Was ist Schwefeldioxid?
Schwefeldioxid (englisch: sulfur dioxide) ist eine Verbindung aus Schwefel und Sauerstoff. Es ist ein farbloses Gas mit stechendem Geruch.
Seine chemische Formel lautet SO2, sein Molekulargewicht ist 64,07 und seine CAS-Nummer 7446-09-5. Schwefeldioxid, auch bekannt als schwefliges Sauergas oder wasserfreie schweflige Säure, kommt in geringen Mengen in vulkanischen Gasen und Mineralquellen vor.
Struktur von Schwefeldioxid
Schwefeldioxid hat eine gefaltete Linienstruktur mit C2v-Symmetrie. Nach der Methode der Molekülorbitale wurde es als eine Art hypervalente Verbindung beschrieben, bei der viele Elektronenpaare an der Bindung beteiligt sind. Tatsächlich wurde aber festgestellt, dass es eine relativ einfache Bindungsstruktur ähnlich der von Ozon aufweist. Der Bindungsabstand zwischen Schwefel und Sauerstoff beträgt etwa 143 pm, und der durch die Faltungsstruktur gebildete Winkel beträgt etwa 119°.
Eigenschaften von Schwefeldioxid
1. Physikalische Eigenschaften
Schwefeldioxid hat einen Schmelzpunkt von -75,5°C, einen Siedepunkt von -10°C und ein relative Dichte von 1,4 in flüssigem Zustand. Schwefeldioxid ist löslich in Wasser und löslich in Aceton, Ethanol, Tetrachlorkohlenstoff, Benzol, Methanol, Etheracetat und Chloroform. Schwefeldioxid zeichnet sich dadurch aus, dass es sowohl als Oxidations- als auch als Reduktionsmittel wirken kann.
2. Sonstige Eigenschaften
Schwefeldioxid ist ein stark ätzender und giftiger Stoff, der verschiedene Metalloberflächen angreift, sodass sie z.B. grünlich-blau werden. Erhebliche Mengen Schwefeldioxid finden sich im Rauchgas von Schmelzöfen und Fabriken, die Öl, Kohle und andere Brennstoffe verwenden, und wurde als Quelle für Luftverschmutzung in Städten und sauren Regen identifiziert.
Anwendungen von Schwefeldioxid
1. Lebensmittelzusatzstoffe
Schwefeldioxid wird aufgrund seiner antibakteriellen Eigenschaften als Konservierungsmittel, Bleichmittel und Antioxidationsmittel in Likör und Trockenfrüchten verwendet. Trockenfrüchte haben einen unverwechselbaren Geschmack, zu dem auch Schwefeldioxid beitragen kann. Es ist auch in Wein in ppm-Mengen vorhanden und wirkt als antimikrobielles Mittel und Antioxidant, indem es Bakterienwachstum und Oxidation verhindert und zur Aufrechterhaltung eines konstanten Säuregehalts beiträgt.
2. Lösungsmittel
Flüssiges Schwefeldioxid löst als nichtwässriges Lösungsmittel viele anorganische und organische Verbindungen und wird in der kernmagnetischen Resonanzforschung und bei verschiedenen Synthesen verwendet. Hochreines Schwefeldioxid ist auch als verflüssigtes Schwefeldioxid in Flaschen im Handel erhältlich.
3. Bleichmittel
Aufgrund seiner stark reduzierenden Wirkung wird Schwefeldioxid auch als Bleichmittel und Desinfektionsmittel für Zellstoff und andere Materialien verwendet. Wegen seiner reduzierenden entfärbenden Wirkung in Gegenwart von Wasser wird es als Bleichmittel für Papier und Kleidung verwendet, hat aber wegen der Reoxidation durch Luftsauerstoff keine lang anhaltende Bleichwirkung.
4. Sonstige Verwendung
Schwefeldioxid wird auch als Rohstoff für die Herstellung anderer Produkte wie Schwefelsäure und Natriumsulfit verwendet. Außerdem wird es in Insektiziden, Reduktionsmitteln, Pestiziden, Arzneimitteln und bei der Ölraffination verwendet.
Weitere Informationen zu Schwefeldioxid
1. Herstellungsverfahren für Schwefeldioxid
Schwefeldioxid wird durch Verfahren wie die Zersetzung von festem Sulfit mit Schwefelsäure oder durch die thermische Reaktion von Kupfer mit konzentrierter Schwefelsäure hergestellt. Es wird auch industriell durch die Verbrennung von Metallsulfiden wie Schwefel, Schwefelwasserstoff und Pyrit hergestellt. Bei der Zementherstellung wird wasserfreies Kalziumsulfat mit Koks erhitzt, um Kalziumsilikat zu erzeugen, wobei als Nebenprodukt Schwefeldioxid entsteht.
2. Vorsichtsmaßnahmen bei der Handhabung und Lagerung
Bei der Handhabung und Lagerung sind die folgenden Vorsichtsmaßnahmen zu beachten:
- Die Lagerbehälter sollten in einem gut belüfteten Bereich unter 40°C aufbewahrt werden.
- Nach dem Gebrauch ist das Ventil des Behälters vollständig zu schließen und die Verschlusskappe sowie die Schutzkappe aufzusetzen.
- Vermeiden Sie den Kontakt mit Feuchtigkeit, da Schwefeldioxid viele Metalle, einschließlich Aluminium und Stahl, angreift.
- In flüssiger Form ist der Kontakt zu vermeiden, da es Kunststoffe und Gummi angreift.
- Nur im Freien oder in gut belüfteten Räumen verwenden.
- Bei der Verwendung Schutzhandschuhe und Schutzbrille tragen.
- Nach der Handhabung die Hände gründlich waschen.
- Bei Kontakt mit der Haut mit Wasser und Seife waschen.
- Bei Augenkontakt mehrere Minuten lang vorsichtig mit Wasser ausspülen.
- Einatmen vermeiden, da die Dämpfe die Atemwege reizen und Husten und Bronchitis verursachen.