Sēra dioksīds

Sēra dioksīds
Sēra dioksīda molekulas modelis Sēra dioksīda struktūrformula ar starpatomu attālumiem un leņķiem
Citi nosaukumi	sērpaskābes anhidrīds, sēra(IV) oksīds
CAS numurs	7446-09-5
Ķīmiskā formula	SO2
Molmasa	64 g/mol
Blīvums	2,551 kg/m3
Kušanas temperatūra	−72,4 °C (200,75 K)
Viršanas temperatūra	−10 °C (263 K)
Šķīdība ūdenī	11,5 g/100 ml

Sēra dioksīds (SO₂) ir bezkrāsaina, korozīva, viegli sašķidrināma, indīga gāze. Tas ir skābais oksīds un, reaģējot ar ūdeni, veido sērpaskābi, bet, reaģējot ar bāziskajiem un amfotērajiem oksīdiem — sulfītus (sērpaskābes sāļus). Sēra dioksīds veidojas, sadegot sēram vai sērūdeņradim (arī sērorganiskajiem savienojumiem). Tā kā akmeņogles un naftas produkti bieži vien satur sēru vai tā savienojumus, to sadegšanas produkti arī bieži vien satur sēra dioksīdu. Dabā sēra dioksīds ir sastopams vulkānu gāzēs. Atmosfērā sēra dioksīds lēnām oksidējas par sēra trioksīdu, kas tālāk veido sērskābi, kas ir skābā lietus sastāvdaļa.

Iegūšana

Sēra dioksīdu var iegūt, dedzinot sēru, sērūdeņradi vai sērorganiskos savienojumus:

S + O₂ → SO₂

2H₂S + 2O₂ → SO₂ + 2H₂O

2CH₃CH₂SH + 9O₂ → 4CO₂ + 2SO₂ + 6H₂O

Vēl sēra dioksīdu var iegūt, apdedzinot sulfīdu rūdas (sulfīdus):

2CuS + 3O₂ → 2CuO + 2SO₂

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

Sēra dioksīds var veidoties cementa ražošanas procesā, ja kalcija izejviela ir kalcija sulfāts un izejvielu maisījumam ir pielikta ogle:

2CaSO₄ + 2SiO₂ + C → 2CaSiO₃ + 2SO₂ + CO₂

Sēra dioksīds veidojas, termiski sadalot sulfātus. Šis ir divu stadiju process: vispirms sulfāts sadalās par metāla oksīdu un sēra trioksīdu, pēc tam sēra trioksīds sadalās par sēra dioksīdu un skābekli (sēra trioksīds sulfātu sadalīšanās temperatūrās (~1000 °C) ir nestabils):

CaSO₄ → CaO + SO₃

Sēra dioksīds veidojas, koncentrētai sērskābei reaģējot ar varu:

Cu + 2H₂SO4 → CuSO₄ + SO₂ + 2H₂O

Īpašības

Sēra dioksīds ir skābais oksīds, tas spēj oksidēties un spēj darboties kā ligands kompleksajos savienojumos.

Reaģējot ar sārmiem, sēra dioksīds veido sulfītus (sērpaskābes sāļus):

SO₂ + 2NaOH → Na₂SO₃ + H₂O

Sēra dioksīds ir reducētājs, tas spēj reducēt halogēnus:

SO₂ + Cl₂ → SO₂Cl₂

Atsevišķos gadījumos sēra dioksīds var būt arī oksidētājs:

SO₂ + 2H₂S → 3S + 2H₂O

Izmantošana

Lielākā daļa saražotā sēra dioksīda ir sērskābes ražošanas starpprodukts. Ievērojama daļa sēra dioksīda veidojas, dedzinot sēru saturošu kurināmo un nonāk gaisā, veidojot skābo lietu.

Sēra dioksīdu lieto par konservantu, lai samazinātu augļu pūšanu. To arī liek klāt vīnam, lai novērstu bojāšanos. Sēra dioksīdu dažreiz lieto arī pagrabu dezinficēšanai un citu dzīvo radību iznīcināšanai.

Sēra dioksīdu dažreiz lieto par balinātāju (papīram un audumiem). Tas darbojas kā reducētājs un noreducē izbalināmās krāsvielas uz reducētu, bezkrāsainu formu. Sēra dioksīds nesagrauj materiāla struktūru, taču balināšanas efekts ir pārejošs, jo gaisa skābeklis izbalinātās krāsvielas ar laiku nooksidē atpakaļ.

Tā kā sēra dioksīds ir relatīvi viegli sašķidrināms, to pirms freonu izgudrošanas lietoja par aukstumnesēju ledusskapjiem. Sašķidrinātu sēra dioksīdu lieto arī par šķīdinātāju.