Oxid siřičitý - SO2

oxid siřičitý

Příprava

Oxid siřičitý se průmyslově připravuje především spalováním síry
S + O2 --> SO2,
nebo pražením pyritu
4 FeS2 + 11 O2 --> 2 Fe2O3 + 8 SO2.
Je též produktem hoření sulfanu (sirovodíku)
2 H2S + 3 O2 --> 2 H2O + 2 SO2.
Na mokré cestě se dá připravit redukcí kyseliny sírové některými kovy, např. mědí
2 H2SO4 + Cu --> SO2 + 2 H2O + CuSO4,
nebo rozkladem siřičitanů koncentrovanou kyselinou sírovou
Na2SO3 + H2SO4 --> H2O + SO2 + Na2SO4.

Vlastnosti

Ve vodě se snadno rozpouští za vývoje tepla a vzniku kyseliny siřičité
SO2 + H2O --> H2SO3,
patří tedy ke kyselinotvorným oxidům. S kyslíkem reaguje za chladu pomalu, za zvýšených teplot rychleji za vzniku oxidu sírového
2 SO2 + O2 --> 2 SO3.
Podobně reaguje s plynným chlorem za vzniku sulfurylchloridu
SO2 + Cl2 ? SO2Cl2.
Vodíkem za žáru se dá redukovat na elementární síru
SO2 + 2 H2 --> S + 2 H2O,
za nižších teplot může při této reakci vznikat i sulfan
SO2 + 3 H2 --> H2S + 2 H2O.
Také vedením plynného oxidu siřičitého přes rozžhavený koks vzniká volná síra
SO2 + C --> S + CO2.

Výskyt v přírodě

Oxid siřičitý se vyskytuje v sopečných plynech a rozpuštěný jako kyselina siřičitá v podzemních (minerálních) vodách ve vulkanicky aktivních oblastech. V menším množství byl spektroskopicky zjištěn v atmosféře planety Venuše. Je též obsažen v plynech vyvrhovaných sopkami na Jupiterově měsíci Io.

Použití

Oxid siřičitý je základní surovinou pro výrobu kyseliny sírové. K této výrobě se připravuje buď spalováním síry nebo pražením pyritu a poté se oxiduje na oxid sírový, jehož rozpouštěním ve vodě vzniká kyselina sírová. Protože má desinfekční a bělící účinky, používá se k desinfekci (tzv. síření) sudů a sklepních prostor pro skladování ovoce a zeleniny, k ošetřování osiv proti plísním a na bělení přírodních materiálů. V menší míře se užívá i jako konzervační činidlo (např. strouhaný křen v kyselém nálevu).

Fyziologické působení

Působí dráždivě zejména na horní cesty dýchací, dostavuje se kašel, v těžších případech může vzniknout až edém plic. Menší koncentrace vyvolávají záněty průdušek a astma. Chronická expozice oxidu siřičitému negativně ovlivňuje krvetvorbu, způsobuje rozedmu plic, poškozuje srdeční sval, negativně působí na menstruační cyklus.

Ekologické působení

Značně toxický je oxid siřičitý pro rostliny, neboť reaguje s chlorofylem a narušuje tak fotosyntézu. V ovzduší pozvolna oxiduje vzdušným kyslíkem za přítomnosti vody na kyselinu sírovou, která je spolu s kyselinou siřičitou příčinou kyselých dešťů. Z hygienického hlediska jsou nejvyšší přípustné koncentrace oxidu siřičitého ve vzduchu v průběhu 24 hodin 0,15 µg/m3 a krátkodobě 0,5 µg/m3. Oxid siřičitý vzniká jako vedlejší produkt při spalování méně kvalitního hnědého uhlí, které obsahuje jak volnou síru, tak některé sirníky, zejména pyrit. Pro ochranu přírodního prostředí je proto nezbytné odsiřování kouře u elektráren, používajících toto palivo, jak vyžaduje zákon o ochraně ovzduší (zákon č. 309/1991 Sb.[1], novelizovaný zákonem č. 218/1992 Sb.[2]). Nejčastěji se používá reakce oxidu siřičitého se suspenzí vápence ve vodě
2 SO2 + 2 CaCO3 + O2 --> 2 CO2 + 2 CaSO4,
při níž vzniká méně škodlivý oxid uhličitý a jako vedlejší produkt síran vápenatý (tzv. energosádrovec). Podobně při spalování méně kvaltiních benzinů nebo nafty, obsahujících sirné sloučeniny (zejména thiofen), v automobilových motorech se do vzduchu dostává oxid siřičitý; navíc přitom dochází k poškozování katalyzátorů ve výfukových potrubích.