Dwutlenek siarki

Dwutlenek siarki
Nazewnictwo
Nomenklatura systematyczna (IUPAC)
konst.

ditlenek siarki, tlenek siarki(IV)

addyt.

dioksydosiarka[1]

Inne nazwy i oznaczenia
Stocka

tlenek siarki(IV)

inne

dwutlenek siarki, bezwodnik siarkawy

Ogólne informacje
Wzór sumaryczny

SO2

Masa molowa

64,06 g/mol

Wygląd

bezbarwny gaz[2]

Identyfikacja
Numer CAS

7446-09-5

PubChem

1119

InChI
InChI=1S/O2S/c1-3-2
InChIKey
RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N
Właściwości
Gęstość
0,002619 g/cm³[3]; gaz
Rozpuszczalność w wodzie
9,4 g/100 ml
w innych rozpuszczalnikach
etanol, eter dietylowy, chloroform[3]
Temperatura topnienia

−75,5 °C[3]

Temperatura wrzenia

−10,05 °C[3]

Punkt krytyczny

157,49 °C[4]; 7,884 MPa[4]

Kwasowość (pKa)

1,8

Lepkość

12,9 μPa·s (27 °C)[5]

Budowa
Moment dipolowy

1,63305 D[6]

Niebezpieczeństwa
Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich [dostęp 2019-02-24]
Globalnie zharmonizowany system
klasyfikacji i oznakowania chemikaliów
Na podstawie Rozporządzenia CLP, zał. VI[7]
Butla gazowa Działanie żrące Czaszka i skrzyżowane piszczele
Niebezpieczeństwo
Zwroty H

H314, H331

Zwroty P

P261, P280, P305+P351+P338, P310, P410+P403[8]

NFPA 704
Na podstawie
podanego źródła[9]
0
3
0
 
Numer RTECS

WS4550000

Podobne związki
Podobne związki

ditlenek selenu, ditlenek telluru, tlenek siarki, tritlenek siarki

Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą
stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Multimedia w Wikimedia Commons
Hasło w Wikisłowniku

Dwutlenek siarki, ditlenek siarki, nazwa Stocka: tlenek siarki (IV), SO
2 – nieorganiczny związek chemiczny z grupy tlenków siarki, w którym siarka znajduje się na IV stopniu utlenienia. W warunkach normalnych jest to bezbarwny gaz o ostrym, gryzącym i duszącym zapachu, silnie drażniący drogi oddechowe. Jest trujący dla zwierząt i szkodliwy dla roślin. Ma własności bakteriobójcze i pleśniobójcze. Jest produktem ubocznym spalania paliw kopalnych, przez co przyczynia się do zanieczyszczenia atmosfery (smog). Jego wzrost stężenia w powietrzu wpływa na liczbę ostrych zespołów wieńcowych[10]. Stosowany jako konserwant (E220), szczególnie powszechnie do win, także markowych. Dwutlenek siarki wykorzystuje się również do produkcji siarczynów, do bielenia (w przemyśle tekstylnym i papierniczym), dezynfekcji (znany już w starożytności) i jako czynnik chłodniczy. Jest produktem pośrednim podczas produkcji kwasu siarkowego. Rozpuszcza się m.in. w wodzie i acetonie.

Budowa cząsteczki

W fazie gazowej cząsteczka SO
2 ma kształt litery V[11]. Oba wiązania siarka–tlen mają długość 143 pm, a kąt między nimi wynosi 119,5°[12]. Atom siarki ma hybrydyzację sp2 i ma jedną wolną parą elektronową[11][13]. Struktury elektronowej cząsteczki SO
2 nie da się przedstawić jednym wzorem Lewisa(inne języki) z oktetem elektronów wokół atomu siarki[14] i cząsteczka bywa przedstawiana za pomocą struktur rezonansowych[13][14][15]:

Jednak długość wiązania siarka–tlen (143 pm) jest bardzo zbliżona do wiązania podwójnego (dS=O = 140 pm) i znacznie mniejsza niż wiązanie pojedyncze (dS−O = 163 pm), a kąt wiązań tlen–siarka–tlen wynosi 119°, wskazując na hybrydyzację sp2[11]. Także z porównania długości i energii wiązań w cząsteczkach SO
2 i SO z izoelektronowymi O
3 i O
2 można wnioskować, że rząd wiązania siarka–tlen w SO
2 wynosi co najmniej 2[16][17][18]:

Porównanie wiązań tlen–tlen
i siarka–tlen[16]
Wiązanie siarka–tlen O
2		 O
3		 SO SO
2
Długość [pm] 121 128 148 143
Energia [kJ/mol] 490 297 524 548
Kąt wiązania[12][19] – 116,8 – 119,5
Stabilność + – – +
Rząd wiązania 2 1,5 ? ≥ 2

Zgodnie z tymi informacjami budowę cząsteczki można zobrazować wzorem[17][18][11][19]:

W celu wyjaśnienia takiej struktury cząsteczki przywołuje się czasem udział pustego orbitalu 3d, co jednak jest zbędne[20] i nie znalazło potwierdzenia w modelach teoretycznych[21]. Wiązania siarka–tlen w SO
2 o rzędzie co najmniej 2 tłumaczy natomiast wkład wiązania kowalencyjnego rzędu ok. 1,5 wzmocnionego przez wiązanie jonowe rzędu ok. 1, spowodowanego różnicą elektroujemności atomów S i O[21][17][18]. Ponieważ w cząsteczce ozonu brak jest takich oddziaływań jonowych, ma ona odmienną geometrię, pomimo izoelektronowej struktury[16][11][19].

Charakterystyka chemiczna

Przemysłowo otrzymywany jest przez spalanie siarki[14][16]:

S + O
2 → SO
2

lub siarkowodoru[16]:

2H
2S + 3O
2 → 2SO
2 + 2H
2O

lub podczas prażenia rud siarczkowych w obecności powietrza, np.[14][16]:

4FeS
2 + 11O
2 → 2Fe
2O
3 + 8SO
2

W obecności katalizatora (np. V2O5) powstały dwutlenek utlenia się do trójtlenku siarki:

2SO
2 + O
2 → 2SO
3

(podobna reakcja zachodzi także w atmosferze z udziałem promieniowania UV lub ozonu)

Dwutlenek siarki dobrze rozpuszcza się w wodzie, dając słaby kwas siarkawy:

SO
2 + H
2O ⇄ H
2SO
3

Przypisy

  1. ↑ Neil G.N.G. Connelly Neil G.N.G. i inni, Nomenclature of Inorganic Chemistry. IUPAC Recommendations 2005 (Red Book), International Union of Pure and Applied Chemistry, RSC Publishing, 2005, s. 327, ISBN 978-0-85404-438-2  (ang.).
  2. ↑ Farmakopea Polska X, Polskie Towarzystwo Farmaceutyczne, Warszawa: Urząd Rejestracji Produktów Leczniczych, Wyrobów Medycznych i Produktów Biobójczych, 2014, s. 4276, ISBN 978-83-63724-47-4 .
  3. ↑ a b c d Lide 2009 ↓, s. 4-92.
  4. ↑ a b Lide 2009 ↓, s. 6-53.
  5. ↑ Lide 2009 ↓, s. 6-174.
  6. ↑ Lide 2009 ↓, s. 9-52.
  7. ↑ Dwutlenek siarki, [w:] Classification and Labelling Inventory, Europejska Agencja Chemikaliów [dostęp 2019-02-24]  (ang.).
  8. ↑ Ditlenek siarki (nr 84694) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Polski. [dostęp 2019-02-24]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  9. ↑ Dwutlenek siarki (nr 84694) (ang.) – karta charakterystyki produktu Sigma-Aldrich (Merck) na obszar Stanów Zjednoczonych. [dostęp 2019-02-24]. (przeczytaj, jeśli nie wyświetla się prawidłowa wersja karty charakterystyki)
  10. ↑ ŁukaszŁ. Kuźma ŁukaszŁ. i inni, Exposure to air pollution-a trigger for myocardial infarction? A nine-year study in Bialystok-the capital of the Green Lungs of Poland (BIA-ACS registry), „International Journal of Hygiene and Environmental Health”, 229, 2020, s. 113578, DOI: 10.1016/j.ijheh.2020.113578, PMID: 32758862  (ang.).
  11. ↑ a b c d e GeoffreyG. Rayner-Canham GeoffreyG., TinaT. Overton TinaT., Descriptive inorganic chemistry, wyd. 5, New York: W.H. Freeman, 2010, s. 436, ISBN 978-1-4292-1814-6, OCLC 763131960 .
  12. ↑ a b Terence P.T.P. Cunningham Terence P.T.P. i inni, Chemical bonding in oxofluorides of hypercoordinate sulfur, „Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions”, 93 (13), 1997, s. 2247–2254, DOI: 10.1039/a700708f  (ang.).
  13. ↑ a b James E.J.E. House James E.J.E., Inorganic chemistry, wyd. 3, London 2020, s. 590, ISBN 978-0-12-814369-8, OCLC 1126335516 .
  14. ↑ a b c d AdamA. Bielański AdamA., Podstawy chemii nieorganicznej, wyd. 5, Warszawa: PWN, 2002, s. 614, ISBN 83-01-13654-5 .
  15. ↑ Catherine E.C.E. Housecroft Catherine E.C.E., A.G.A.G. Sharpe A.G.A.G., Inorganic chemistry, wyd. 4, Harlow: Pearson, 2012, s. 573, ISBN 978-0-273-74275-3, OCLC 775664094 .
  16. ↑ a b c d e f Norman N.N.N. Greenwood Norman N.N.N., AlanA. Earnshaw AlanA., Chemistry of the Elements, wyd. 2, Oxford–Boston: Butterworth-Heinemann, 1997, s. 698–700, ISBN 0-7506-3365-4  (ang.).
  17. ↑ a b c Komplexbildung am Elektronendonator, [w:] N.N. Wiberg N.N., E.E. Wiberg E.E., A.F.A.F. Holleman A.F.A.F., Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Band 1. Grundlagen und Hauptgruppenelemente, De Gruyter, 2016, s. 164–167, DOI: 10.1515/9783110495850, ISBN 978-3-11-049585-0  (niem.).
  18. ↑ a b c Schwefeldioxid, [w:] N.N. Wiberg N.N., E.E. Wiberg E.E., A.F.A.F. Holleman A.F.A.F., Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Band 1. Grundlagen und Hauptgruppenelemente, De Gruyter, 2016, s. 638–641, DOI: 10.1515/9783110495850, ISBN 978-3-11-049585-0  (niem.).
  19. ↑ a b c Gordon H.G.H. Purser Gordon H.G.H., The significance of the bond angle in sulfur dioxide, „Journal of Chemical Education”, 66 (9), 1989, s. 710, DOI: 10.1021/ed066p710  (ang.).
  20. ↑ D.D. Michael D.D., P.P. Mingos P.P. (red.), The Chemical Bond I. 100 Years Old and Getting Stronger, t. 169, Cham: Springer International Publishing, 2016, s. 60–61, DOI: 10.1007/978-3-319-33543-8, ISBN 978-3-319-33541-4  (ang.).
  21. ↑ a b Alan E.A.E. Reed Alan E.A.E., Paul v. R.P.R. Schleyer Paul v. R.P.R., Chemical bonding in hypervalent molecules. The dominance of ionic bonding and negative hyperconjugation over d-orbital participation, „Journal of the American Chemical Society”, 112 (4), 1990, s. 1434–1445, DOI: 10.1021/ja00160a022  (ang.).

Bibliografia

  • David R.D.R. Lide David R.D.R. (red.), CRC Handbook of Chemistry and Physics, wyd. 90, Boca Raton: CRC Press, 2009, ISBN 978-1-4200-9084-0  (ang.).

Linki zewnętrzne

  • Siarka w winie, czyli strachy na Lachy
  • p
  • d
  • e
Kontrola autorytatywna (rodzaj indywiduum chemicznego):
  • LCCN: sh85130378
  • GND: 4180392-9
  • NDL: 00568537
  • BnF: 119764496
  • BNCF: 31214
  • NKC: ph123879
  • J9U: 987007548504705171
Encyklopedia internetowa: