Chemistry : journal. - 2010. - Bd. 10 , nej. 11 . - S. 1039-1045 . — PMID 20540708 . Arkiveret fra originalen den 26. april 2013.
  13. Chen S, Zheng S, Liu Z, Tang C, Zhao B, Du J, Jin H. Endogent svovldioxid beskytter mod oliesyre-induceret akut lungeskade i forbindelse med hæmning af oxidativt stress hos rotter.  // Lab Invest .. - Feb 2015. - T. 95 , no. 95(2) , nr. 2 . - S. 142-156 . - doi : 10.1038/labinvest.2014.147 . — PMID 25581610 .
  14. Tian H. Fremskridt i undersøgelsen af ​​endogent svovldioxid i det kardiovaskulære system.  // Chin Med J. - Nov 2014. - T. 127 , no. 127(21) , nr. 21 . - S. 3803-3807 . — PMID 25382339 .
  15. Yang R, Yang Y, Dong X, Wu X, Wei Y. Korrelation mellem endogent svovldioxid og homocystein hos børn med pulmonal arteriel hypertension forbundet med medfødt hjertesygdom  (kinesisk)  // Zhonghua Er Ke Za Zhi. - Aug 2014. -52卷,第52(8)期,第8数. —第625—629页. — PMID 25224243 .
  16. Liu D, Huang Y, Bu D, Liu AD, Holmberg L, Jia Y, Tang C, Du J, Jin H. Svovldioxid hæmmer vaskulær glatmuskelcelleproliferation via undertrykkelse af Erk/MAP-kinasevejen medieret af cAMP/PKA-signalering . // Cell Death Dis.. - Maj 2014. - Vol. 5 , no. 5(5) , nr. 5 . - S. e1251 . - doi : 10.1038/cddis.2014.229. . — PMID 24853429 .
  17. Wang XB, Jin HF, Tang CS, Du JB. Den biologiske effekt af endogent svovldioxid i det kardiovaskulære system.  // Eur J Pharmacol.. - 16. nov 2011. - T. 670 , no. 670(1) , nr. 1 . - doi : 10.1016/j.ejphar.2011.08.031 . — PMID 21925165 .
  18. Liang Y, Liu D, Ochs T, Tang C, Chen S, Zhang S, Geng B, Jin H, Du J. Endogent svovldioxid beskytter mod isoproterenol-induceret myokardieskade og øger myokardial antioxidantkapacitet hos rotter. // Lab Invest.. - Jan 2011. - T. 91 , no. 91, stk. 1 , nr. 1 . - S. 12-23 . - doi : 10.1038/labinvest.2010.156 . — PMID 20733562 .
  19. Svovlsyreanhydrid, dets indvirkning på miljøet . Hentet 21. november 2013. Arkiveret fra originalen 23. november 2014.
  20. Grundlæggende om beregning af normer for PDV . Hentet 21. november 2013. Arkiveret fra originalen 20. april 2015.
  21. Problemer med luftforurening. Drivhuseffekt. . Hentet 21. november 2013. Arkiveret fra originalen 3. december 2013.
  22. Miljøkriser . Hentet 21. november 2013. Arkiveret fra originalen 10. juni 2015.

Litteratur

Links