Óxido de azufre (IV)
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|---|---|---|---|
| | |||
| General | |||
Nombre sistemático |
Óxido de azufre(IV) | ||
| química fórmula | SO2 _ | ||
| Rata. fórmula | SO2 _ | ||
| Propiedades físicas | |||
| Estado | gas incoloro | ||
| Masa molar | 64,054 g/ mol | ||
| Densidad | 0,002927 g/cm³ | ||
| Energía de ionización | 12,3 ± 0,1 eV [6] | ||
| Propiedades termales | |||
| La temperatura | |||
| • fusión | -75,5°C | ||
| • hirviendo | -10.01°C | ||
| triple punto | 197,69 K (-75,46 °C), 0,0157 MPa [1] | ||
| Punto crítico | 430,7 (157,55 °C), 7,88 MPa, 122 cm3 /mol [2 ] | ||
| entalpía | |||
| • educación | -296,90 [3] [4] ; —297,05 [5] kJ/mol | ||
| Presion de vapor | 3,2 ± 0,1 atm [6] | ||
| Propiedades químicas | |||
| Solubilidad | |||
| • en agua | 11,5 g/100ml | ||
| Clasificación | |||
| registro número CAS | [7446-09-5] | ||
| PubChem | 1119 | ||
| registro Número EINECS | 231-195-2 | ||
| SONRISAS | O=S=O | ||
| InChI | InChI=1S/O2S/c1-3-2RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N | ||
| Codex Alimentarius | E220 | ||
| RTECS | WS4550000 | ||
| CHEBI | 18422 | ||
| ChemSpider | 1087 | ||
| La seguridad | |||
| Concentración límite | 10mg/m³ | ||
| Toxicidad | Clase de peligro III | ||
| Iconos del BCE | |||
| NFPA 704 |
0
3
0 |
||
| Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario. | |||
| Archivos multimedia en Wikimedia Commons | |||
El óxido de azufre (IV) ( dióxido de azufre, dióxido de azufre , dióxido de azufre, dióxido de azufre ) es un compuesto de azufre con oxígeno de la composición S O 2 . En condiciones normales, es un gas incoloro con un olor acre característico (el olor de un fósforo encendido ). Es tóxico en altas concentraciones . Se licúa bajo presión a temperatura ambiente. Se disuelve en agua para formar ácido sulfuroso inestable ; solubilidad 11,5 g/100 g agua a 20 °C, disminuye al aumentar la temperatura. También se disuelve en etanol y ácido sulfúrico . Uno de los principales componentes de los gases volcánicos . Registrado como aditivo alimentario con el número E220 .
Conseguir
Un método industrial de obtención es la quema de azufre o la tostación de sulfuros , principalmente pirita .
En condiciones de laboratorio y en la naturaleza, el SO 2 se obtiene por la acción de ácidos fuertes sobre sulfitos e hidrosulfitos. El ácido sulfuroso resultante H 2 SO 3 se descompone inmediatamente en SO 2 y H 2 O:
Propiedades químicas
Se refiere a los óxidos ácidos . Se disuelve en agua para formar ácido sulfuroso (en condiciones normales, la reacción es reversible):
Forma sulfitos con álcalis :
La actividad química del SO 2 es muy alta. Las propiedades reductoras más pronunciadas del SO 2 , el grado de oxidación del azufre en tales reacciones aumenta:
![{\displaystyle {\mathsf {2SO_{2}+O_{2}{\xrightarrow[{Pt}]{450^{o}C}}2SO_{3}}},}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/eb2802a01539be827b772f6db4a2f3fb78ef3c80)
La penúltima reacción es una reacción cualitativa al ion sulfito SO 3 2− y al SO 2 (decoloración de la solución violeta).
En presencia de agentes reductores fuertes, el SO 2 es capaz de exhibir propiedades oxidantes . Por ejemplo, para extraer azufre de los gases residuales de la industria metalúrgica, se utiliza la reducción de SO 2 con monóxido de carbono (II) :
O para obtener ácido hipofosforoso:
Aplicación
La mayor parte del óxido de azufre (IV) se utiliza para producir ácido sulfuroso. También se utiliza en enología como conservante (aditivo alimentario E220 ). El gas mata los microorganismos, por lo que las verdulerías y almacenes se fumigan con él. El óxido de azufre (IV) se utiliza para blanquear la paja, la seda y la lana, materiales que no se pueden blanquear con cloro . También se utiliza como disolvente en laboratorios [7] . El óxido de azufre (IV) también se utiliza para obtener diversas sales de ácido sulfuroso.
Toxicidad y seguridad
El óxido de azufre (IV) SO 2 (dióxido de azufre) en altas dosis es muy tóxico . Los síntomas del envenenamiento por dióxido de azufre son secreción nasal, tos, ronquera, dolor de garganta intenso y un regusto peculiar. Si el dióxido de azufre se inhala a una concentración más alta, es posible que se produzca asfixia, trastornos del habla, dificultad para tragar, vómitos, edema pulmonar agudo.
Con inhalación a corto plazo, tiene un fuerte efecto irritante, provoca tos y dolor de garganta.
MPC (concentración máxima permitida):
- en el aire atmosférico, el máximo de una sola vez - 0,5 mg / m³, el promedio diario - 0,05 mg / m³;
- en interiores (área de trabajo) - 10 mg / m³.
Según el grado de impacto en el cuerpo humano, el dióxido de azufre pertenece a la clase de peligro III ("producto químico moderadamente peligroso") según GOST 12.1.007-76.
Curiosamente, la sensibilidad al SO 2 es muy diferente en individuos, animales y plantas. Así, entre las plantas, el abedul y el roble son las más resistentes al dióxido de azufre, las menos resistentes son la rosa, el pino y el abeto.
Según el estudio [8], el umbral promedio de percepción del olor puede superar el MPC (21 mg/m3), y en algunas personas el umbral fue significativamente más alto que el valor promedio.
Como suplemento dietético, el óxido de azufre se considera seguro para consumir, pero puede causar reacciones alérgicas en los asmáticos [9] . El nivel sin efectos adversos obvios (NOEL) es de 70 mg/kg de peso corporal en animales, la ingesta diaria admisible (IDA) es de 0,7 mg/kg de peso corporal humano, según la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA) [9 ] . Este número está en consonancia con la opinión del Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios (JECFA), que estableció un nivel de IDA similar en 1998 [10] .
La Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA) reconoce el óxido de azufre como un suplemento dietético " Generalmente Reconocido como Seguro " (GRAS), excepto por su uso en alimentos reconocidos como fuente de vitamina B1 ( tiamina ), porque el óxido de azufre (junto con el aditivos liberadores de óxido E220 -E228 ) descompone este micronutriente y está prohibido su uso en la lista de alimentos ricos en vitamina B1, así como en frutas y verduras [11] .
Rol biológico
El papel del dióxido de azufre endógeno en la fisiología del organismo de los mamíferos aún no se ha dilucidado por completo. [12] El dióxido de azufre bloquea los impulsos nerviosos de los receptores de estiramiento pulmonar y elimina el reflejo que se produce en respuesta a la sobreextensión pulmonar, lo que estimula una respiración más profunda.
Se ha demostrado que el dióxido de azufre endógeno juega un papel en la prevención del daño pulmonar, reduce la formación de radicales libres, el estrés oxidativo y la inflamación en el tejido pulmonar, mientras que el daño pulmonar experimental causado por el ácido oleico , por el contrario, se acompaña de una disminución en la formación de dióxido de azufre y la actividad mediada por él, vías intracelulares y aumento de la formación de radicales libres y niveles de estrés oxidativo. Más importante aún, el bloqueo de una enzima que promueve la formación de dióxido de azufre endógeno en el experimento contribuyó a aumentar el daño pulmonar, el estrés oxidativo y la inflamación, y la activación de la apoptosis de las células del tejido pulmonar. Por el contrario, el enriquecimiento del cuerpo de animales de experimentación con compuestos que contienen azufre, como el glutatión y la acetilcisteína , que sirven como fuentes de dióxido de azufre endógeno, condujo no solo a un aumento del contenido de dióxido de azufre endógeno, sino también a una disminución. en la formación de radicales libres, estrés oxidativo, inflamación y apoptosis de las células del tejido pulmonar. . [13]
Se cree que el dióxido de azufre endógeno juega un papel fisiológico importante en la regulación de las funciones del sistema cardiovascular, y las alteraciones en su metabolismo pueden jugar un papel importante en el desarrollo de condiciones patológicas tales como hipertensión pulmonar, hipertensión, aterosclerosis vascular, enfermedad coronaria . cardiopatías , isquemia-reperfusión y otras [14]
Se ha demostrado que en niños con defectos cardíacos congénitos e hipertensión pulmonar, el nivel de homocisteína (un metabolito tóxico nocivo de la cisteína ) aumenta y el nivel de dióxido de azufre endógeno se reduce, y el grado de aumento en el nivel de la homocisteína y el grado de disminución en la producción de dióxido de azufre endógeno se correlacionaron con la gravedad de la hipertensión pulmonar. Se propone utilizar la homocisteína como marcador de la gravedad del estado de estos pacientes y se indica que el metabolismo del dióxido de azufre endógeno puede ser una diana terapéutica importante en estos pacientes. [quince]
También se ha demostrado que el dióxido de azufre endógeno reduce la actividad proliferativa de las células del músculo liso del endotelio vascular al inhibir la actividad de la vía de señalización MAPK y al mismo tiempo activar la vía de la adenilato ciclasa y la proteína quinasa A. [16] Y la proliferación de células de músculo liso de las paredes de los vasos sanguíneos se considera uno de los mecanismos de remodelación vascular hipertensiva y un vínculo importante en la patogenia de la hipertensión arterial, y también juega un papel en el desarrollo de estenosis (estrechamiento de la luz) de los vasos sanguíneos, predisponiendo al desarrollo de placas ateroscleróticas en ellos.
El dióxido de azufre endógeno tiene un efecto vasodilatador dependiente del endotelio a bajas concentraciones, y a concentraciones más altas se convierte en un vasodilatador independiente del endotelio, y también tiene un efecto inotrópico negativo sobre el miocardio (reduce la función contráctil y el gasto cardíaco , ayudando a disminuir la presión arterial) . Este efecto vasodilatador del dióxido de azufre está mediado por los canales de calcio sensibles al ATP y los canales de calcio de tipo L ("dihidropiridina"). En condiciones fisiopatológicas, el dióxido de azufre endógeno tiene un efecto antiinflamatorio y aumenta la reserva antioxidante de la sangre y los tejidos, por ejemplo, en la hipertensión pulmonar experimental en ratas. El dióxido de azufre endógeno también reduce la presión arterial elevada e inhibe la remodelación vascular hipertensiva en ratas en modelos experimentales de hipertensión e hipertensión pulmonar. Estudios recientes (2015) también muestran que el dióxido de azufre endógeno está involucrado en la regulación del metabolismo de los lípidos y en los procesos de isquemia-reperfusión. [17]
El dióxido de azufre endógeno también reduce el daño miocárdico causado por la hiperestimulación experimental de los receptores adrenérgicos con isoproterenol y aumenta la reserva antioxidante del miocardio. [Dieciocho]
Impacto atmosférico
El dióxido de azufre es uno de los principales gases contaminantes de la atmósfera debido a su formación en grandes cantidades como residuo.
El mayor peligro es la contaminación por compuestos de azufre, que se liberan a la atmósfera durante la combustión del combustible de carbón, petróleo y gas natural, así como en la fundición de metales y la producción de ácido sulfúrico.
La contaminación antropogénica por azufre es dos veces mayor que la natural [19] [20] . El anhídrido sulfúrico se forma por la oxidación gradual del anhídrido sulfuroso por el oxígeno del aire con la participación de la luz. El producto final de la reacción es un aerosol de ácido sulfúrico en el aire, una solución en agua de lluvia (en las nubes). Al caer con las precipitaciones, acidifica el suelo, exacerba las enfermedades respiratorias y tiene un efecto depresivo oculto en la salud humana. La precipitación de aerosoles de ácido sulfúrico de las bengalas de humo de las empresas químicas se observa con mayor frecuencia con poca nubosidad y alta humedad del aire. Las plantas cercanas a tales empresas suelen estar densamente salpicadas de pequeñas manchas necróticas formadas en los sitios de gotas de ácido sulfúrico, lo que demuestra su presencia en el medio ambiente en cantidades significativas. Las empresas pirometalúrgicas de metalurgia ferrosa y no ferrosa, así como las centrales térmicas , emiten anualmente decenas de millones de toneladas de anhídrido sulfúrico a la atmósfera.
También cabe señalar que el dióxido de azufre tiene un máximo en el espectro de absorción de luz en la región ultravioleta (190-220 nm), que coincide con el máximo en el espectro de absorción del ozono. Esta propiedad del anhídrido sulfuroso sugiere que la presencia de este gas en la atmósfera también tiene un efecto positivo, previniendo la aparición y desarrollo de enfermedades oncológicas de la piel humana. El dióxido de azufre en la atmósfera terrestre debilita significativamente el efecto de los gases de efecto invernadero (dióxido de carbono, metano) sobre el aumento de la temperatura atmosférica [21] .
El dióxido de azufre alcanza sus concentraciones más altas en el hemisferio norte, especialmente sobre el territorio de los EE. UU., Europa, China, la parte europea de Rusia y Ucrania. En el hemisferio sur, su contenido es mucho menor [22] .
Notas
- ↑ Fedorov P.I. , Punto triple, 1998 , p. 12
- ↑ Khazanova N. E. , Critical state, 1990 , p. 543.
- ↑ Karapetyants M. Kh., Drakin S. I. , Química general e inorgánica, 2000 , p. 181.
- ↑ Entalpías estándar de formación, energías estándar de Gibbs de formación de sustancias inorgánicas y sus entropías estándar a 298,15 K. Consultado el 22 de diciembre de 2020. Archivado desde el original el 27 de julio de 2020.
- ↑ Kireev V. A. , Curso corto de química física, 1978 , p. 179.
- ↑ 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0575.html
- ↑ Gordon A., Ford R. Chemist's Companion / Per. en ruso E. L. Rozenberg, S. I. Koppel. — M .: Mir, 1976. — 544 p.
- ↑ Mary O. Amdur, Walter W. Melvin, Philip Drinker. Efectos de la inhalación de dióxido de azufre por parte del hombre // The Lancet. - Elsevier BV, 1953. - 1 de octubre (vol. 262 ( edición 6789 ). - P. 758-759. - ISSN 0140-6736 . - doi : 10.1016/S0140-6736(53)91455-X . Archivado el 9 de noviembre. 2019.
- ↑ 1 2 Panel de la EFSA sobre aditivos alimentarios y fuentes de nutrientes añadidos a los alimentos (ANS). Opinión científica sobre la reevaluación de dióxido de azufre (E 220), sulfito de sodio (E 221), bisulfito de sodio (E 222), metabisulfito de sodio (E 223), metabisulfito de potasio (E 224), sulfito de calcio (E 226), bisulfito de calcio (E 227) y bisulfito de potasio (E 228) como aditivos alimentarios // EFSA Journal. — 2016-04. - T. 14 , n. 4 . doi : 10.2903 /j.efsa.2016.4438 .
- ↑ Organización Mundial de la Salud. DIÓXIDO DE AZUFRE // Comité Mixto FAO/OMS de Expertos en Aditivos Alimentarios.
- ↑ CFR - Código de Regulaciones Federales Título 21 . FDA _ Consultado: 16 de octubre de 2022.
- ↑ Liu, D.; Jin, H; Tang, C; Du, J. Dióxido de azufre: una nueva señal gaseosa en la regulación de las funciones cardiovasculares // Mini-Reviews in Medicinal Chemistry : diario. - 2010. - Vol. 10 , núm. 11 _ - P. 1039-1045 . —PMID 20540708 . Archivado desde el original el 26 de abril de 2013.
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- ↑ Crisis ambientales . Consultado el 21 de noviembre de 2013. Archivado desde el original el 10 de junio de 2015.
Literatura
- Akhmetov N. S. Química general e inorgánica. - M. : Escuela superior, 2001.
- Karapetyants M.Kh. , Drakin S.I. Química general e inorgánica. - 4ª ed., borrada. — M .: Química , 2000. — 592 p.
- Kireev V. A. Curso corto de química física. - 5ª ed., borrado. - M .: Química , 1978. - 621 p.
- Fedorov P. I. Punto triple // Enciclopedia química . - Gran Enciclopedia Rusa , 1998. - V. 5: Triptófano - Iatroquímica . - S. 12 .
- Khazanova N. E. Estado crítico // Enciclopedia química . - Enciclopedia soviética , 1990. - T. 2: Daph - Med . - S. 541-543 .
Enlaces
- Mapa global de distribución de dióxido de azufre . Archivado el 8 de febrero de 2017 en Wayback Machine .
- Página de dióxido de azufre de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos Archivado el 25 de diciembre de 2008 en Wayback Machine .
- Tarjeta internacional de seguridad química 0074 Archivado el 7 de agosto de 2019 en Wayback Machine .
- Monografías IARC. "Dióxido de azufre y algunos sulfitos, bisulfitos y metabisulfitos" v54. 1992. pág. 131. (Inglés)
- Dióxido de azufre, molécula del mes Archivado el 3 de agosto de 2019 en Wayback Machine .
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