二氧化硫,(英語:sulphur dioxide , sulfur dioxide)化學式是SO2。其是最常見的硫氧化物,無色氣體,有強烈刺激性氣味。大氣主要污染物之一?;鹕奖l(fā)時會噴出該氣體,在許多工業(yè)過程中也會產(chǎn)生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫化合物,因此燃燒時會生成二氧化硫。當二氧化硫溶于水中,會形成亞硫酸(酸雨的主要成分)。若把SO2進一步氧化,通常在催化劑如二氧化氮的存在下,便會生成硫酸。這就是對使用這些燃料作為能源的環(huán)境效果的擔心的原因之一。
結構
SO2是一個V型的分子,其對稱點群為C2v。硫原子的氧化態(tài)為+4,形式電荷為0,被5個電子對包圍著,因此可以描述為超價分子。從分子軌道理論的觀點來看,可以認為這些價電子大部分都參與形成S-O鍵。
二氧化硫的三種共振結構,中央的共振結構對混成體之貢獻
SO2中的S-O鍵長(143.1 pm)要比一氧化硫中的S-O鍵長(148.1 pm)短,而O3中的O-O鍵長(127.8 pm)則比氧氣O2中的O-O鍵長(120.7 pm)長。SO2的平均鍵能(548 kJ mol−1)要大于SO的平均鍵能(524 kJ mol−1),而O3的平均鍵能(297 kJ mol−1)則小于O2的平均鍵能(490 kJ mol−1)。這些證據(jù)使化學家得出結論:二氧化硫中的S-O鍵的鍵級至少為2,與臭氧中的O-O鍵不同,臭氧中的O-O鍵的鍵級為1.5。
用途
防腐劑
由于二氧化硫的抗菌性質(zhì),它有時用作干果、腌漬蔬菜、與經(jīng)加工處理的肉制品(如香腸及漢堡肉)等不同種類的食物中。用來保持水果的外表,或防止食物腐爛。二氧化硫的存在,可以使水果有一種特殊的化學味道、及保持新鮮的外觀。
釀酒
二氧化硫是釀酒時非常有用的化合物,它的E編碼為E220。它甚至在所謂的“無硫的”酒中也存在,濃度可達每升10毫克。它作為抗生素和抗氧化劑,防止酒遭到細菌的損壞和氧化。它也幫助把揮發(fā)性酸度保持在想要的程度。酒的標簽上之所以有“含有亞硫酸鹽”等字句,就是因為二氧化硫。根據(jù)美國和歐盟的法律,如果酒的SO2濃度低于10ppm,則不需要標示“含有亞硫酸鹽”。酒中允許的SO2濃度的上限在美國為350ppm,而在歐盟,紅酒為160ppm,白酒為210ppm。如果SO2的濃度很低,那么便很難探測到,但當濃度大于50ppm時,用鼻子就能聞出SO2的氣味,用舌頭也能品嘗出來。
SO2還是釀酒廠衛(wèi)生的很重要的要素。釀酒廠和設備必須保持十分清潔,且因為漂白劑不能用于釀酒廠中,SO2、水和檸檬酸的混合物通常用來清潔水管、水槽和其它設備,以保持清潔和沒有細菌。
還原性漂白劑
二氧化硫還是一個很好的還原劑。在水的存在下,二氧化硫可以使物質(zhì)褪色。特別地,它是紙張和衣物的有用的漂白劑。這個漂白作用通常不能持續(xù)很久。空氣中的氧氣把被還原的染料重新氧化,使顏色恢復。
可以下列化學方程式表示: H2SO3 + 染料 → H2SO4 +(染料 - O)
因為空氣提供氧氣給予染料,染料被馬上氧化,顯示原來的顏色,這就是漂白作用通常不能持續(xù)很久的原因。
可以下列化學方程式表示: 2(染料 - O) + O2 → 2染料