серы диоксид

СЕРЫ ДИОКСИД (сернистый газ, сернистый ангидрид) SO₂

мол. м. 64,066; бесцветный газ с резким запахом; молекула имеет угловую форму, длина связи S—О 0,1432 нм, угол OSO 119,04°, μ 0,54∙10⁻²⁹ Кл∙м; т. пл. −75,46 °C, т. кип. −10,6 °C. Для газа: плотн. 2,92655 г/л, С⁰_р 39,8 Дж/(моль∙К), −296,81 кДж/моль, 248,11 Дж/(моль∙К); t_крит 157,5 °C, p_крит 7,88 МПа, d_крит 0,524 г/см³. Легко сжижается в бесцв. легкоподвижную жидкость, напр. при 25 °C и давлении ок. 0,5 МПа. Для жидкого: плотн. 1,4619 г/см³ ( −10 °C), 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 °C), 0,325 МПа (20 °C), 0,1 ( −10,06 °C); ΔH_исп 24,90 кДж/моль (263,09 К); ε 13,8. Твердый С.д. — бесцветные кристаллы ромбич. сингонии; уравнение 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 °C. Собств. диссоциация жидкого С. д. происходит по схеме: 2SO₂ SO²⁺ +. Растворимость в воде (г в 100 г): 22,8 (0 °C), 11,5 (20 °C), 2,1 (90 °C). Водный раствор SO₂-сернистая кислота H₂SO₃: сильная двухосновная кислота (при 18 °C К₁ 1,54∙10⁻², pK_a1 1,81, К₂ 1,02∙10⁻⁷, pK_a2 6,91), существующая только в растворе. Соли H₂SO₃-сульфиты и гидросульфиты (см. сульфиты неорганические). Получен гидрат клатрат-ного типа SO₂∙7H₂O.

С. д. раств. также в этаноле, H₂SO₄, олеуме, CH₃COOH. Жидкий SO₂ смешивается в любых соотношениях с SO₃, CHCl₃, CS₂, даэтиловым эфиром, растворяет хлориды -PCl₅, AsCl₃ и мн. др., SOCl₂, Br₂, 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-O₃, H₂O₂, HNO₃, оксиды азота, растворы хлоратов, перманганатов, хроматов окисляют SO₂ до H₂SO₄ и ее солей. Кислород окисляет SO₂ при ~ 440 °C в присутствии катализатора (V₂O₅) до SO₃; эта реакция лежит в основе пром. способа получения SO₃ и затем H₂ SO₄. При высоких температурах в присутствии катализатора SO₂ восстанавливается водородом до H₂S, CO-до S с частичным образованием также COS, CS₂. В водном растворе, содержащем H₂S и SO₂ (т. наз. жидкость Вакенро-дера), происходят сложные превращения, ведущие к образованию S и политионовых кислот (см. политионаты). С Cl₂ С. д. дает SO₂Cl₂ (см. сульфурилгалогениды).

С газообразным NH₃ С. Д. образует амидосульфиновую HSO₂NH₂ и имидодисульфиновую HSO₂NHSO₂H кислоты, а с NH₃ в присутствии паров воды-(NH₄)₂SO₃ и NH₄HSO₃; аналогично происходят реакции с орг. аминами. С алканами С. д. в присутствии O₂ или Cl₂ вступает в реакции 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 SO₂-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 промышленности используют поглотители-водные растворы (NH₄)₂SO₃-NH₄HSO₃. После поглощения SO₂ из отходящих газов раствор нагревают до кипения, выделяющийся влажный С. д. охлаждают, конденсируют влагу и высушивают. В лаборатории С. д. получают реакцией конц. H₂ SO₄ с Na₂SO₃ или NaHSO₃ или при нагр. конц. H₂SO₄ с Cu.

Осн. область применения SO₂-производство SO₃ и H₂SO₄. Его используют также в производстве 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 средство. Жидкий С. д. — хладагент в холодильной технике, растворитель. С. д. используют в аналит. химии, он м. б. рабочим веществом 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. производств (см. металлургия). Об очистке пром. газов от SO₂ см. газов очистка. Хранят и транспортируют в баллонах серого цвета.

_{И. Н. один}