No Image

Что такое диоксид серы

СОДЕРЖАНИЕ
3 просмотров
16 октября 2019

Диоксид серы (Sulphur Dioxide, E220).

Диоксид серы – пищевая добавка, которой в международной классификации присвоен код Е220, является консервантом, предотвращает рост и размножение бактерий и грибков. Тормозит ферментативное потемнение овощей и фруктов, замедляет образование меланоидинов.

Общая характеристика Диоксида серы

Диоксид серы представляет собой газ без цвета, но имеет резкий и раздражающий запах, характерный для сероводорода. Вещество растворяется в воде, при минусовой температуре переходит в жидкое состояние. Диоксид серы возможно получить при процессе сжигания серы или во время обжига сульфидных руд (calorizator). Поглощение газа с помощью холодной воды или его сжижение необходимо для очистки Диоксида серы, который в чистом виде ядовит.

ПДК максимально-разового воздействия – 0,5 мг/м 3 . Химическая формула SO2.

Вред Е220 Диоксида серы

Диоксид серы имеет высокую степень токсичности, при вдыхании паров вещества организм отреагирует кашлем, насморком, першением в горле. При случайном попадании концентрированного диоксида серы на слизистые возможны проявления удушья и затруднения глотания, случаются расстройства речи, неудержимая рвота и даже отёк лёгких. Диоксид серы, имеющийся в винах, служит причиной головной боли, тошноты и расстройства желудка. Е220 провоцирует возникновение аллергических реакций, но у многих людей не возникают недомогания, поэтому обычно говорят об индивидуальной непереносимости вещества. Особенно осторожно следует употреблять продукты, обработанные Е220 астматикам. Диоксид серы оказывает разрушительное влияние на витамин В1, и полностью уничтожает в организме витамин B12.

При употреблении внутрь он быстро окисляется и затем выделяется наружу вместе с мочой. Но люди имеют разную чувствительность к данному препарату. Это связано с кислотностью желудочного сока (при повышенной или пониженной кислотности переносимость хуже, а при нормальной – лучше) и количеством (достаточным либо недостаточным) необходимых для его переработки ферментов.

Назначение Е220 Диоксида серы

Как консервант Е220 замедляет процесс ферментации (с неизбежным потемнением) свежих фруктов и овощей, имеет свойство отбеливать и сохранять в «первозданном» виде продукты. Используется в качестве консервирующего средства для увеличения срока хранения фруктовых и ягодных соков, вин и других напитков.

Применение Е220

В пищевой промышленности Е220 применяется в производстве сухофруктов, фруктовой и овощной консервации, соков и напитков на их основе, в виноделии и мясоперерабатывающем комплексе. Противомикробное свойство Е220 нашло применение для сохранности свежих фруктов, ягод и овощей, пюре и соков. Также Диоксид серы входит в состав многих продуктов, содержащих жидкий пектин – джемов, мармеладов и различных сортов варенья.

Как удалить Диоксид серы из сухофруктов

Как уже говорилось выше, при производстве сухофруктов обязательно добавляют Диоксид серы, который позволяет не темнеть сухофруктам и препятствует развитию микроорганизмов, увеличивая их срок хранения. Конечно, производитель придерживается норм содержания консерванта Е220 в производстве, но все же лучше дома обработать сухофрукты, чтобы меньше съесть консервантов.

Диоксид серы хорошо растворим в воде, поэтому достаточно будет хорошо вымыть сухофрукты и вымочить в воде комнатной температуры примерно полчаса, желательно несколько раз сменив воду.

Использование Диоксида серы в России

На территории Российской Федерации разрешено использование пищевой добавки Е220 при условии строгого соблюдения допустимых норм применения.

Оксид серы
Общие
Систематическое
наименование
Оксид серы(IV)
Хим. формула SO2
Рац. формула SO2
Физические свойства
Состояние бесцветный газ
Молярная масса 64,054 г/моль
Плотность 0,002927 г/см³
Энергия ионизации 12,3 ± 0,1 эВ [1]
Термические свойства
Т. плав. −75,5 °C
Т. кип. −10,01 °C
Энтальпия образования −296,90 кДж/моль
Давление пара 3,2 ± 0,1 атм [1]
Химические свойства
Растворимость в воде 11,5 г/100 мл
Классификация
Рег. номер CAS [7446-09-5]
PubChem 1119
Рег. номер EINECS 231-195-2
SMILES
Кодекс Алиментариус E220
RTECS WS4550000
ChEBI 18422 , 45789 , 45819 и 8992
ChemSpider 1087
Безопасность
Токсичность

Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Окси́д се́ры(IV) (диокси́д се́ры, двуокись серы, серни́стый газ, серни́стый ангидри́д) — соединение серы с кислородом состава S O 2. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (запах загорающейся спички). Токсичен. Под давлением сжижается при комнатной температуре. Растворяется в воде с образованием нестойкой серни́стой кислоты; растворимость 11,5 г/100 г воды при 20 °C, снижается с ростом температуры. Растворяется также в этаноле и се́рной кислоте. Один из основных компонентов вулканических газов.

Содержание

Получение [ править | править код ]

Промышленный способ получения — сжигание серы или обжиг сульфидов, в основном — пирита:

2 F e S 2 + 5 O 2 → 2 F e O + 4 S O 2 . <displaystyle <mathsf <2FeS_<2>+5O_<2>
ightarrow 2FeO+4SO_<2>>>.>

В лабораторных условиях и в природе SO2 получают воздействием сильных кислот на сульфиты и гидросульфиты. Образующаяся сернистая кислота H2SO3 сразу разлагается на SO2 и H2O:

N a 2 S O 3 + H 2 S O 4 → N a 2 S O 4 + H 2 S O 3 , <displaystyle <mathsf <2>SO_<3>+H_<2>SO_<4>
ightarrow Na_<2>SO_<4>+H_<2>SO_<3>>>,> H 2 S O 3 → H 2 O + S O 2 ↑ . <displaystyle <mathsf <2>SO_<3>
ightarrow H_<2>O+SO_<2>uparrow >>.>

Химические свойства [ править | править код ]

Относится к кислотным оксидам. Растворяется в воде с образованием сернистой кислоты (при обычных условиях реакция обратима):

S O 2 + H 2 O ⇄ H 2 S O 3 . <displaystyle <mathsf <2>+H_<2>O
ightleftarrows H_<2>SO_<3>>>.>

С щелочами образует сульфиты:

2 N a O H + S O 2 → N a 2 S O 3 + H 2 O . <displaystyle <mathsf <2NaOH+SO_<2>
ightarrow Na_<2>SO_<3>+H_<2>O>>.>

Химическая активность SO2 весьма велика. Наиболее ярко выражены восстановительные свойства SO2, степень окисления серы в таких реакциях повышается:

S O 2 + B r 2 + 2 H 2 O → H 2 S O 4 + 2 H B r , <displaystyle <mathsf <2>+Br_<2>+2H_<2>O
ightarrow H_<2>SO_<4>+2HBr>>,> S O 2 + I 2 + 2 H 2 O → H 2 S O 4 + 2 H I , <displaystyle <mathsf <2>+I_<2>+2H_<2>O
ightarrow H_<2>SO_<4>+2HI>>,> 2 S O 2 + O 2 → P t 450 o C 2 S O 3 , <displaystyle <mathsf <2SO_<2>+O_<2><xrightarrow[]<450^C>>2SO_<3>>>,> 5 S O 2 + 2 K M n O 4 + 2 H 2 O → 2 H 2 S O 4 + 2 M n S O 4 + K 2 S O 4 , <displaystyle <mathsf <5SO_<2>+2KMnO_<4>+2H_<2>O
ightarrow 2H_<2>SO_<4>+2MnSO_<4>+K_<2>SO_<4>>>,> F e 2 ( S O 4 ) 3 + S O 2 + 2 H 2 O → 2 F e S O 4 + 2 H 2 S O 4 . <displaystyle <mathsf
<2>(SO_<4>)_<3>+SO_<2>+2H_<2>O
ightarrow 2FeSO_<4>+2H_<2>SO_<4>>>.>

Предпоследняя реакция является качественной реакцией на сульфит-ион SO3 2− и на SO2 (обесцвечивание фиолетового раствора).

В присутствии сильных восстановителей SO2 способен проявлять окислительные свойства. Например, для извлечения серы из отходящих газов металлургической промышленности используют восстановление SO2 оксидом углерода(II):

S O 2 + 2 C O → 2 C O 2 + S . <displaystyle <mathsf <2>+2CO
ightarrow 2CO_<2>+S>>.>

Или для получения фосфорноватистой кислоты:

P H 3 + S O 2 → H P ( O H ) 2 + S . <displaystyle <mathsf <3>+SO_<2>
ightarrow HP(OH)_<2>+S>>.>

Применение [ править | править код ]

Большая часть оксида серы(IV) используется для производства сернистой кислоты. Используется также в виноделии в качестве консерванта (пищевая добавка E220). Так как этот газ убивает микроорганизмы, им окуривают овощехранилища и склады. Оксид серы(IV) используется для отбеливания соломы, шёлка и шерсти, то есть материалов, которые нельзя отбеливать хлором. Применяется он также и в качестве растворителя в лабораториях. При таком его применении следует помнить о возможном содержании в SO2 примесей в виде SO3, H2O, и, как следствие присутствия воды, H2SO4 и H2SO3. Их удаляют пропусканием через растворитель концентрированной H2SO4; это лучше делать под вакуумом или в другой закрытой аппаратуре [2] . Оксид серы(IV) применяется также для получения различных солей сернистой кислоты.

Токсическое действие [ править | править код ]

SO2 очень токсичен. Симптомы при отравлении сернистым газом — насморк, кашель, охриплость, сильное першение в горле и своеобразный привкус. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких.

При кратковременном вдыхании оказывает сильное раздражающее действие, вызывает кашель и першение в горле.

  • ПДК (предельно допустимая концентрация):
  • в атмосферном воздухе максимально-разовая — 0,5 мг/м³, среднесуточная — 0,05 мг/м³;
  • в помещении (рабочая зона) — 10 мг/м³

Интересно, что чувствительность по отношению к SO2 весьма различна у отдельных людей, животных и растений. Так, среди растений наиболее устойчивы по отношению к сернистому газу берёза и дуб, наименее — роза, сосна и ель.

Биологическая роль [ править | править код ]

Роль эндогенного сернистого газа в физиологии организма млекопитающих ещё окончательно не выяснена. [3] Сернистый газ блокирует нервные импульсы от рецепторов растяжения лёгких и устраняет рефлекс, возникающий в ответ на перерастяжение лёгких, стимулируя тем самым более глубокое дыхание.

Показано, что эндогенный сернистый газ играет роль в предотвращении повреждения лёгких, уменьшает образование свободных радикалов, оксидативный стресс и воспаление в лёгочной ткани, в то время как экспериментальное повреждение лёгких, вызываемое олеиновой кислотой, сопровождается, наоборот, снижением образования сернистого газа и активности опосредуемых им внутриклеточных путей и повышением образования свободных радикалов и уровня оксидативного стресса. Что ещё более важно, блокада фермента, способствующего образованию эндогенного сернистого газа, в эксперименте способствовала усилению повреждения лёгких, оксидативного стресса и воспаления и активации апоптоза клеток лёгочной ткани. И напротив, обогащение организма подопытных животных серосодержащими соединениями, такими, как глютатион и ацетилцистеин, служащими источниками эндогенного сернистого газа, приводило не только к повышению содержания эндогенного сернистого газа, но и к уменьшению образования свободных радикалов, оксидативного стресса, воспаления и апоптоза клеток лёгочной ткани. [4]

Считают, что эндогенный сернистый газ играет важную физиологическую роль в регуляции функций сердечно-сосудистой системы, а нарушения в его метаболизме могут играть важную роль в развитии таких патологических состояний, как лёгочная гипертензия, гипертоническая болезнь, атеросклероз сосудов, ишемическая болезнь сердца, ишемия-реперфузия и др. [5]

Показано, что у детей с врождёнными пороками сердца и лёгочной гипертензией повышен уровень гомоцистеина (вредного токсичного метаболита цистеина) и снижен уровень эндогенного сернистого газа, причём степень повышения уровня гомоцистеина и степень снижения выработки эндогенного сернистого газа коррелировала со степенью выраженности лёгочной гипертензии. Предложено использовать гомоцистеин как маркер степени тяжести состояния этих больных и указано, что метаболизм эндогенного сернистого газа может быть важной терапевтической мишенью у этих больных. [6]

Также показано, что эндогенный сернистый газ понижает пролиферативную активность клеток гладких мышц эндотелия сосудов, угнетая активность MAPK-сигнального пути и одновременно активируя аденилатциклазный путь и протеинкиназу A. [7] А пролиферация гладкомышечных клеток стенок сосудов считается одним из механизмов гипертензивного ремоделирования сосудов и важным звеном патогенеза артериальной гипертензии, а также играет роль в развитии стеноза (сужения просвета) сосудов, предрасполагающего к развитию в них атеросклеротических бляшек.

Эндогенный сернистый газ оказывает эндотелий-зависимое вазодилатирующее действие в низких концентрациях, а в более высоких концентрациях становится эндотелий-независимым вазодилататором, а также оказывает отрицательное инотропное действие на миокард (понижает сократительную функцию и сердечный выброс, способствуя снижению артериального давления). Этот вазодилатирующий эффект сернистого газа опосредуется через АТФ-чувствительные кальциевые каналы и кальциевые каналы L-типа («дигидропиридиновые»). В патофизиологических условиях эндогенный сернистый газ оказывает противовоспалительное действие и повышает антиоксидантный резерв крови и тканей, например при экспериментальной лёгочной гипертензии у крыс. Эндогенный сернистый газ также снижает повышенное артериальное давление и тормозит гипертензивное ремоделирование сосудов у крыс в экспериментальных моделях гипертонической болезни и лёгочной гипертензии. Последние (на 2015 год) исследования показывают также, что эндогенный сернистый газ вовлечён в регуляцию липидного метаболизма и в процессы ишемии-реперфузии. [8]

Эндогенный сернистый газ также уменьшает повреждение миокарда, вызванное экспериментальной гиперстимуляцией адренорецепторов изопротеренолом, и повышает антиоксидантный резерв миокарда. [9]

Воздействие на атмосферу [ править | править код ]

Из-за образования в больших количествах в качестве отходов диоксид серы является одним из основных газов, загрязняющих атмосферу.

Наибольшую опасность представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке металлов и производстве серной кислоты.

Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное [10] [11] . Серный ангидрид образуется при постепенном окислении сернистого ангидрида кислородом воздуха с участием света. Конечным продуктом реакции является аэрозоль серной кислоты в воздухе, раствор в дождевой воде (в облаках). Выпадая с осадками, она подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей, скрыто угнетающе воздействует на здоровье человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий чаще отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Растения около таких предприятий обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшимися в местах оседания капель серной кислоты, что доказывает присутствие её в окружающей среде в существенных количествах. Пирометаллургические предприятия цветной и чёрной металлургии, а также ТЭЦ ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида. Необходимо отметить также, что диоксид серы имеет максимум в спектре поглощения света в ультрафиолетовой области (190—220 нм), что совпадает с максимумом в спектре поглощения озона. Это свойство диоксида серы позволяет утверждать, что наличие этого газа в атмосфере имеет также положительный эффект, предотвращая возникновение и развитие онкологических заболеваний кожи человека. Диоксид серы в атмосфере Земли существенно ослабляет влияние парниковых газов (диоксид углерода, метан) на рост температуры атмосферы [12] . Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, Европы, Китая, европейской части России и Украины. В южном полушарии содержание его значительно ниже [13] .

Покупатели часто спрашивают нас о таком веществе, как диоксид серы — главным образом потому, что он почти всегда указывается в составе вина, как консервант. Людей интересует, зачем он нужен в напитке, вреден ли он? Тема «диоксида серы» на самом деле очень интересна, особенно учитывая, что он встречается также в сухофруктах, соках, лимонадах, изделиях из картофеля и других продуктах. Маркируется вещество кодом Е220.

Диоксид серы с точки зрения химии

Диоксид серы, он же сернистый газ, SO2, Sulphur Dioxide, двуокись серы, сернистый ангидрид — бесцветный газ с сильным неприятным запахом. Не горит, становится жидким при температуре -10 °С. Растворяется в воде, этиловом спирте, серной кислоте. При взаимодействии со щелочами образуются сульфиты, тоже используемые в качестве консервантов с маркировками от Е-221 до Е-228.

Для консервирования вина сернистый газ использовали еще в древней Греции — горящей серой окуривали изнутри амфоры, в которые потом наливали вино. Интересно, что и в наше время один из способов получения SO2 — такое же сжигание серы, как и многие века назад. Другой способ — обжиг сульфидных руд. Очистка газа производится путем его сжижения или поглощением холодной водой, а затем десорбцией при нагреве.

Свойства диоксида серы

Незаменимый консервант, диоксид серы обладает выраженным антимикробным действием, имеет отбеливающие свойства, защищает от побурения вследствие окислительных процессов, замедляет образование меланоидинов — темных полимерных соединений. Благодаря этим свойствам он широко применяется для обработки сухофруктов и картофеля — без него они не только быстрее портятся, но и темнеют.

Небольшое количество диоксида серы — от 40 до 200 мг/л, не вызывает гибель культурных дрожжей, «отвечающих» за преобразование виноградного сока в вино, тогда как уксуснокислые бактерии и вызывающие плесень грибки замедляют рост или погибают. Все это делает сернистый ангидрид консервантом, особенно востребованным именно в виноделии. О том, что без его применения сложно сделать качественные и обладающие большим потенциалом хранения вина, писал еще знаменитый химик Луи Пастер, посвятивший виноделию несколько серьезных исследований. Интересно, что лучшего консерванта для вина, чем диоксид серы, не сегодняшний день так и не придумали.

Так вреден ли диоксид серы для человека?

Только в больших количествах, а также аллергикам и астматикам. Вещество разрушает витамин В1 и дисульфидные мостики в белках, что, естественно, вредит здоровью. Легкое отравление двуокисью серы может вызвать насморк, кашель, першение в горле, хрипоту, боль в животе, расстройство пищеварения, головную боль.

В случае более сильного отравление возможны затруднения речи, глотания и дыхания, рвота и отек легких. Правда, отравиться диоксидом серы, содержащимся в вине или пищевых продуктах, не аллергику и не астматику сложно — его используют в чрезвычайно малом количестве, не оказывающем негативного влияния на здоровье. Если же вдруг вы купили некачественное вино или еду, в которой количество сернистого ангидрида превышает допустимые нормы, вы почувствуете резкий запах серы. В этом случае продукт лучше не употреблять.

Есть мнение, что именно от диоксида серы в вине после употребления этого напитка может болеть голова. Это неверно. Точнее, готова от диоксида может болеть только у аллергиков, а у остальных от вина голова болит по другим причинам. Это доказывает хотя бы тот факт, что, например, в 100 гр сушеной кураги содержится в разы больше SO2, чем в таком же количестве вина, но от кураги голова обычно не болит.

Еще один факт: вин без сернистого ангидрида не бывает! Даже так называемые органические и биодинамические вина, зачастую производящиеся вообще без добавок, содержат его в минимальном количестве, так как он вырабатывается в процессе дрожжевого брожения.

Вывод: диоксид серы помогает сохранить свежими и внешне привлекательными многие продукты и напитки. В качественных продуктах его настолько мало, что он не может нанести вред здоровому, не страдающему аллергией или астмой человеку.

Читайте также:  Что хорошо помогает от похмелья
Комментировать
3 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Отравления
0 комментариев
No Image Отравления
0 комментариев
No Image Отравления
0 комментариев
No Image Отравления
0 комментариев
Adblock detector