SULFUR DIOKSIDA (SO2): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2026

The sulfur dioksida adalah sebatian bukan organik gas yang terdiri daripada sulfur (S) dan oksigen (O) dan formula kimianya SO ₂ . Ia adalah gas tidak berwarna dengan bau yang menjengkelkan dan mencekik. Selain itu, larut dalam air, membentuk larutan asid. Gunung berapi mengusirnya ke atmosfer semasa letusan.

Ia adalah sebahagian daripada kitaran sulfur biologi dan geokimia, tetapi dihasilkan dalam jumlah besar oleh aktiviti manusia tertentu seperti penyulingan minyak dan pembakaran bahan bakar fosil (misalnya arang batu atau diesel).

Sulfur dioksida SO ₂ dipancarkan oleh gunung berapi semasa letusan. Inaglori Brocken. Sumber: Wikimedia Commons.

SO ₂ adalah agen pengurangan yang membolehkan pulpa kertas tetap putih setelah pemutihan dengan sebatian lain. Ini juga berfungsi untuk menghilangkan jejak klorin di dalam air yang telah dirawat dengan bahan kimia ini.

Ini digunakan untuk mengawetkan beberapa jenis makanan, untuk membasmi kuman bekas di mana fermentasi jus anggur dihasilkan untuk menghasilkan anggur atau barli untuk membuat bir.

Ia juga digunakan sebagai racun kulat dalam pertanian, untuk mendapatkan asam sulfat, sebagai pelarut dan sebagai perantara dalam tindak balas kimia.

SO _{2 yang} terdapat di atmosfera berbahaya bagi banyak tumbuhan, di dalam air ia mempengaruhi ikan dan juga salah satu daripada mereka yang bertanggungjawab untuk "hujan asid" yang menghakis bahan yang diciptakan oleh manusia.

Struktur

Molekul sulfur dioksida adalah simetri dan membentuk sudut. Sudut itu disebabkan oleh fakta bahawa SO ₂ mempunyai sepasang elektron tunggal, iaitu elektron yang tidak membentuk ikatan dengan atom apa pun tetapi bebas.

Struktur Lewis sulfur dioksida di mana bentuk sudut dan pasangan elektron bebas diperhatikan. WhittleMario. Sumber: Wikimedia Commons.

Tatanama

- Sulfur dioksida

- Sulfur anhidrida

- Sulfur oksida.

Hartanah

Keadaan fizikal

Gas tidak berwarna.

Berat molekul

64.07 g / mol

Takat lebur

-75.5 ºC

Takat didih

-10.05 ºC

Ketumpatan

Gas: 2.26 pada suhu 0 ° C (berbanding udara, iaitu kepadatan udara = 1). Ini bermaksud lebih berat daripada udara.

Cecair: 1,4 hingga -10 ° C (berbanding air, iaitu ketumpatan air = 1).

Keterlarutan

Larut dalam air: 17.7% pada suhu 0 ° C; 11.9% pada suhu 15 ° C; 8.5% pada suhu 25 ° C; 6.4% pada suhu 35 ° C

Larut dalam etanol, dietil eter, aseton, dan kloroform. Ia kurang larut dalam pelarut bukan kutub.

pH

Larutan SO ₂ berair adalah berasid.

Sifat kimia

SO ₂ adalah agen pengurangan dan pengoksidaan yang kuat. Dengan adanya udara dan pemangkin, ia mengoksidasi menjadi SO ₃ .

SO ₂ + O ₂ → SO ₃

Pasangan elektron tunggal kadang-kadang membuatnya berperilaku seperti pangkalan Lewis, dengan kata lain, ia boleh bertindak balas dengan sebatian di mana terdapat atom yang kehilangan elektron.

Sekiranya SO ₂ berbentuk gas dan kering, ia tidak menyerang besi, keluli, aloi tembaga-nikel, atau besi nikel-kromium. Namun, jika berada dalam keadaan cair atau basah, ia menyebabkan kakisan pada logam ini.

Cecair SO ₂ dengan 0.2% air atau lebih menghasilkan kakisan yang kuat terhadap besi, tembaga dan tembaga. Ia menghakis aluminium.

Apabila cair, ia juga boleh menyerang beberapa plastik, getah, dan lapisan.

Penyelesaian SO berair

SO ₂ sangat larut dalam air. Sudah lama dipertimbangkan bahawa di dalam air membentuk asid sulfurosa H ₂ SO ₃ , tetapi keberadaan asid ini belum terbukti.

Dalam larutan SO ₂ di dalam air berlaku keseimbangan berikut:

SO ₂ + H ₂ O ⇔ SO ₂ .H ₂ O

SO ₂ .H ₂ O ⇔ HSO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

HSO ₃ ^- + H ₂ O ⇔ SO ₃ ^2- + H ₃ O ⁺

Di mana HSO ₃ ^- adalah ion bisulfit dan SO ₃ ^2- adalah ion sulfit. Ion sulfit SO ₃ ^2- dihasilkan terutamanya apabila alkali ditambahkan ke dalam larutan SO ₂ .

Penyelesaian berair SO ₂ mempunyai sifat pengurangan, terutamanya jika ia bersifat alkali.

Harta lain

- Ia sangat stabil terhadap panas, bahkan hingga 2000 ° C.

- Ia tidak mudah terbakar.

Mendapatkan

SO ₂ diperoleh dengan pembakaran sulfur (S) di udara, walaupun sejumlah kecil SO ₃ juga terbentuk .

S + O ₂ → SO ₂

Ia juga dapat dihasilkan dengan memanaskan pelbagai sulfida di udara, membakar mineral pirit dan mineral yang mengandungi sulfida, antara lain.

Dalam kes besi pirit, apabila dioksidasi, besi oksida (iii) dan SO _{2 diperoleh} :

4 FeS ₂ + 11 O ₂ → 2 Fe ₂ O ₃ + 8 SO ₂ ↑

Kehadiran di alam semula jadi

SO ₂ dilepaskan ke atmosfera oleh aktiviti gunung berapi (9%) tetapi ia juga disebabkan oleh aktiviti semula jadi yang lain (15%) dan oleh tindakan manusia (76%).

Letusan gunung berapi yang meletup menyebabkan turun naik tahunan atau variasi SO ₂ di atmosfera. Dianggarkan 25% SO _{2 yang} dipancarkan oleh gunung berapi dihanyutkan oleh hujan sebelum sampai ke stratosfera.

Sumber semula jadi adalah yang paling banyak dan disebabkan oleh kitar biologi sulfur.

Di kawasan bandar dan perindustrian sumber manusia mendominasi. Kegiatan utama manusia yang menghasilkannya adalah pembakaran bahan bakar fosil, seperti arang batu, petrol dan diesel. Sumber manusia lain adalah kilang minyak, kilang kimia, dan pengeluaran gas.

Kegiatan manusia seperti membakar arang batu untuk elektrik adalah sumber pencemaran SO ₂ . Adrem68. Sumber: Wikimedia Commons.

Pada mamalia, ia dihasilkan secara endogen, yaitu, di dalam tubuh haiwan dan manusia akibat metabolisme asid amino yang mengandung sulfur (S), terutama L-sistein.

Permohonan

Dalam penghasilan asid sulfurik

Salah satu aplikasi SO ₂ yang paling penting adalah mendapatkan asid sulfurik H ₂ SO ₄ .

2 SO ₂ + 2 H ₂ O + O ₂ → 2 H ₂ SO ₄

Dalam industri makanan yang diproses

Sulfur dioksida digunakan sebagai pengawet makanan dan penstabil, sebagai agen kawalan kelembapan, dan sebagai pengubah rasa dan tekstur pada produk yang dimakan tertentu.

Ini juga digunakan untuk membasmi kuman peralatan yang bersentuhan dengan bahan makanan, peralatan fermentasi, seperti di kilang bir dan kilang anggur, bekas makanan, dll.

Ini membolehkan anda memelihara buah-buahan dan sayur-sayuran, meningkatkan jangka hayatnya di rak pasar raya, mencegah kehilangan warna dan rasa dan membantu dalam pengekalan vitamin C (asid askorbik) dan karoten (prekursor vitamin A).

Buah kering disimpan bebas dari kulat dan bakteria berkat SO ₂ . Pengarang: Isabel Ródenas. Sumber: Pixabay.com

Ia digunakan untuk mengawet anggur, kerana memusnahkan bakteria, kulat dan ragi yang tidak diingini. Ia juga digunakan untuk mensterilkan dan mencegah pembentukan nitrosamin dalam bir.

Peralatan fermentasi barli untuk mendapatkan bir disterilkan dengan SO ₂ . Pengarang: Cerdadebbie. Sumber: Pixabay.

Ini juga digunakan untuk merendam biji jagung, memutihkan gula bit, dan sebagai antimikroba dalam pembuatan sirap jagung fruktosa tinggi.

Sebagai pelarut dan reagen

Ia digunakan secara meluas sebagai pelarut bukan berair. Walaupun ia bukan pelarut pengion, ia berguna sebagai pelarut bebas proton untuk aplikasi analisis dan tindak balas kimia tertentu.

Ia digunakan sebagai pelarut dan reagen dalam sintesis organik, perantaraan dalam pengeluaran sebatian lain seperti klorin dioksida, asetil klorida dan dalam sulfonasi minyak.

Sebagai agen pengurangan

Ia digunakan sebagai agen pengurangan walaupun tidak begitu kuat, dan dalam larutan alkali ion sulfit terbentuk, yang merupakan agen pengurang yang lebih bertenaga.

Dalam pelbagai aplikasi

SO ₂ juga digunakan:

- Dalam pertanian sebagai racun kulat dan pengawet untuk anggur selepas penuaian.

- Untuk menghasilkan hidrosulfit.

- Melunturkan pulpa kayu dan kertas, kerana memungkinkan untuk menstabilkan pulpa setelah pemutihan dengan hidrogen peroksida H ₂ O ₂ ; SO ₂ berfungsi dengan memusnahkan H ₂ O _{2 yang} tersisa dan dengan itu mengekalkan kecerahan pulpa, kerana H ₂ O ₂ dapat menyebabkan pembalikan kecerahan.

- Untuk memutihkan serat tekstil dan barang anyaman.

- Untuk merawat air kerana menghilangkan sisa klorin yang tersisa setelah pengklorinan air minum, air sisa atau air industri.

- Dalam penyulingan mineral dan logam, sebagai agen pengurangan besi semasa pemprosesan mineral.

- Dalam penyulingan minyak untuk memerangkap oksigen dan menghambat kakisan, dan sebagai pelarut pengekstrakan.

- Sebagai antioksidan.

- Sebagai peneutralan alkali dalam pembuatan kaca.

- Dalam bateri litium sebagai agen pengoksidaan.

Kesan OS

Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa SO _{2 yang} dihasilkan secara endogen atau badan mempunyai kesan yang baik terhadap sistem kardiovaskular, termasuk pengaturan fungsi jantung dan kelonggaran saluran darah.

Apabila SO ₂ dihasilkan di dalam badan, ia diubah menjadi turunannya bisulfitite HSO ₃ ^- dan sulfite SO ₃ ^2- , yang memberi kesan vaso-relaxant pada arteri.

Endogenous SO ₂ mengurangkan hipertensi, mencegah perkembangan aterosklerosis, dan melindungi jantung dari kerosakan miokardium. Ia juga memiliki tindakan antioksidan, menghambat peradangan dan apoptosis (kematian sel yang diprogramkan).

Atas sebab-sebab ini, dianggap sebagai terapi baru yang mungkin untuk penyakit kardiovaskular.

Jantung boleh mendapat manfaat daripada SO _{2 yang} dihasilkan oleh badan. Pengarang: OpenClipart-Vectors. Sumber: Pixabay.

Risiko

- Pendedahan pada gas SO ₂ boleh menyebabkan luka bakar pada mata, kulit, tekak dan membran mukus, kerosakan pada saluran bronkus dan paru-paru.

- Beberapa kajian melaporkan bahawa ia berpotensi risiko kerosakan pada bahan genetik sel mamalia dan manusia.

- Ia menghakis. Ia tidak mudah terbakar.

Ekotoksisiti

Sulfur dioksida adalah gas pencemar yang paling biasa di atmosfera, terutamanya di kawasan bandar dan perindustrian.

Kehadirannya di atmosfer menyumbang kepada apa yang disebut "hujan asam" yang berbahaya bagi organisma akuatik, ikan, vegetasi darat, dan kakisan pada bahan buatan manusia.

Tugu rosak akibat hujan asid. Nino Barbieri. Sumber: Wikimedia Commons.

SO ₂ adalah toksik kepada ikan. Tumbuhan hijau sangat sensitif terhadap atmosfera SO ₂ . Alfalfa, kapas, barli, dan gandum rusak pada tahap lingkungan yang rendah, sementara kentang, bawang, dan jagung jauh lebih tahan.

Kesan menelannya dengan makanan

Walaupun tidak berbahaya bagi orang yang sihat, ketika digunakan dalam konsentrasi yang disarankan oleh badan kesihatan yang berwenang, SO ₂ dapat menyebabkan asma pada orang sensitif yang memakannya dengan makanan.

Orang sensitif boleh menderita asma ketika makan makanan dengan jumlah SO ₂ dalam jumlah kecil . Suraj di Wikipedia Malayalam. Sumber: Wikimedia Commons.

Makanan yang biasanya mengandungnya adalah buah-buahan kering, minuman ringan buatan dan minuman beralkohol.

Rujukan

1. Perpustakaan Perubatan Nasional AS. (2019). Sulfur dioksida. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Huang, Y. et al. (2016). Sulfur Dioksida Endogen: Ahli Keluarga Gasotransmitter Baru dalam Sistem Kardiovaskular. Oksid Med Sel Longev. 2016; 2016: 8961951. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
3. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjutan. Edisi Keempat. John Wiley & Anak.
4. Windholz, M. et al. (penyunting) (1983). Indeks Merck. Ensiklopedia Bahan Kimia, Dadah, dan Biologi. Edisi Kesepuluh. Merck & CO., Inc.
5. Pan, X. (2011). Sulfur Oksida: Sumber, Pendedahan dan Kesan Kesihatan. Kesan Kesihatan dari Sulfur Oksida. Dalam Ensiklopedia Kesihatan Persekitaran. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
6. Tricker, R. dan Tricker, S. (1999). Bahan pencemar dan bahan cemar. Sulfur dioksida. Dalam Keperluan Alam Sekitar untuk Peralatan Elektromekanikal dan Elektronik. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
7. Bleam, W. (2017). Kimia Asid-Asas. Sulfur Oksida. Dalam Kimia Tanah dan Alam Sekitar (Edisi Kedua). Dipulihkan dari sciencedirect.com.
8. Freedman, BJ (1980). Sulfur dioksida dalam makanan dan minuman: penggunaannya sebagai pengawet dan kesannya terhadap asma. Dada Br J Dis. 1980; 14 (2): 128-34. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
9. Craig, K. (2018). Tinjauan Kimia, Penggunaan Pestisida, dan Nasib Lingkungan Sulfur Dioksida, seperti yang Digunakan di California. Dalam Ulasan Pencemaran Alam Sekitar dan Toksikologi. Jilid 246. Dipulihkan dari link.springer.com.