Diòxid de sofre

Propietats

General
Nom	Diòxid de sofre
Fórmula química	SO2
Aparença	gas incolor
Físiques
Pes molecular	64.1 uma
Punt de fusió	198 K (-75 °C)
Punt d'ebullició	263 K (-10 °C)
Densitat	1,4 ×103 kg/m3 (líquid)
Solubilitat	9,4 g en 100g d'aigua
Termoquímica
ΔfH0gas	-296,84 kJ/mol
ΔfH0líquid	? kJ/mol
ΔfH0sòlid	? kJ/mol
S0gas, 1 bar	248,21 J·mol-1·K-1
S0líquid, 1 bar	? J·mol-1·K-1
S0sòlid	? J·mol-1·K-1
Riscos
Ingestió	Relativament poc tòxic, pot causar nàusees, vòmits i esterilitat. Sense dades per a exposició a llarg termini.
Inhalació	Irritació extrema.
Pell	Arriscat comprimit i criogènic.
Ull	Arriscat comprimit i criogènic.
Més informació	Hazardous Chemical Database (En anglès)
Valors en el SI i en condicions normals (0 °C i 1 atm), tret que s'indiqui el contrari.

El diòxid de sofre (SO₂) és un gas incolor amb una característica olor asfixiant. A més és un gas no flamable i no explosiu. Es tracta d'una substància reductora que amb el temps i en contacte amb l'aire i la humitat es converteix en triòxid de sofre que converteix en àcid sulfúric. La velocitat d'aquesta reacció en condicions normals és baixa. En aigua es dissol formant una dissolució àcida.

Química

Pot ser concebut com l'anhidrur d'un hipotètic àcid sulfurós H₂SO₃. Això - en analogia al que passa amb l'àcid carbònic - és inestable en dissolucions àcides però forma sals, els sulfits i bisulfits. El dióxid de sofre és un intermedi important en la producció de l'àcid sulfúric. Es forma en la combustió de sofre elemental o sulfurs (p. ex. la pirita FeS₂, la wurzita o la blenda (ambdós ZnS), la galena PbS, etc.). Després és oxidat en una segona etapa al triòxid de sofre (SO₃) que pot ser transformat directament en l'àcid sulfúric.

Com catalitzador s'emprava antigament platí que ha estat substituït en els sistemes mes moderns per pentòxid de vanadi (V₂O₅). Per a la seva síntesi en el laboratori és sovint més convenient afegir àcid sobre sulfit. El diòxid de sofre té propietats desinfectants. Per això va ser utilitzat durant segles en la desinfecció per exemple de les botes de vi cremant sofre en el seu interior.

Gas contaminant

El diòxid de sofre és un dels contaminants que provoquen contaminació atmosfèrica. Participa a l'efecte hivernacle. Els seus efectes són la deterioració de conreus i, als humans, una forta irritació dels ulls i de les vies respiratòries superiors, a més de tos, opressió respiratòria i espasmes de larinx. En una atmosfera humida pot reaccionar amb l'aigua per a formar àcid sulfúric, encara més perillós.

Els òxids de sofre en combinació amb les partícules i la humitat produeixen els efectes mes perjudicials atribuïts a la contaminació de l'aire.

Efectes sobre la salut

Varies espècies d'animals, incloent l'humà, reaccionen amb broncoconstricció enfront el SO₂. Aquest efecte es pot atribuir a un augment de la resistència en el conducte de l'aire.

L'àcid sulfúric és un irritant més potent que el diòxid de sofre, per tant, la majoria d'estudis tracten de materials sulfurosos combinats.

Les anàlisis de nombrosos estudis epidemiològics determinen una associació clara entre la contaminació de l'aire (segons la concentració de SO₂ juntament amb altres partícules i la humitat relativa) i els efectes sobre la salut.

Efectes del SO₂ a diverses concentracions per una exposició a curt termini

Concentració	Efectes
0,03 ppm, promig anual	Lesions cròniques en plantes
0,037-0,092 ppm, promig anual	Pot haver-hi, acompanyades per partícules a una concentració de 185 μg/m3, un augment en la freqüència de símptomes respiratoris i malalties pulmonars
0,11-0,19 ppm, mitjana en 24h	Amb un baix nivell de partícules pot haver-hi un augment d'ingressos hospitalaris de persones majors per un trastorn respiratori.
0,19 ppmm, mitjana en 24h	Amb un baix nivell de partícules pot haver-hi un augment en la mortalitat
0,25 ppmm, mitjana en 24h	Acompanyat per partícules amb una concentració de 750 μg/m3 pot haver-hi un augment de la taxa diària de mortalitat (fonts britàniques) i un augment de la taxa de morbilitat
0,3 ppm, 8h	Alguns arbres mostren lesions
0,52 ppm, mitjana en 24h	Pot haver-hi un augment en la mortalitat acompanyat per la presència de partícules, i un augment de la taxa de mortalitat.

El diòxid de carboni actua com un gas sufocant, irritant i afecta sobretot a la part superior del tub respiratori durant una exposició moderada. Alguns efectes són difícils de determinar, sobretot a llarg termini, però està clar que és un contaminant molt potent i molt nociu per el medi ambient.

Pluja àcida

Les gotes d'aigua formades per condensació a l'atmosfera ha de tenir normalment un pH proper al 7, però degut a la presència del CO₂ a l'atmosfera, el pH tendeix a baixar per la formació de l'acid carbònic i pot assolir un valor al voltant de 5,7. Les alarmes van saltar quan a principis de 1970 es van registrar valors de pH en l'aigua de la pluja amb valors promitjos anuals d'entre 4 i 5. Aquests valors es van associar a la presència de l'àcid sulfúric i l'àcid nítric procedents dels gasos SO₂ i NO_x presents a l'atmosfera.

Les reaccions possibles per la formació de l'àcid sulfúric són:

• Reacció homogènia

2SO₂ + O₂ → 2SO₃

SO₃ + H₂O → 2H₂O₄

• Reacció heterogènia

SO₂ (g) SO₂ (aq)

2H₂O (aq) + SO₂ (aq) HSO₃⁻ (aq) +H₃O⁺

HSO₃⁻ (aq)+ H₂O SO₃⁻ (aq)+ H₃O⁺

Els efectes de la pluja àcida són molts i molt greus, tant per els animals com per les plantes. Destrueix l'ecosistema. Els efectes més detallats es troben a la pàgina de pluja àcida

Font

La font principal d'aquesta substància a l'atmosfera és la combustió de carbó o de petroli, que inclou l'ús de vehicles (trànsit), centrals tèrmiques, explotació i manipulació de certs minerals de sofre, indústria del paper i del carbó (incloent embalatges, etc.), síntesi d'àcid sulfúric, etc.