二氧化硫
二氧化硫
二氧化硫 性质
熔点 | -73 °C (lit.) |
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沸点 | -10 °C (lit.) |
密度 | 1.25 g/mL at 25 °C (lit.) |
蒸气密度 | 2.26 (21 °C, vs air) |
蒸气压 | 1779 mm Hg ( 21 °C) |
FEMA | 3039 | SULFUR DIOXIDE |
溶解度 | 溶于水、乙醇、乙醚、氯仿 |
形态 | 无色气体 |
颜色 | 无色 |
气味 (Odor) | 可检测至0.3至5ppm的刺激性气味 |
嗅觉阈值(Odor Threshold) | 0.87ppm |
水溶解性 | %H2O: 17.7 (0°C), 11.9 (15°C), 8.5 (25°C), 6.4 (35°C); % other solvents: 25, alcohol; 32, methanol [MER06] |
Merck | 13,9061 |
BRN | 3535237 |
暴露限值 | TLV-TWA 2 ppm (~5 mg/m3) (ACGIH), 5 ppm (OSHA and MSHA); IDLH 100 ppm (NIOSH). |
介电常数 | 17.6(-20℃) |
稳定性 | 稳定的。干燥时对除锌以外的普通材料无腐蚀性;潮湿时有腐蚀性。与强还原剂或氧化剂、湿气、锌及其合金不相容。 |
CAS 数据库 | 7446-09-5(CAS DataBase Reference) |
(IARC)致癌物分类 | 3 (Vol. 54) 1992 |
NIST化学物质信息 | Sulfur dioxide(7446-09-5) |
EPA化学物质信息 | Sulfur dioxide (7446-09-5) |
二氧化硫 用途与合成方法
二氧化硫是最常见的硫氧化物,其为无色气体,有强烈刺激性气味。其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。
二氧化硫为无色、具辛辣及室息性气味的气体。 SO2是一个V型的分子,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。含硫石油、煤、天然气的燃烧,硫化矿石的溶炼和培烧,及各种含硫原料的加工生产过程等均能产生二氧化硫而污染大气。由于煤和石油是主要能源,它燃烧产生的SO2现占污染大气中的70%。工业生产过程产生SO2主要有有色金属冶炼、石油精制、硫酸制造、硫磺精制、造纸、硫化橡胶等。其中有色金属冶炼和硫酸制造最为严重。
二氧化硫可用做一种防腐剂,普遍用于干果、腌菜、香肠、蔬果汁、苹果酒、醋和酒类等不同种类的食物和饮料中。虽然残留在食物中的二氧化硫毒性很低,但对二氧化硫敏感的人有可能引起气喘、头痛或恶心等过敏反应。
二氧化硫的作用如下:
1.防腐剂 由于二氧化硫的抗菌性质,它有时用作干果、腌渍蔬菜、与经加工处理的肉制品(如香肠及汉堡肉)等不同种类的食物中。用来保持水果的外表,或防止食物腐烂。二氧化硫的存在,可以使水果有一种特殊的化学味道、及保持新鲜的外观。
2.还原性、漂白剂
二氧化硫还是一个很好的还原剂。在水的存在下,二氧化硫可以使物质褪色。特别地,它是纸张和衣物的有用的漂白剂。这个漂白作用通常不能持续很久。空气中的氧气把被还原的染料重新氧化,使颜色恢复。
3.试剂和溶剂
液态二氧化硫是万用的惰性溶剂,广泛用于溶解强氧化性盐。它会发生自偶电离生成SO2+和SO32−。 它有时也用作有机合成中磺酰基的来源,把芳基重氮盐用二氧化硫处理,便可获得对应的芳基磺酰氯。
国家环境空气质量标准规定居住区二氧化硫日平均浓度应低于150微克/立方米。
二氧化硫是无色有刺激性气味的气体,对人的呼吸器官和眼膜具有刺激作用,长期吸入对呼吸系统、肝、肾、心脏都有危害。 二氧化硫在一定浓度下对呼吸道,特别是对上呼吸道有刺激作用,并可影响呼吸功能。此外,二氧化氯对眼结膜也有刺激作用,并可引起炎症,在高浓度下还具有致突变、致癌变作用。
在大气中易转化形成硫酸雾,腐蚀金属制品及建筑物,导致土壤和江河湖泊酸化。空气中的酸雾可被吸入肺部组织,引起肺部炎症,肺水肿,尤其对婴儿影响更大,甚至引起突发性婴儿死亡综合症。
每100毫升水中的溶解克数:9.4g/20℃ 溶解性 36份容积溶于1份容积的水中,114份容积溶于1份容积乙醇中。
可使经硝酸汞试液(Ts-141)湿润过的滤纸变黑。
用碘酸钾试验(TS-191)和淀粉试液(TS-235)处理过的滤纸,暴露于试样中,应呈蓝色,但如继续暴露则又会褪色。 由100%减去所测得的水分和不挥发残渣的差,即为SO2含量(%)。 ADI 0~0.7mg/kg(以SO2计,包括SO2和亚硫酸盐的总ADI值;FAO/WHO,2001)。
1L空气中含数mg即可因声门痉挛窒息而死。我国标准最高浓度20mg/m。
可安全用于食品(FDA,§182.3862,2000)。
对呼吸道有刺激作用,可引起支气管痉挛,并可导致呼吸道阻力增加。能刺激眼睛,对人的皮肤较薄及多汗的部位有刺激和烧灼感。
如发生中毒,应立即将患者移至有新鲜空气的地方,解开紧身衣服,迅速吸氧,冲洗眼睛和鼻腔,用2%苏打溶液漱口。如不慎溅人眼内,应速用大量温水冲洗。严重者应速送医院治疗。
空气中二氧化硫的最高容许浓度为10mg/m3。如二氧化硫和三氧化硫在空气中同时存在,其最高容许浓度相应降低。
操作人员应戴防毒面具,穿工作服,戴乳胶手套等劳保用品。
以熏硫法漂白果干、果脯、干菜、粉丝、蜜饯类允许残留量参照“硫黄”。
熏硫就是燃烧硫黄产生二氧化硫,可使果片表面细胞破坏,促进干燥,同时由于其还原作用,可破坏酶的氧化系统,阻止氧化作用。使果实中的单宁物质不致被氧化而变成棕褐色。尚可保存果实中的维生素C。熏硫室中二氧化硫浓度一般为1%~2%,最高可达3%。熏硫时间30~50min,最长可达3h。
FAO/WHO(1984;mg/kg):白砂糖20(规格A)、70(规格B);糖粉、果糖、葡萄糖粉20(带入量);绵白糖40;无水葡萄糖、一水葡萄糖20;葡萄糖浆40;用于制造糖果时400;高浓度葡萄糖浆40,用于制造糖果时150;漂白葡萄干1500;果酱、果冻、橘皮果冻100,带入量;杏干2000;酸黄瓜50,由初制品带入;带防腐剂的菠萝浓汁500(仅用于制造)。
EEC(1990;mg/k):椰子干50;啤酒70;蜜饯和罐装花椰素100;苹果汁200;大部分果干2000;千番木瓜酶和木瓜蛋白酶30000。
EEC-HACSG建议不能用于儿童食品。
FDA,182.3862(2000):不得用于肉类及维生素B。源食品。
按日本规定的最高用量参照“连二亚硫酸钠”。
(1)压缩法 用硫酸分解亚硫酸铵-亚硫酸氢铵母液,分解产生的二氧化硫气体,经冷凝、干燥、过滤,再经压缩液化,制得液体二氧化硫成品。其
2NH4HSO3+H2SO4→(NH4)2SO4+2SO2+2H2O
(NH4)2SO3+H2SO4→(NH4)2SO4+SO2+H2O
(2)冷冻法用硫酸分解亚硫酸铵-亚硫酸氢铵母液,分解产生的二氧化硫气体经干燥后送至低温冷凝器,在常压下进行冷凝,用氨冷冻维持温度在液化点-10℃以下。制得液体二氧化硫成品。其
(NH4)2SO3+H2SO4→(NH4)2SO4+SO2+H2O
2NH4HSO3+H2SO4→(NH4)2SO4+2SO2+2H2O
纯氧燃烧法将硫黄与纯氧在焚硫炉内燃烧,生成的高浓度二氧化硫气体,经净化、干燥、压缩液化、冷凝,制得液体二氧化硫成品。其
S2+2O2→2SO2
柠檬酸钠法经过净化的二氧化硫气体用柠檬酸钠溶液吸收,再用低压蒸汽脱出二氧化硫,经冷却、分离冷凝水,用浓硫酸进行干燥,然后经压缩液化、冷凝,制得液体二氧化硫成品。
用硫磺与纯氧在焚硫炉内燃烧,生成高浓度的S0z气体。可经干燥、压缩、冷凝成液体SO2。
S+O2→SO2↑
氨吸收法
用350~400g/L的氨水吸收硫酸厂尾气,吸收液含亚硫酸铵120~130g/L和亚硫酸氢铵230~270g/L,用硫酸分解可放出高浓度SO2气体。SO2气体经冷凝除水,浓硫酸干燥,焦炭或纤维过滤器过滤,压缩至0.5MPa,分油、冷却后成为液体产品。
2NH4HSO3+H2SO4→(NH4)2SO4+2H2O+2SO3↑
(NH4)2SO3+H2SO4→(NH4)2SO4+H2O+SO2↑
安全信息
危险品标志 | T |
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危险类别码 | 23-34 |
安全说明 | 9-26-36/37/39-45 |
危险品运输编号 | UN 2037 2.3 |
职业暴露等级 | B |
职业暴露限值 | TWA: 2 ppm (5 mg/m3), STEL: 5 ppm (13 mg/m3) |
WGK Germany | 1 |
RTECS号 | WS4550000 |
F | 4.5-31 |
DOT Classification | 2.3, Hazard Zone C (Gas poisonous by inhalation) |
危险等级 | 2.3 |
毒害物质数据 | 7446-09-5(Hazardous Substances Data) |
毒性 | LC50 inhal (rat) 2520 ppm (6590 mg/m3; 1 h) LCLO inhal (human) 1000 ppm (2600 mg/m3; 10 min) PEL (OSHA) 5 ppm (13 mg/m3) TLV-TWA (ACGIH) 2 ppm (5.2 mg/m3) STEL (ACGIH) 5 ppm (13 mg/m3) |
立即威胁生命和健康浓度 | 100 ppm |