Серы диоксид

СЕРЫ ДИОКСИД (сернистый газ, сернистый ангидрид) SO₂, мол. м. 64,066; бесцв. газ с резким запахом; молекула имеет угловую форму, длина связи S—О 0,1432 нм, угол OSO 119,04°, m 0,54·10^-29 Кл·м; т. пл. -75,46°С, т.кип. -10,6 °С. Для газа: плотн. 2,92655 г/л, С⁰_р 39,8 Дж/(моль · К), -296,81 кДж/моль, 248,11 Дж/(.Дмоль·К); t_крит 157,5°С, р_крит 7,88 МПа, d_крит 0,524 г/см³. Легко сжижается в бесцв. легкоподвижную жидкость, напр. при 25 °С и давлении ок. 0,5 МПа. Для жидкого: плотн. 1,4619 г/см³ (— 10°С), 20,8 Дж/(моль·К) в интервале 273-313 К (под давлением SO₂), 24,92 кДж/моль (263 К); давление пара над жидким SO₂ 0,84 МПа (50 °С), 0,325 МПа (20 °С), 0,1 (-10,06 °С); DH_исп 24,90 кДж/моль (263,09 К); e 13,8. Твердый С.д.-бесцв. кристаллы ромбич. сингонии; ур-ние температурной зависимости давления пара над твердым SO₂ lgp (мм рт. ст.) = - 1850/74 10,45 (161,6Т197,2 К).

С. д. заметно диссоциирует лишь ок. 2800 °С. Собств. диссоциация жидкого С. д. происходит по схеме: 2SO₂ SO²⁺ +. Р-римость в воде (г в 100 г): 22,8 (О °С), 11,5 (20 °С), 2,1 (90 °С). Водный р-р SO₂-сернистая к-та H₂SO₃: сильная двухосновная к-та (при 18°С К₁ 1,54·10^-2, pK_a1 1,81, К₂ 1,02·10^-7, pK_a2 6,91), существующая только в р-ре. Соли Н₂SО₃-сульфиты и гидросульфиты (см. Сульфиты неорганические). Получен гидрат клатрат-ного типа SO₂·7H₂O.

С. д. раств. также в этаноле, H₂SO₄, олеуме, СН₃СООН. Жидкий SO₂ смешивается в любых соотношениях с SO₃, СНСl₃, CS₂, даэтиловым эфиром, растворяет хлориды -РСl₅, AsCl₃ и мн. др., SOCl₂, Вr₂, I₂, иодиды и роданида металлов, не раств. S. Растворенные в жидком SO₂ соли диссоциируют.

С. д. может восстанавливаться до S и производных S(II) и окисляться - до соед. S(VI). Сильные окислители-О₃, Н₂О₂, HNO₃, оксиды азота, р-ры хлоратов, перманганатов, хроматов окисляют SO₂ до H₂SO₄ и ее солей. Кислород окисляет SO₂ при ~ 440 °С в присут. катализатора (V₂O₅) до SO₃; эта р-ция лежит в основе пром. способа получения SO₃ и затем Н₂ SO₄. При высоких т-рах в присут. катализатора SO₂ восстанавливается водородом до H₂S, CO-до S с частичным образованием также COS, CS₂. В водном р-ре, содержащем H₂S и SO₂ (т. наз. жидкость Вакенро-дера), происходят сложные превращения, ведущие к образованию S и политионовых к-т (см. Политионаты). С С1₂ С. д. дает SO₂Cl₂ (см. Сулъфурилгалогениды).

С газообразным NH₃ С. Д. образует амидосульфиновую HSO₂NH₂ и имидодисульфиновую HSO₂NHSO₂H к-ты, а с NH₃ в присут. паров воды-(NН₄)₂SО₃ и NH₄HSO₃; аналогично происходят р-ции с орг. аминами. С алканами С. д. в присут. О₂ или Сl₂ вступает в р-ции соотв. сульфо-окисления или сульфохлорирования:

С олефинами С. д. образует сополимеры.

С. д. получают сжиганием серы, а также как побочный продукт обжига медных и цинковых сульфидных руд. Осн. пром. способ получения SО₂-из железного колчедана FeS₂. Горячий обжиговый газ, полученный при сжигании FeS₂ (4FeS₂ + 11O₂ : 2Fe₂O₃ + 8SO₂), после отделения пыли обрабатывают слабой холодной H₂SO₄; при этом примеси (As₂O₃, SeO₂ и др.) образуют туман, их отделяют в Электрофильтрах; затем С. д. сушат. Кроме того, С. д. с концентрацией до 50% по объему получают при Действии на алунит K₂SO₄(A1₂SO₄)₃·2A1₂O₃ паров орг. восстановителя, содержащего непредельные углеводороды; для получения 100%-ного SO₂ в этом и др. случаях в пром-сти используют поглотители-водные р-ры (NH₄)₂SO₃-NH₄HSO₃. После поглощения SO₂ из отходящих газов р-р нагревают до кипения, выделяющийся влажный С. д. охлаждают, конденсируют влагу и высушивают. В лаборатории С. д. получают р-цией конц. Н₂ SO₄ с Na₂SO₃ или NaHSO₃ или при нагр. конц. Н₂SO₄ с Сu.

Осн. область применения SО₂-произ-во SO₃ и H₂SO₄. Его используют также в произ-ве сульфитов, гидросульфитов, тиосульфатов, сульфурилхлорида и др. соединений S. С. д. обесцвечивает мн. орг. красители, что используется при отбеливании шерсти, шелка, соломы и т. п. С. д. применяют для консервирования фруктов, ягод и как дезинфицирующее ср-во. Жидкий С.д.-хладагент в холодильной технике, р-ритель. С. д. используют в аналит. химии, он м. б. рабочим в-вом в газовых лазерах.

С. д. токсичен. При концентрации 0,03-0,05 мг/л раздражает слизистые оболочки, дыхат. органы, глаза.

ПДК в воздухе производств. помещений 10,0 мг/м³, в атм. воздухе 0,5 мг/м³. С.д.-один из осн. ядов, отравляющих окружающую среду. Он вызывает образование кислотных дождей, вредно действует на живые организмы (см. Охрана природы). Содержится в дымовых газах, образующихся при сжигании сернистых тошшв, в отходящих газах переработки серосодержащего сырья, выбросах металлургич. произ-в (см. Металлургия). Об очистке пром. газов от SO₂ см. Газов очистка. Хранят и транспортируют в баллонах серого цвета. и. н. один.