Опишите основные химические, физические и опасные свойства оксида серы (IV), напишите соответствующие уравнения химических реакций.

Ответ.

Оксид серы (IV) имеет химическую формулу SO₂; представляет собой бесцветный газ с удушливым запахом горящей серы; растворим в воде. Температура кипения составляет – 10 °С, поэтому SO₂; является растворителем для многих органических (бензола, толуола и других) и неорганических (азота, воды) веществ. В SO₂ сера имеет промежуточное значение степени окисления +4, и с химической точки зрения этот оксид является амфотерным как окислитель-восстановитель. Опасные свойства SO,: токсичность, химическая активность, действие на окружающую среду.

Уже при малых концентрациях диоксид серы создает неприятный вкус во рту и раздражает слизистые оболочки. Вдыхание воздуха содержащего более 0,2 % S0₂ вызывает хрипоту, одышку и быструю потерю сознания.

Хроническое отравление сернистым газом (при малых концентрациях) ведет к потере аппетита и воспалению дыхательных путей. Максимально допустимой концентрацией SO₂ в воздухе считают 10 мг/м³.

Оксид серы (IV) оказывает губительное действие и на растения, что обусловлено его растворением во влаге, находящейся на листьях. Образующийся раствор окисляется до серной кислоты, которая и оказывает вредное действие.

SO₂ является сильным восстановителем. Многие реакции сернистого газа протекают в водных растворах и поэтому являются реакциями серной кислоты.

Взаимодействие с кислородом воздуха может протекать при обычных условиях: 2 SO₂ + О₂ = 2SO₃ ,

С азотной кислотой: SO₂ + 2HNO₃ = H₂SO₄ + 2NO₂,

С водой: SO₂+ Н₂О = H₂SO₃ .

При этом образуется и серная кислота. Однако ее содержание в растворе невелико и составляет несколько процентов.

H₂SO₃ является сильным восстановителем:

H₂SO₃+ MnO₂ =MnSO₄ +Н₂O,

4 H₂SO₃+ K₂Cr₂O₇ = К₂SO₃ + Cr₂(SO₄)₃ + 4Н₂0,

H₂SO₃+ Cl₂ + Н₂O = 2НСl + H₂SO₄

Реакции SO₂ как окислителя протекают при достаточно высоких температурах, поэтому в обычных условиях они не представляют опасности.

Оксид серы образуется в больших количествах в промышленных районах, где сжигают много угля, содержащего даже небольшое количество серы (обычно 1-2%).

SO₂ в атмосфере вызывает конденсацию водяных паров в виде тумана даже в случае, когда концентрация паров (давление паров) меньше, чем необходимо для нормальной конденсации. Это объясняется тем, что SO₂ образует с водой раствор, давление пара которого меньше, чем у чистой воды. Этот раствор переходит в жидкое состояние в виде мельчайших капель. Явление усугубляется наличием твердых частиц дыма, которые служат центрами конденсации для мельчайших капель тумана. Растворенный оксид серы (IV) и сернистая кислота окисляются до SO₃ и H₂SO₄ соответственно. Образующийся туман и выпадающий дождь имеют кислую реакцию. Так происходит поражение растительности. Из деревьев наиболее чувствительны ели и сосны, из цветов розы. Кислые дожди действуют на овощи и фрукты. Вода водоемов, особенно озер, также закисляется, что ведет к исчезновению многих видов рыб и других живых организмов.

Кислая влажная среда вызывает коррозию металлических изделий, машин и механизмов.

Задание 4.

Воздействие загрязняющих веществ (ионов металлов) на человека и животных.

Геохимия окружающей среды связана с распределением химических элементов в атмосфере, гидросфере и литосфере Земли. Особый интерес представляет мониторинг металлов, содержание которых во всех средах увеличивается в результате добычи минералов и полезных ископаемых из литосферы, а также благодаря технологическим процессам. Подобное изменение подвергает локальную биосферу риску дестабилизации, а также опасно для здоровья людей, поэтому эти металлы классифицируют как потенциально опасные.

Ионы металлов имеют в физиологии, двойственную роль: некоторые из них необходимы для нормального течения жизни (их называют биогенными катионами), в то время как большинство из них токсичны при повышенных концентрациях и, следовательно, вредно влияют на активность живых организмов. Безусловно, и для тех и для других, существенное значение имеет их концентрация в организме.

Металлы легко реагируют с биологическими молекулами, особенно с белковыми макромолекулами. Это обусловлено тем, что ионы металлов высоко реакционноспособны, а в белковых макромолекулах имеются многочисленные функциональные группы.

Металлы обнаруживают широкое токсичное действие. Некоторые из них оказывают явно выраженное действие на многочисленные органы-мишени примерно в одинаковых дозах; в других случаях наиболее чувствительный орган бывает трудно идентифицировать.

Условие задания.