檢視二氧化硫的原始碼

{| class="wikitable" style="float:right; margin: -10px 0px 10px 20px; text-align:left"
|<center>'''二氧化硫'''<br><img src="https://3.bp.blogspot.com/-N0zGr59Fdg8/VVatcQiixNI/AAAAAAAAG_4/JMVSsDM8Hg4/s320/3095.jpg" width="250"></center><small>[https://chemicaldictionary.blogspot.com/2015/05/sulfur-dioxide-so2.html 圖片來自化工字典]</small> 
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'''二氧化硫'''，（sulphur dioxide）[[化学式]]是SO<sub>2</sub>。是最常见的硫[[氧化物]]<ref>[http://chemed.chemistry.org.tw/?p=16448 氧化物]，台灣化學教育</ref> 。无色气体，有强烈刺激性气味。[[大气]]主要污染物之一。[[火山爆发]]时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于[[煤]]和[[石油]]通常都含有硫化合物，因此[[燃烧]]时会生成二氧化硫。當二氧化硫溶於水中，會形成[[亞硫酸]]（[[酸雨]]的主要成分）。若把SO<sub>2</sub>进一步氧化，通常在催化剂如[[二氧化氮]]的存在下，便会生成[[硫酸]]。这就是对使用这些燃料作为能源的环境效果的担心的原因之一。

== 结构 ==
SO<sub>2</sub>是一个V型的分子，其[[对称点群]]为C<sub>2v</sub>。硫原子的[[氧化态]]为+4，[[形式电荷]]为0，被5个[[电子对]]包围着，因此可以描述为[[超价分子]]。从[[分子轨道理论]]的观点来看，可以认为这些价电子大部分都参与形成S-O键。

SO<sub>2</sub>中的S-O键长（143.1 pm）要比[[一氧化硫]]中的S-O键长（148.1 pm）短，而O<sub>3</sub>中的O-O键长（127.8 pm）则比[[氧气]]O<sub>2</sub>中的O-O键长（120.7 pm）长。SO<sub>2</sub>的平均键能（548 kJ mol<sup>−1</sup>）要大于SO的平均键能（524 kJ mol<sup>−1</sup>），而O<sub>3</sub>的平均键能（297 kJ mol<sup>−1</sup>）则小于O<sub>2</sub>的平均键能（490 kJ mol<sup>−1</sup>）。这些证据使化学家得出结论：二氧化硫中的S-O键的[[键级]]至少为2，与臭氧中的O-O键不同，臭氧中的O-O键的键级为1.5。

== 化学性质 ==
=== 酸性氧化物 ===
SO<sub>2</sub>是[[酸性氧化物]]，具有酸性氧化物的通性。可以與水作用得到二氧化硫水溶液，即“[[亞硫酸]]”（中强酸），但真正的亚硫酸分子从未在溶液中观测到。
:rm SO_2 + H_2O \longleftrightarrow H_2SO_3

与[[碱]]反应形成[[亚硫酸盐]]和[[亚硫酸氢盐]]。以与[[氢氧化钠]]的反应为例，产物是[[亚硫酸钠]]还是[[亚硫酸氢钠]]，取决于二者的用量关系。
:rm SO_2 + 2NaOH \longrightarrow Na_2SO_3 + H_2O 或
:rm SO_2 + NaOH \longrightarrow NaHSO_3

这也是二氧化硫能使[[澄清石灰水]]变浑浊的原因：

:rm SO_2 + Ca(OH)_2 \longrightarrow CaSO_3 \downarrow + H_2O 

与[[碱性氧化物]]反应生成盐。
:rm SO_2 + CaO \longrightarrow CaSO_3

=== 氧化还原反应 ===
SO<sub>2</sub>中的硫元素的化合价为+4价，为中间价态，既可升高，也可下降。所以SO<sub>2</sub>既有[[氧化性]]，又有[[还原性]]，但以还原性为主。

SO<sub>2</sub>的还原性较强，可被多种氧化剂（如 [[氧气|O<sub>2</sub>]]、[[氯气|Cl<sub>2</sub>]]、[[溴|Br<sub>2</sub>]]、[[硝酸|HNO<sub>3</sub>]]、[[高锰酸钾|KMnO<sub>4</sub>]]等）氧化。
:rm SO_2 + Cl_2 \longrightarrow SO_2Cl_2
:rm 2SO_2 + O_2 \longleftrightarrow 2SO_3（该反应为[[可逆反应]]，条件为加热和催化剂：[[五氧化二钒|V<sub>2</sub>O<sub>5</sub>]] / [[铂|Pt]] / [[三氧化二铬|Cr<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]）

SO<sub>2</sub>也有一定的氧化性，如：
:rm SO_2 + 2H_2S \longrightarrow 3S + 2H_2O
工业上可以用此反应制造高纯度[[硫磺]]。

== 对健康的威胁 ==
二氧化硫具有酸性，可与空气中的其他物质反应，生成微小的亚硫酸盐和硫酸盐颗粒。当这些颗粒被吸入时，它们将聚集于肺部，是呼吸系统症状和疾病、呼吸困难，以及过早死亡的一个原因。如果与水混合，再与皮肤接触，便有可能发生冻伤。与眼睛接触时，会造成红肿和疼痛。

== 用途 ==
=== 防腐剂 ===
由于二氧化硫的[[抗菌]]性质，它有时用作[[果乾|乾果]]、醃漬蔬菜、與經加工處理的肉製品（如香腸及漢堡肉）等不同種類的食物中。用来保持水果的外表，或防止食物[[腐烂]]。二氧化硫的存在，可以使水果有一种特殊的化学[[味道]]、及保持新鮮的外觀。

=== 酿酒 ===
二氧化硫是酿酒时非常有用的化合物，它的[[E编码]]为E220。它甚至在所谓的“无硫的”酒中也存在，浓度可达每升10毫克。它作为抗生素和抗氧化剂，防止酒遭到细菌的损坏和氧化。它也帮助把挥发性酸度保持在想要的程度。酒的标签上之所以有“含有亚硫酸盐”等字句，就是因为二氧化硫。根据美国和欧盟的法律，如果酒的SO<sub>2</sub>浓度低于10ppm，则不需要标示“含有亚硫酸盐”。酒中允许的SO<sub>2</sub>浓度的上限在美国为350ppm，而在欧盟，红酒为160ppm，白酒为210ppm。如果SO<sub>2</sub>的浓度很低，那么便很难探测到，但当浓度大于50ppm时，用鼻子就能闻出SO<sub>2</sub>的气味，用舌头也能品尝出来。

SO<sub>2</sub>还是酿酒厂卫生的很重要的要素。酿酒厂和设备必须保持十分清洁，且因为漂白剂不能用于酿酒厂中，SO<sub>2</sub>、水和柠檬酸的混合物通常用来清洁水管、水槽和其它设备，以保持清洁和没有细菌。

=== 还原性漂白剂 ===
二氧化硫还是一个很好的[[还原剂]]。在水的存在下，二氧化硫可以使物质褪色。特别地，它是[[纸张]]和[[衣物]]的有用的漂白剂。这个漂白作用通常不能持续很久。空气中的[[氧气]]把被还原的染料重新氧化，使颜色恢复。

可以下列化學方程式表示：
H<sub>2</sub>SO<sub>3</sub> + 染料 → H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> + (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续很久的原因。

可以下列化學方程式表示：
2 (染料 - O ) + O<sub>2</sub> → 2染料

中学实验室中用碱性品红溶液检测二氧化硫的存在。二氧化硫可以使品红试液褪色，从而说明二氧化硫使有机物漂白的性质；而褪色后的溶液经过加热，又恢复为红色，从而说明了二氧化硫漂白的原理是与有机物生成了“加合物”，而此类加合物不稳定，加热时便分解，又放出二氧化硫。一个相关的化学鉴定方法称为[[希夫法]](Schiff法) ，是用[[亚硫酸氢钠]]与[[品红 (化合物)|品红]]或[[副品红]]发生加成，再用二氧化硫脱色。如果得到的溶液（[[希夫试剂]]）与待检试液作用生成粉红色或紫色，则可以证明待检试液中[[醛]]类的存在。

=== 硫酸的前体 ===
二氧化硫还用来制备硫酸，首先转化成[[三氧化硫]]，然后再转化成[[发烟硫酸]]，最后转化成[[硫酸]]。这个过程中的二氧化硫是含硫矿物与氧气反应产生的。把二氧化硫转化成硫酸的过程，称为[[接触法]]。

=== 制冷剂 ===
由于二氧化硫容易液化，且[[汽化热]]很大，因此适合作为[[制冷剂]]。在[[卤代烷|氟利昂]]的发展之前，二氧化硫就曾经用作家用冰箱的制冷剂。

=== 试剂和溶剂 ===
液态二氧化硫是万用的惰性溶剂，广泛用于溶解强氧化性盐。它会发生[[自偶电离]]生成SO<sup>2+</sup>和SO<sub>3</sub><sup>2−</sup>。
:rm 2SO_2 \rightarrow SO^{2+} + SO_3^{2-}

它有时也用作[[有机合成]]中[[磺酰]]基的来源，把芳基[[重氮盐]]用二氧化硫处理，便可获得对应的芳基磺酰氯。

=== 脱氯 ===
在城市的污水处理中，二氧化硫用来处理排放前的氯化污水。二氧化硫与氯气反应，氯气被还原，生成Cl<sup>−</sup>。
== 參考文獻 == 
{{reflist}}
[[Category:340 化學總論]]