Anidride solforosa

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Anidride solforosa

Modello tridimensionale generato al computer della molecola.

Nome IUPAC

diossido di zolfo

Nomi alternativi

anidride solforosa
ossido solforoso
biossido di zolfo

Caratteristiche generali

Formula bruta o molecolare SO₂

Massa molecolare (u) 64,06

Aspetto gas incolore

Numero CAS

7446-09-5

Numero EINECS 231-195-2

PubChem

1119

SMILES

O=S=O

Proprietà chimico-fisiche

Densità (kg·m⁻³, in c.s.) 2,6288

Solubilità in acqua 112 g/l a 293 K

Temperatura di fusione −75,5 °C (197,7 K)

Temperatura di ebollizione −10 °C (263 K)

Punto critico 430 K (157 °C)
7,8×10⁶ Pa

Tensione di vapore (Pa) a 293 K 3,3 × 10⁵

Proprietà termochimiche

Δ_fH⁰ (kJ·mol⁻¹) −296,8

Δ_fG⁰ (kJ·mol⁻¹) −300,1

S⁰_m(J·K⁻¹mol⁻¹) 248,2

C⁰_p,m(J·K⁻¹mol⁻¹) 39,9

Indicazioni di sicurezza

Simboli di rischio chimico

pericolo

Frasi H 331 - 314 - 280 ^[1]

Consigli P 260 - 280 - 304+340 - 303+361+353 - 305+351+338 - 315 - 405 - 403 ^[2]

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L'anidride solforosa (nome IUPAC diossido di zolfo, anche detta biossido di zolfo o ossido di zolfo (IV)) è un gas incolore dal tipico odore empireumatico (di bruciato non necessariamente intenso ma soffocante), molto solubile in acqua (fino a 39 volumi per volume di acqua). La sua formula chimica è S O₂. L'atomo di zolfo forma un doppio legame con un atomo di ossigeno e un legame covalente dativo con l'altro atomo di ossigeno. È costituita da molecole a forma di V il cui vertice è occupato dall'atomo di zolfo e il cui l'angolo di legame è di 119° 30'. Chimicamente è considerata acida.

La sostanza è fortemente irritante e nociva per gli occhi e il tratto respiratorio: per inalazione può causare edema polmonare acuto ed una prolungata esposizione può portare alla morte. La presenza di anidride solforosa nell'aria può essere avvertita dalla comparsa di un sapore metallico in bocca, anche in concentrazioni al di sotto della soglia olfattiva.

In soluzione è quasi completamente presente in forma idratata come SO₂ · 6 H₂O e forma piccole quantità di acido solforoso (H₂SO₃).

Reagisce violentemente con l'ammoniaca e le ammine, l'acroleina, l'acetilene, i metalli alcalini, il cloro, l'ossido di etilene e l'1,3-butadiene.

In presenza di acqua o vapore acqueo attacca molti metalli, tra cui l'alluminio, il ferro, l'acciaio, l'ottone, il rame e il nichel.

Liquefatta, può corrodere le materie plastiche e la gomma.

Produzione[modifica | modifica wikitesto]

L'anidride solforosa viene prodotta industrialmente con i seguenti processi:

combustione di zolfo in aria

{\ce {S + O2 -> SO2}}

combustione di acido solfidrico in aria

{\ce {2 H2S + 3 O2 -> 2 SO2 + 2 H2O}}

arrostimento dei solfuri metallici con aria negli altiforni (in particolare della pirite)

{\ce {2 FeS + 3 O2 -> 2 SO2 + 2 FeO}}

Usi[modifica | modifica wikitesto]

La maggior parte del diossido di zolfo viene convertita in triossido (SO₃) per ossidazione a contatto; quest'ultimo viene poi usato per produrre l'acido solforico.

{\ce {2 SO2 (g) + O2 -> 2 SO3}}

La reazione è esotermica e viene favorita dalle basse temperature. Un tempo come catalizzatore si usava una rete di platino, un eccellente catalizzatore che lavora a temperature basse ma molto costoso e facilmente avvelenabile. Oggi si preferisce usare il pentossido di vanadio (V₂O₅) meno costoso e resistente all'avvelenamento.

Quantità minori di anidride solforosa vengono usate per produrre solfiti (SO₃^2-) usati per imbiancare e per conservare cibi e il vino. Nel vino i solfiti limitano lo sviluppo di batteri e lieviti, bloccano eventuali fermentazioni, hanno funzione antiossidante e favoriscono l'estrazione del colore e del sapore dalle vinacce, il limite di legge nell'Unione Europea è di 150 mg/l per i vini rossi, 200 mg/l per i bianchi e i rosati, derogabile per alcuni vini fino a 400 mg/l^[3].

In forma liquefatta è usata anche come solvente non acquoso.

Viene anche usata per la fabbricazione di solfonati organici e di solfuro di carbonio, come sbiancatore nell'industria della carta, dello zucchero e delle fibre tessili, come agente riducente nella produzione del tannino e nell'industria tipografica, come antiparassitario ed antisettico nell'industria alimentare e nell'industria del freddo.

Tra gli additivi alimentari è identificato dalla sigla E 220.

Effetti sull'uomo e sull'ambiente[modifica | modifica wikitesto]

Nubi di anidride solforosa emesse dal cratere Halemaʻumaʻu del vulcano Kīlauea sull'Isola di Hawaii.

Le anidridi solforosa e solforica (SO₂ ed SO₃, indicate con il termine generale SO_x), sono i principali inquinanti atmosferici a base di zolfo. La principale fonte di inquinamento è costituita dalla combustione di combustibili fossili (carbone e derivati del petrolio) in cui lo zolfo è presente come impurezza. Vengono pure emesse nell'atmosfera durante le eruzioni vulcaniche^[4]: quando raggiungono la stratosfera si trasformano in particelle di acido solforico che riflettono i raggi solari, in parte riducendo le radiazioni che raggiungono il suolo terrestre.

L'anidride solforosa è un forte irritante delle vie respiratorie; un'esposizione prolungata a concentrazioni anche minime (alcune parti per miliardo, ppb) può comportare faringiti, affaticamento e disturbi a carico dell'apparato sensoriale (occhi, naso, etc.).

A partire dal 1980 le emissioni provocate direttamente dall'uomo (a causa di riscaldamento e traffico) sono notevolmente diminuite grazie all'utilizzo sempre crescente del metano e alla diminuzione della quantità di zolfo contenuta nel gasolio e in altri combustibili liquidi e solidi. Rimangono più preoccupanti le emissioni dovute alla presenza di centrali termoelettriche, la cui entità, tuttavia, è da anni sotto controllo, grazie al processo di desolforazione, che realizza l'assorbimento degli SOx, fino ad ottenere pochi ppm. Il processo di desolforazione è oramai presente e funzionante su tutti gli impianti termoelettrici alimentati a olio combustibile e carbone.