Kén(IV)-oxid

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. augusztus 26-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 6 szerkesztést igényelnek .
Kén-oxid (IV).
Tábornok
Szisztematikus
név
Kén-oxid (IV).
Chem. képlet SO2_ _
Patkány. képlet SO2_ _
Fizikai tulajdonságok
Állapot színtelen gáz
Moláris tömeg 64,054 g/ mol
Sűrűség 0,002927 g/cm³
Ionizációs energia 12,3 ± 0,1 eV [6]
Termikus tulajdonságok
Hőfok
 •  olvadás -75,5 °C
 •  forralás -10,01°C
hármas pont 197,69 K (-75,46 °C), 0,0157 MPa [1]
Kritikus pont 430,7 (157,55 °C), 7,88 MPa, 122 cm3 /mol [2 ]
Entalpia
 •  oktatás -296,90 [3] [4] ; —297,05 [5]  kJ/mol
Gőznyomás 3,2 ± 0,1 atm [6]
Kémiai tulajdonságok
Oldhatóság
 • vízben 11,5 g/100 ml
Osztályozás
Reg. CAS szám [7446-09-5]
PubChem
Reg. EINECS szám 231-195-2
MOSOLYOK   O=S=O
InChI   InChI=1S/O2S/c1-3-2RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N
Codex Alimentarius E220
RTECS WS4550000
CHEBI 18422
ChemSpider
Biztonság
Korlátozza a koncentrációt 10 mg/m³
Toxicitás Veszélyességi osztály III
EKB ikonok
NFPA 704 NFPA 704 négyszínű gyémánt 0 3 0
Az adatok standard körülményeken (25 °C, 100 kPa) alapulnak, hacsak nincs másképp jelezve.
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A kén-oxid (IV) ( kén-dioxid , kén -dioxid, kén-dioxid , kén-dioxid ) egy kén és oxigén vegyülete, amelynek összetétele S O 2 . Normál körülmények között színtelen gáz, jellegzetes szúrós szaggal (egy meggyújtott gyufa szaga ). Magas koncentrációban mérgező . Szobahőmérsékleten nyomás alatt cseppfolyósodik . Vízben oldva instabil kénsavat képez ; oldhatósága 11,5 g/100 g víz 20 °C-on, a hőmérséklet emelkedésével csökken. Oldódik etanolban és kénsavban is . A vulkáni gázok egyik fő alkotóeleme . Élelmiszer-adalékanyagként regisztrálva E220 számmal .

Getting

Ipari kinyerési módszer a kén elégetése vagy szulfidok , főleg pirit pörkölése .

Laboratóriumi körülmények között és a természetben az SO 2 -t erős savak szulfitokra és hidroszulfitokra gyakorolt ​​hatására nyerik. A keletkező kénsav H 2 SO 3 azonnal SO 2 -re és H 2 O - ra bomlik :

Kémiai tulajdonságok

Savas oxidokra utal . Vízben oldva kénsav keletkezik (normál körülmények között a reakció visszafordítható):

Lúgokkal szulfitokat képez :

A SO 2 kémiai aktivitása nagyon magas. Az SO 2 legkifejezettebb redukáló tulajdonságai , a kén oxidációs foka az ilyen reakciókban nő:

Az utolsó előtti reakció a SO 3 2− szulfitionra és az SO 2 -re adott kvalitatív reakció (az ibolya oldat elszíneződése).

Erős redukálószerek jelenlétében az SO 2 képes oxidáló tulajdonságokat felmutatni . Például a kohászati ​​ipar füstgázaiból a kén kinyerésére szén-monoxiddal (II) történő SO 2 redukciót alkalmaznak :

Vagy hipofoszforsav beszerzéséhez:

Alkalmazás

A kén(IV)-oxid nagy részét kénsav előállítására használják fel. A borkészítésben tartósítószerként is használják (élelmiszer-adalékanyag E220 ). A gáz elpusztítja a mikroorganizmusokat, ezért a zöldséges boltokat és raktárakat fertőtlenítik vele. A kén(IV)-oxidot szalma, selyem és gyapjú fehérítésére használják , olyan anyagokat, amelyeket nem lehet klórral fehéríteni . Oldószerként is használják laboratóriumokban [7] . A kén-oxidot (IV) a kénsav különféle sóinak előállítására is használják.

Toxicitás és biztonság

A kén-oxid (IV) SO 2 (kén-dioxid) nagy dózisban nagyon mérgező . A kén-dioxid-mérgezés tünetei az orrfolyás, köhögés, rekedtség, erős torokfájás és sajátos utóíz. Ha a kén-dioxidot nagyobb koncentrációban lélegezzük be - fulladás, beszédzavar, nyelési nehézség, hányás, akut tüdőödéma lehetséges.

Rövid ideig tartó belélegzés esetén erős irritáló hatású, köhögést és torokfájást okoz.

MPC (maximálisan megengedett koncentráció):

Az emberi szervezetre gyakorolt ​​hatás mértéke szerint a kén-dioxid a GOST 12.1.007-76 szerint a III. veszélyességi osztályba tartozik („közepesen veszélyes vegyi anyag”).

Érdekes módon az egyének, állatok és növények SO 2 iránti érzékenysége nagyon eltérő. Így a növények közül a nyír és a tölgy a legellenállóbb a kén-dioxiddal szemben, a legkevésbé a rózsa, a fenyő és a lucfenyő.

A tanulmány [8] szerint az átlagos szagérzékelési küszöb meghaladhatja az MPC-t (21 mg/m3), és néhány embernél a küszöb jelentősen magasabb volt az átlagos értéknél.

Étrend-kiegészítőként a kén-oxid fogyasztása biztonságosnak tekinthető, de allergiás reakciókat válthat ki asztmásoknál [9] . Az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság (EFSA) szerint a nem nyilvánvaló káros hatások szintje (NOEL) 70 mg/ttkg állatokban, az elfogadható napi bevitel (ADI) 0,7 mg/kg emberi testtömeg . ] . Ez a szám összhangban van a FAO/WHO élelmiszer-adalékanyagokkal foglalkozó vegyes szakértői bizottságának (JECFA) véleményével, amely 1998-ban hasonló ADI-szintet állapított meg [10] .

Az Egyesült Államok Élelmiszer- és Gyógyszerügyi Hatósága (FDA) a kén-oxidot " általánosan biztonságosnak elismert" (GRAS) étrend-kiegészítőként ismeri el, kivéve a B1-vitamin ( tiamin ) forrásaként elismert élelmiszerekben való felhasználását , mivel a kén-oxid (a kénnel együtt) oxid-leadó adalékok E220 -E228 ) lebontják ezt a mikroelemet , és ennek használata a B1-vitaminban gazdag élelmiszerek listáján, valamint a gyümölcsökben és zöldségekben tilos [11] .

Biológiai szerep

Az endogén kén-dioxid szerepe az emlős szervezet fiziológiájában még nem teljesen tisztázott. [12] A kén-dioxid blokkolja a tüdő nyúlási receptoraiból érkező idegimpulzusokat, és megszünteti a tüdő túlnyúlására válaszul fellépő reflexet, ezáltal serkenti a mélyebb légzést.

Kimutatták, hogy az endogén kén-dioxid szerepet játszik a tüdőkárosodás megelőzésében, csökkenti a szabad gyökök képződését, az oxidatív stresszt és a gyulladást a tüdőszövetben, míg az olajsav okozta kísérleti tüdőkárosodást ezzel szemben a kén-dioxid képződés és az általa közvetített aktivitás csökkenése.intracelluláris pályák és fokozott szabadgyökképződés és oxidatív stressz szint. Ennél is fontosabb, hogy a kísérletben az endogén kén-dioxid képződését elősegítő enzim blokkolása hozzájárult a fokozott tüdőkárosodáshoz, az oxidatív stresszhez és a gyulladáshoz, valamint a tüdőszöveti sejtek apoptózisának aktiválásához. Ezzel szemben a kísérleti állatok testének kéntartalmú vegyületekkel, például glutationnal és acetilciszteinnel való feldúsítása , amelyek az endogén kén-dioxid forrásaként szolgálnak, nemcsak az endogén kén-dioxid-tartalom növekedéséhez, hanem csökkenéséhez is vezetett. a szabad gyökök képződésében, az oxidatív stresszben, a tüdőszövet sejtjeinek gyulladásában és apoptózisában. [13]

Úgy gondolják, hogy az endogén kén-dioxid fontos élettani szerepet játszik a szív- és érrendszer működésének szabályozásában, anyagcseréjének zavarai pedig fontos szerepet játszhatnak olyan kóros állapotok kialakulásában, mint a pulmonalis hypertonia, hypertonia, vascularis atherosclerosis, coronaria . szívbetegség , ischaemia-reperfúzió és mások [14]

Kimutatták, hogy a veleszületett szívelégtelenségben és pulmonális hipertóniában szenvedő gyermekeknél a homocisztein (a cisztein káros, toxikus metabolitja ) szintje megemelkedik, és az endogén kén-dioxid szintje csökken, és a kórokozók szintje emelkedik. homocisztein és az endogén kén-dioxid termelésének csökkenésének mértéke korrelált a pulmonális hipertónia súlyosságával. A homocisztein alkalmazása javasolt ezen betegek állapotának súlyosságának markereként, és jelezték, hogy az endogén kén-dioxid metabolizmusa fontos terápiás célpont lehet ezeknél a betegeknél. [tizenöt]

Azt is kimutatták, hogy az endogén kén-dioxid csökkenti a vaszkuláris endothel simaizomsejtek proliferációs aktivitását azáltal, hogy gátolja a MAPK jelátviteli útvonal aktivitását, és egyidejűleg aktiválja az adenilát cikláz útvonalat és a protein kináz A- t. [16] Az erek falának simaizomsejtjeinek proliferációját pedig a hipertóniás vaszkuláris átépülés egyik mechanizmusának és az artériás hipertónia patogenezisének fontos láncszemének tekintik , valamint szerepet játszik a szűkület (az érszűkület) kialakulásában is. az erek lumenét), ami hajlamosít az ateroszklerotikus plakkok kialakulására bennük.

Az endogén kén-dioxid alacsony koncentrációban endothel-függő értágító hatású, nagyobb koncentrációban endotélium-független értágító hatású, emellett negatív inotróp hatása van a szívizomra (csökkenti a kontraktilis funkciót és a perctérfogatot , segít a vérnyomás csökkentésében) . A kén-dioxid ezen értágító hatását ATP-érzékeny kalciumcsatornákon és L-típusú ("dihidropiridin") kalciumcsatornákon keresztül közvetítik. Patofiziológiás körülmények között az endogén kén-dioxid gyulladáscsökkentő hatású, és növeli a vér és a szövetek antioxidáns tartalékát, például patkányok kísérleti pulmonális hipertóniájában. Az endogén kén-dioxid ezenkívül csökkenti a megemelkedett vérnyomást, és gátolja a hipertóniás vaszkuláris átépülést patkányokban a hipertónia és pulmonális hipertónia kísérleti modelljeiben. A legújabb (2015) tanulmányok is azt mutatják, hogy az endogén kén-dioxid részt vesz a lipidanyagcsere szabályozásában és az ischaemia-reperfúziós folyamatokban. [17]

Az endogén kén-dioxid emellett csökkenti az adrenoreceptorok izoproterenollal végzett kísérleti hiperstimulációja által okozott szívizom károsodást, és növeli a szívizom antioxidáns tartalékát. [tizennyolc]

Légköri hatás

A kén-dioxid az egyik fő légkörszennyező gáz, mivel nagy mennyiségben képződik hulladékként.

A legnagyobb veszélyt a kénvegyületek okozzák, amelyek a széntüzelőanyag, az olaj és a földgáz elégetésekor, valamint a fémek olvasztása és a kénsav előállítása során kerülnek a légkörbe.

Az antropogén kénszennyezés kétszerese a természetesnek [19] [20] . A kénsav-anhidrid a kénsav-anhidridnek a levegő oxigénje által történő fokozatos oxidációjával képződik fény részvételével. A reakció végterméke a levegőben lévő kénsav aeroszolja, esővízben (felhőkben) lévő oldat. A csapadékkal kihullva savanyítja a talajt, súlyosbítja a légúti betegségeket, rejtett nyomasztó hatással van az emberi egészségre. A vegyipari vállalkozások füstfáklyáiból származó kénsav-aeroszol kiválása gyakrabban figyelhető meg alacsony felhőzet és magas páratartalom mellett. Az ilyen vállalkozások közelében lévő növényeket általában sűrűn tarkítják kis nekrotikus foltok, amelyek a kénsavcseppek helyén képződnek, ami jelentős mennyiségben bizonyítja a környezetben való jelenlétét. A színes- és vaskohászati ​​pirometallurgiai vállalkozások, valamint a hőerőművek évente több tízmillió tonna kénsav-anhidridet bocsátanak ki a légkörbe.

Azt is meg kell jegyezni, hogy a kén-dioxidnak az ultraibolya tartományban van egy maximuma a fényelnyelési spektrumban (190–220 nm), amely egybeesik az ózon abszorpciós spektrumának maximumával. A kén-dioxid ezen tulajdonsága azt sugallja, hogy ennek a gáznak a légkörben való jelenléte is pozitív hatással van, megelőzve az emberi bőr onkológiai megbetegedésének előfordulását és kialakulását. A Föld légkörében lévő kén-dioxid jelentősen gyengíti az üvegházhatású gázok (szén-dioxid, metán) légköri hőmérséklet-növekedésre gyakorolt ​​hatását [21] .

A kén-dioxid a legmagasabb koncentrációját az északi féltekén éri el, különösen az USA, Európa, Kína, Oroszország európai része és Ukrajna területén. A déli féltekén tartalma jóval alacsonyabb [22] .

Jegyzetek

  1. Fedorov P.I. , Hármas pont, 1998 , p. 12.
  2. Khazanova N. E. , Kritikus állapot, 1990 , p. 543.
  3. Karapetyants M. Kh., Drakin S. I. , Általános és szervetlen kémia, 2000 , p. 181.
  4. Szervetlen anyagok képződésének standard entalpiái, standard Gibbs-energiák és standard entrópiáik 298,15 K -en. Letöltve: 2020. december 22. Az eredetiből archiválva : 2020. július 27.
  5. Kireev V. A. , Fizikai kémia rövid kurzusa, 1978 , p. 179.
  6. 1 2 http://www.cdc.gov/niosh/npg/npgd0575.html
  7. Gordon A., Ford R. Vegyésztárs / Per. oroszul E. L. Rozenberg, S. I. Koppel. — M .: Mir, 1976. — 544 p.
  8. Mary O. Amdur, Walter W. Melvin, Philip Drinker. A kén-dioxid ember általi belélegzésének hatásai  //  The Lancet. - Elsevier BV, 1953. - október 1. (262. kötet ( iss. 6789 ). - P. 758-759. - ISSN 0140-6736 . - doi : 10.1016/S0140-6736(53)9145. november 9. Archved 5 - X 2019.
  9. ↑ 1 2 Az EFSA élelmiszer-adalékanyagokkal és élelmiszerekhez hozzáadott tápanyagforrásokkal foglalkozó testülete (ANS). Tudományos vélemény a kén-dioxid (E 220), nátrium-szulfit (E 221), nátrium-hidrogén-szulfit (E 222), nátrium-metabiszulfit (E 223), kálium-metabiszulfit (E 224), kalcium-szulfit (E 226) újraértékeléséről, kalcium-hidrogén-szulfit (E 227) és kálium-hidrogén-szulfit (E 228) élelmiszer-adalékanyagként  // EFSA Journal. — 2016-04. - T. 14 , sz. 4 . doi : 10.2903 /j.efsa.2016.4438 .
  10. Egészségügyi Világszervezet. KÉN-DIOXID  // FAO/WHO vegyes élelmiszer-adalékanyagokkal foglalkozó szakértői bizottság.
  11. CFR-Szövetségi Szabályozási Kódex  21. cím . FDA . Letöltve: 2022. október 16.
  12. Liu, D.; Jin, H; Tang, C; Du, J. Kén-dioxid: új gáznemű jel a szív- és érrendszeri funkciók szabályozásában  // Mini-Reviews in Medicinal  Chemistry : folyóirat. - 2010. - 20. évf. 10 , sz. 11 . - P. 1039-1045 . — PMID 20540708 . Archiválva az eredetiből 2013. április 26-án.
  13. Chen S, Zheng S, Liu Z, Tang C, Zhao B, Du J, Jin H. Az endogén kén-dioxid védelmet nyújt az olajsav által kiváltott akut tüdőkárosodás ellen patkányok oxidatív stresszének gátlásával összefüggésben.  // Lab Invest .. - 2015. febr. - T. 95. , sz. 95. (2) bekezdése , 2. sz . - S. 142-156 . - doi : 10.1038/labinvest.2014.147 . — PMID 25581610 .
  14. Tian H. Előrelépések a szív- és érrendszeri endogén kén-dioxidról szóló tanulmányban.  // Chin Med J. - 2014. nov. - T. 127 , 1. sz. 127. (21) bekezdés , 21. sz . - S. 3803-3807 . — PMID 25382339 .
  15. Yang R, Yang Y, Dong X, Wu X, Wei Y. Az endogén kén-dioxid és a homocisztein közötti összefüggés veleszületett szívbetegséggel összefüggő pulmonális artériás hipertóniában szenvedő gyermekeknél  (kínai)  // Zhonghua Er Ke Za Zhi. - 2014. augusztus -52卷,第52(8)期,第8数. —第625—629页. — PMID 25224243 .
  16. Liu D, Huang Y, Bu D, Liu AD, Holmberg L, Jia Y, Tang C, Du J, Jin H. A kén-dioxid gátolja a vaszkuláris simaizomsejtek proliferációját a cAMP/PKA jelátvitel által közvetített Erk/MAP kináz útvonal elnyomásán keresztül . // Cell Death Dis.. - 2014. május - 5. évf. , no. 5. (5) bekezdése , 5. sz . - S. e1251 . - doi : 10.1038/cddis.2014.229. . — PMID 24853429 .
  17. Wang XB, Jin HF, Tang CS, Du JB. Az endogén kén-dioxid biológiai hatása a szív- és érrendszerre.  // Eur J Pharmacol.. - 2011. november 16. - T. 670 , no. 670. (1) bekezdés 1. sz . - doi : 10.1016/j.ejphar.2011.08.031 . — PMID 21925165 .
  18. Liang Y, Liu D, Ochs T, Tang C, Chen S, Zhang S, Geng B, Jin H, Du J. Az endogén kén-dioxid védelmet nyújt az izoproterenol által kiváltott szívizom károsodás ellen, és növeli a szívizom antioxidáns kapacitását patkányokban. // Lab Invest.. - 2011. jan. - T. 91 , sz. 91. (1) bekezdése , 1. sz . - S. 12-23 . - doi : 10.1038/labinvest.2010.156 . — PMID 20733562 .
  19. Kénsav-anhidrid, hatása a környezetre . Letöltve: 2013. november 21. Az eredetiből archiválva : 2014. november 23..
  20. A PDV normáinak kiszámításának alapjai . Letöltve: 2013. november 21. Az eredetiből archiválva : 2015. április 20..
  21. A levegőszennyezés problémái. Üvegházhatás. . Letöltve: 2013. november 21. Az eredetiből archiválva : 2013. december 3.
  22. Környezeti válságok . Letöltve: 2013. november 21. Az eredetiből archiválva : 2015. június 10.

Irodalom

Linkek