이산화황 (SO2) : 구조, 특성, 용도, 위험 - 화학 - 2025

이산화황 황 (S), 산소 (O)로 이루어지는 기체, 무기 화합물, 및 화학식 SO이다 ₂ . 자극적이고 질식하는 냄새가 나는 무색의 가스입니다. 또한 물에 용해되어 산성 용액을 형성합니다. 화산은 분화 중에 대기로 방출합니다.

그것은 유황의 생물학적 및 지구 화학적 순환의 일부이지만 석유 정제 및 화석 연료 (예 : 석탄 또는 디젤) 연소와 같은 특정 인간 활동에 의해 대량으로 생성됩니다.

이산화황 SO ₂ 분출 화산 중에 방출된다. Brocken Inaglory. 출처 : Wikimedia Commons.

SO ₂ 종이 펄프 다른 화합물과 표백 후 흰색 유지할 수있는 환원제이다. 또한이 화학 물질로 처리 된 물에서 미량의 염소를 제거하는 역할도합니다.

일부 식품을 보존하고 포도 주스가 발효되어 맥주를 만들기 위해 와인이나 보리를 생산하는 용기를 소독하는 데 사용됩니다.

또한 농업에서 살균제, 황산을 얻기 위해, 용매 및 화학 반응의 중간체로 사용됩니다.

대기에 존재 하는 SO ₂ 는 많은 식물에 해롭고, 물에서는 물고기에 영향을 미치며 인간이 생성 한 물질을 부식시키는 "산성비"를 일으키는 원인 중 하나입니다.

구조

이산화황 분자는 대칭이며 각도를 형성합니다. 각도는 SO ₂ 가 고독한 전자 쌍, 즉 어떤 원자와도 결합을 형성하지 않지만 자유인 전자를 가지고 있기 때문입니다.

각 모양과 한 쌍의 자유 전자가 관찰되는 이산화황의 루이스 구조. WhittleMario. 출처 : Wikimedia Commons.

명명법

-이산화황

-무수 황

-산화 황.

속성

몸 상태

무색 가스.

분자 무게

64.07g / 몰

녹는 점

-75.5ºC

비점

-10.05 ºC

밀도

가스 : 0 ° C에서 2.26 (공기 대비, 즉 공기 밀도 = 1). 이것은 공기보다 무겁다는 것을 의미합니다.

액체 : 1.4 ~ -10 ° C (물 대비, 즉 물의 밀도 = 1).

용해도

물에 용해 됨 : 0 ° C에서 17.7 %; 15 ° C에서 11.9 %; 25 ° C에서 8.5 %; 35 ° C에서 6.4 %

에탄올, 디 에틸 에테르, 아세톤 및 클로로포름에 용해됩니다. 비극성 용매에 덜 용해됩니다.

pH

수성 SO ₂ 용액 은 산성입니다.

화학적 특성

SO ₂ 는 강력한 환원 및 산화제입니다. 공기와 촉매가 있으면 SO _3로 산화됩니다 .

SO ₂ + O ₂ → SO ₃

고독한 전자 쌍은 때때로 루이스 염기처럼 행동하게 만듭니다. 즉, 전자가없는 원자가있는 화합물과 반응 할 수 있습니다.

SO ₂ 가 기체 형태이고 건조한 경우 철, 강철, 구리-니켈 합금 또는 니켈-크롬-철을 공격하지 않습니다. 그러나 액체 상태이거나 젖은 상태이면 이러한 금속에 부식이 발생합니다.

액체 SO ₂ 0.2 % 물 이상의 철, 황동 및 구리 강한 부식을 생성한다. 알루미늄을 부식시킵니다.

액체 인 경우 일부 플라스틱, 고무 및 코팅을 공격 할 수도 있습니다.

수성 SO 솔루션

SO ₂ 는 물에 매우 잘 녹습니다. 오랫동안 물에서 아황산 H ₂ SO _3을 형성한다고 생각 되었지만이 산의 존재는 입증되지 않았습니다.

물 속의 SO ₂ 용액 에서 다음과 같은 평형이 발생합니다.

SO ₂ + H ₂ O ⇔ SO ₂ .H ₂ O

SO ₂ · H ₂ O ⇔ HSO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

HSO ₃ ^- + H ₂ O ⇔ SO ₃ ^2- + H ₃ O ⁺

여기서 HSO ₃ ^- 바이 설 파이트 이온 및 SO ₃ ^2- 아황산염 이온이다. 아황산염 이온 SO ₃ ^2- 는 주로 알칼리가 SO ₂ 용액에 첨가 될 때 생성됩니다 .

SO ₂ 수용액은 특히 알칼리성 인 경우 환원 특성을 갖는다.

기타 속성

-최대 2000 ° C까지 열에 대해 매우 안정적입니다.

-가연성이 없습니다.

구하기

SO ₂ SO 소량하더라도, 공기 중의 유황 (S)의 연소에 의해 얻어진 _3가 또한 형성된다 .

S + O ₂ → SO ₂

또한 공기 중의 다양한 황화물을 가열하고 황철광 광물과 황화물을 함유 한 광물을 태워서 생산할 수도 있습니다.

황철석의 경우 산화되면 산화철 (iii)과 SO2 _{가 얻어진다} .

4 FeS ₂ + 11 O ₂ → 2 Fe ₂ O ₃ + 8 SO ₂ ↑

자연의 존재

SO ₂ 화산 (9 %)의 활성에 의해 대기로 방출되지만, 또한 다른 자연적인 활동 (15 %)에 의해 인간의 행동 (76 %)에 의해 발생된다.

폭발적인 화산 폭발 은 대기 중 SO ₂ 의 연간 변동이나 변화를 일으 킵니다 . 25 % 정도의 것으로 추정되는 ₂ 화산 방출이 성층권에 도달하기 전에 비에 의해 씻겨.

천연 자원은 가장 풍부하고 황의 생물학적 순환 때문입니다.

도시 및 산업 지역에서는 인적 자원이 우세합니다. 그것을 생산하는 주요 인간 활동은 석탄, 가솔린 및 디젤과 같은 화석 연료의 연소입니다. 다른 인적 자원은 정유 공장, 화학 공장 및 가스 생산입니다.

이러한 전기 석탄 연소 인간 활동 SO의 원천 _이 오염 . Adrem68. 출처 : Wikimedia Commons.

포유류에서는 황 함유 아미노산 (S), 특히 L- 시스테인의 대사로 인해 내인성, 즉 동물과 인간의 체내에서 생성됩니다.

응용

황산 생산에서

SO ₂ 의 가장 중요한 용도 중 하나는 황산 H ₂ SO ₄ 를 얻는 것 입니다.

2 SO ₂ + 2 H ₂ O + O ₂ → 2 H ₂ SO ₄

가공 식품 산업에서

이산화황은 식품 방부제 및 안정제, 수분 조절제, 특정 식용 제품의 맛과 질감 조절 제로 사용됩니다.

양조장 및 포도주 양조장, 식품 용기 등과 같은 식품, 발효 장비와 접촉하는 장비를 소독하는데도 사용됩니다.

과일과 채소를 보존하고 슈퍼마켓 선반에서의 수명을 늘리며 색과 맛의 손실을 방지하고 비타민 C (아스코르브 산)와 카로틴 (비타민 A의 전구체)을 유지하는 데 도움이됩니다.

말린 과일은 SO에 곰팡이와 박테리아 덕분에 무료로 보관됩니다 ₂ . 저자 : Isabel Ródenas. 출처 : Pixabay.com

그것은 박테리아, 곰팡이 및 원하지 않는 효모를 파괴하기 때문에 와인을 보존하는 데 사용됩니다. 또한 맥주에서 니트로사민 생성을 살균하고 방지하는 데 사용됩니다.

맥주를 얻기위한 보리 발효 장비는 SO ₂ 로 살균됩니다 . 저자 : Cerdadebbie. 출처 : Pixabay.

또한 옥수수 알갱이를 담그고 사탕 무당을 희게하고 고 과당 옥수수 시럽을 제조 할 때 항균제로도 사용됩니다.

용매 및 시약

비 수성 용매로 널리 사용되었습니다. 이온화 용매는 아니지만 특정 분석 응용 프로그램 및 화학 반응을위한 양성자가없는 용매로 유용합니다.

유기 합성에서 용매 및 시약으로 사용되며 이산화 염소, 염화 아세틸과 같은 다른 화합물의 생산 및 오일의 술 폰화에서 중간체로 사용됩니다.

환원제로서

강하지 않음에도 불구하고 환원제로 사용되며 알칼리성 용액에서 아황산염 이온이 형성되어보다 에너지가 강한 환원제입니다.

다양한 애플리케이션에서

SO ₂ 도 사용됩니다.

-농업에서 수확 후 포도의 살균제 및 방부제로 사용됩니다.

-하이드로 설 파이트 제조.

- 그 후 수소로 표백 펄프를 안정화 할 수로서, 목재 펄프 및 종이 과산화물 표백제 H ₂ O ₂ ; SO ₂ 는 나머지 H ₂ O ₂ 를 파괴하여 작동 하므로 H ₂ O ₂ 가 밝기 반전을 유발할 수 있으므로 펄프의 밝기를 유지합니다 .

-섬유 섬유 및 고리 버들 제품을 희게합니다.

-식수, 폐수 또는 공업용 수의 염소 처리 후 잔류 염소를 제거하여 물을 처리합니다.

-광물 및 금속의 정제, 광물 처리 중 철의 환원제.

-산소를 포획하고 부식을 지연시키는 정유 및 추출 용매로 사용됩니다.

-항산화 제.

-유리 제조에서 알칼리 중화제로 사용됩니다.

-산화제로서 리튬 배터리.

OS의 효과

연구 것으로 나타났습니다 내생이나 신체 생산은 SO _2는 심장 기능의 조절과 혈관의 이완을 포함한 심장 혈관 시스템에 유익한 효과가있다.

SO 때 ₂ 신체에서 생산되고 그것은 HSO 중아 그 유도체로 변환되고, ₍₃₎ ^- SO 및 아황산 ₃ ^2- 동맥에있는이 발휘 폐쇄성 이완 효과.

내생 SO ₂ , 고혈압을 줄여 동맥 경화의 개발을 방지하고, 심근 손상으로부터 심장을 보호한다. 또한 항산화 작용을하며 염증과 세포 사멸 (프로그램 된 세포사)을 억제합니다.

이러한 이유로 심혈관 질환에 대한 가능한 새로운 치료법이 될 수 있다고 생각됩니다.

핵심은 SO 혜택을 누릴 수 있습니다 _이 몸에 의해 생산. 저자 : OpenClipart-Vectors. 출처 : Pixabay.

위험

- 노출 기체 SO _2는 눈, 피부, 목 점막, 기관지 및 폐 손상에 화상으로 이어질 수 있습니다.

-일부 연구에서는 포유류와 인간 세포의 유전 물질에 잠재적 인 손상 위험이 있다고보고합니다.

-부식성이 있습니다. 가연성이 아닙니다.

생태 독성

이산화황은 대기 중, 특히 도시 및 산업 지역에서 가장 흔한 오염 가스입니다.

대기 중에 존재하는 것은 수생 생물, 어류, 육상 식물에 해를 끼치는 이른바 "산성비"를 유발하고 인간이 만든 물질에 대한 부식에 기여합니다.

산성비로 손상된 기념비. 니노 바비 에리. 출처 : Wikimedia Commons.

SO _2는 물고기에 독성이있다. 녹색 식물은 대기 SO _2에 매우 민감합니다 . 알팔파, 면화, 보리 및 밀은 낮은 환경 수준에서 손상되는 반면 감자, 양파 및 옥수수는 훨씬 더 내성이 있습니다.

음식과 함께 섭취했을 때의 효과

건강한 사람에 무해하지만 인증 된 보건 기관에서 권장하는 농도로 사용하는 경우, SO _2는 음식을 가져가 민감한 사람에서 천식을 유도 할 수 있습니다.

SO의 작은 양의 음식을 섭취 할 때 민감한 사람들은 천식으로 고생 할 수 있습니다 ₂ . Malayalam Wikipedia의 Suraj. 출처 : Wikimedia Commons.

일반적으로 그것을 포함하는 식품은 말린 과일, 인공 청량 음료 및 알코올 음료입니다.

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