2021-07-04 15:41:37

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二氧化硫(化学式:SO2),又称亚硫酸酐,是最常见的硫氧化物,硫酸原料气的主要成分。二氧化硫是无色气体,有强烈刺激性气味,是大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中,会形成亚硫酸(酸雨的主要成分)。若在催化剂(如二氧化氮)的存在下,SO2进一步氧化,便会生成硫酸(H2SO4),碰到皮肤会腐蚀使用时要小心。

基本信息

  • 中文名

    二氧化硫

  • 化学式

    SO2

  • 相对分子质量

    64.06

  • 化学品类别

    酸性气体

  • 是否管制

  • 熔 点

    -75.5 ℃

  • 沸 点

    -10 ℃

  • 密 度

    2.26

  • 水溶性

    易溶于水

  • CAS登录号

    7446-09-5

折叠 编辑本段 基本简介

二氧化硫(化学式:SO2)是最常见的硫氧化物。无色,有强烈刺激性的有毒气体。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体,在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于中,会形成亚硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO2进一步氧化,通常在催化剂如二氧化氮的存在下,便会生成硫酸。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。

中文名称:二氧化硫

中文别名:亚硫酸酐(二氧化硫溶液);二氧化硫(气)

折叠 编辑本段 英文名称

sulfur dioxide

英文别名:231-195-2; Oxosulfane oxide; Schwefeldioxyd; Siarki dwutlenek; sulfane, oxo-, oxide; Sulfur dioxide (SO2); Sulfur dioxide [UN1079] [Poison gas]; SULFUR OXIDE; Sulfur oxide (SO2)

CAS:7446-09-5

EINECS:231-195-2

分子式:S分子量:64.053O2

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折叠 编辑本段 基本结构

SO2是一个弯曲的分子,其对称点群为C2v。硫原子的氧化态为+4,形式电荷为0,被5个电子对包围着,因此可以描述为超价分子。从分子轨道理论的观点来看,可以认为这些价电子大部分都参与形成S-O键。二氧化硫结构二氧化硫结构SO2中的S-O键长(143.1 pm)要比一氧化硫中的S-O键长(148.1 pm)短,而O3中的O-O键长(127.8 pm)则比氧气O2中的O-O键长(120.7 pm)长。SO2的平均键能(548 kJ mol)要大于SO的平均键能(524 kJ mol),而O3的平均键能(297 kJ mol)则小于O2的平均键能(490 kJ mol)。这些证据使化学家得出结论:二氧化硫中的S-O键的键级至少为2,与臭氧中的O-O键不同,臭氧中的O-O键的键级为1.5。

分子结构与极性:V形分子,极性分子。

折叠 编辑本段 基本性质

物理性质

无色,常温下为无色有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易液化,易溶于水(约为1:40)密度2.551g/L。(气体,20摄氏度下)二氧化硫是一种主要的大气污染物。

熔点:-72.4℃(200.75K)

沸点:-10℃(263K)

溶解度:

22 g/100mL(0℃)15 g/100mL(10℃)
11 g/100mL(20℃)9.4 g/100mL(25 ℃)
8 g/100mL(30℃)6.5 g/100mL(40 ℃)
5 g/100mL(50℃)4 g/100mL(60℃)
3.5 g/100mL(70 ℃)3.4 g/100mL(80 ℃)
3.5 g/100mL(90 ℃)3.7 g/100mL(100℃)

化学性质

二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成

S(s) +O2(g) =点燃= SO2(g)

硫化氢可以燃烧生成二氧化硫

2H2S(g) + 3O2(g) =点燃= 2H2O(g) + 2SO2(g)

加热硫铁矿,闪锌矿,硫化汞,可以生成二氧化硫实验制法实验制法4FeS2(s) + 11O2(g) === 2Fe2O3(s) + 8SO2(g)

2ZnS(s) + 3O2(g) === 2ZnO(s) + 2SO2(g)

HgS(s) + O2(g) === Hg(g) + SO2(g)

应用:用于生产硫以及作为杀虫剂、杀菌剂、漂白剂和还原剂。在大气中,二氧化硫会氧化而成硫酸雾或硫酸盐气溶胶,是环境酸化的重要前驱物。大气中二氧化硫浓度在0.5ppm以上对人体已有潜在影响;在1~3ppm时多数人开始感到刺激;在400~500ppm时人会出现溃疡和肺水肿直至窒息死亡。二氧化硫与大气二氧化硫二氧化硫中的烟尘有协同作用。当大气中二氧化硫浓度为0.21ppm,烟尘浓度大于0.3mg/lL,可使呼吸道疾病发病率增高,慢性病患者的病情迅速恶化。如伦敦烟雾事件、马斯河谷事件和多诺拉等烟雾事件,都是这种协同作用造成的危害。

按照Claude Ribbe在《拿破仑的罪行》一书中的记载,二氧化硫在19世纪早期被一些在海地的君主当作一种毒药来镇压奴隶的反抗。

二氧化硫对食品有漂白(原理:与有色物质化合成无色不稳定物质)和防腐作用,使用二氧化硫能够达到使产品外观光亮、洁白的效果(特点:漂白不彻底),是食品加工中常用的漂白剂和防腐剂,但必须严格按照国家有关范围和标准使用,否则,会影响人体健康。国内工商部门和质量监督部门曾多次查出部分地方的个体商贩或有些食品生产企业,为了追求其产品具有良好的外观色泽,或延长食品包装期限,或为掩盖劣质食品,在食品中违规使用或超量使用二氧化硫类添加剂。

折叠 编辑本段 生产方法

工业制备

二氧化硫(SO2)工业制备工业制备

制取二氧化硫的方法有:焚烧硫磺;焙烧硫铁矿或有色金属硫化矿;焚烧含硫化氢的气体;煅烧石膏或磷石膏;加热分解废硫酸或硫酸亚铁;以及从燃烧含硫燃料的烟道气中回收(见硫酸原料气)。

生产液体二氧化硫时通常先制得纯二氧化硫气体,然后经压缩或冷冻将其液化。重要的工业生产方法有:

①哈涅希-希洛特法。此法始创于1884年,以水作吸收剂,吸收二氧化硫后的溶液以蒸汽解吸,解吸气经冷凝、干燥后液化。现在发展了加压水吸收法。

②氨-硫酸法。此法常用于一次转化的接触法硫酸厂中尾气二氧化硫的回收。以氨水为原始吸收剂,用硫酸分解吸收液,制得纯二氧化硫气体。

③溶液吸收法。以无机或有机溶液吸收低浓度二氧化硫气体,然后将吸收液加热再生,制得纯二氧化硫。主要的吸收剂有碳酸钠、柠檬酸钠、碱式硫酸铝、有机胺类等的溶液。

④直接冷凝法。以冷冻法从含二氧化硫的气体中将其部分冷凝分离,直接制得液体二氧化硫,未冷凝的二氧化硫返回硫酸生产系统。

三氧化硫-硫磺法。使液体硫磺与三氧化硫在反应器中进行反应,制得纯二氧化硫气体。

实验室制备

实验室通常用亚硫酸钠与浓硫酸反应制取二氧化硫

Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2(g)+H2O

或用铜与浓硫酸加热反应

Cu+2H2SO4=△=CuSO4+SO2(g)+2H2O

尾气处理:通入氢氧化钠溶液

2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O

其它方法

二氧化硫可以在硫磺燃烧的条件下生成

S(s)+O2(g) → SO2(g)

硫化氢可以燃烧生成二氧化硫

2H2S(g) +3O2(g) → 2H2O(g) +2SO2(g)

加热硫铁矿,闪锌矿,硫化汞,可以生成二氧化硫

4FeS2(s) +11O2(g) → 2Fe2O3(s) +8SO2(g)

2ZnS(s) +3O2(g) → 2ZnO(s) +2SO2(g)

HgS(s) +O2(g) → Hg(g) +SO2(g)

折叠 编辑本段 相关危害

易被湿润的粘膜表面吸收生成亚硫酸、硫酸。对眼及呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。

轻度中毒时,发生流泪、畏光、咳嗽,咽、喉灼痛等;严重中毒可在数小时内发生肺水肿;极高浓度吸入可引起反射性声门痉挛而致窒息。皮肤或眼接触发生炎症或灼伤。慢性影响:长期低浓度接触,可有头痛、头昏、乏力等全身症状以及慢性鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉及味觉减退等。少数工人有牙齿酸蚀症。

折叠 编辑本段 检测仪器

1、便携式二氧化硫检测仪

HFPCY-SO2便携式二氧化硫检测仪,是一种可连续检测作业环境中二氧化硫浓度的仪器。二氧化硫检测仪为自然扩散方式检测气体浓度,采用进口电化学传感器,具有极好的灵敏度和出色的重复性;二氧化硫检测仪采用嵌入式微控制技术,菜单操作简单,功能齐全,可靠性高,整机性能居国内领先水平。检测仪外壳采用高强度工程材料、复合弹性橡胶材料精制而成,强度高、手感好。

2、泵吸式二氧化硫检测仪

CY-CO泵吸式二氧化硫检测仪采用内置吸气泵,可快速检测工作环境中二氧化硫浓度。泵吸式二氧化硫检测仪采用进口电化学传感器,具有非常清晰的大液晶显示屏,声光报警提示,保证在非常不利的工作环境下也可以检测危险气体并及时提示操作人员预防。

3、在线式二氧化硫检测报警器

HFTCY-SO2在线式二氧化硫检测报警器由气体检测报警控制器和固定式二氧化硫检测器组成,气体检测报警控制器可放置于值班室内,对各监测点进行监测控制,二氧化硫检测器安装于气体最易泄露的地点,其核心部件为气体传感器。二氧化硫检测器将传感器检测到的二氧化硫浓度转换成电信号,通过线缆传输到气体检测报警控制器,气体浓度越高,电信号越强,当气体浓度达到或超过报警控制器设置的报警点时,气体检测报警控制器发出报警信号,并可启动电磁阀、排气扇等外联设备,自动排除隐患。在线式二氧化硫检测报警器广泛应用于石油、化工、冶金、电力、煤矿、水厂等环境,有效防止爆炸事故的发生。

折叠 编辑本段 相关措施

皮肤接触

立即脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗至少15分钟。就医。

二氧化硫二氧化硫

眼睛接触

提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。

吸入

迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。

食入

用水漱口,饮牛奶或生蛋清。就医。

安全信息

  • RTECS号:WS4550000
  • WGK Germany:1
  • 危险类别:2.3
  • 安全说明:S9-S26-S36/37/39-S45
  • 危险品运输编码:UN 2037 2.3
  • 海关编码:2811290090
  • 危险品标志:T:Toxic
  • 危险类别码:R23;R34

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