Dioxidul de sulf

Notiuni generale, Obtinere, Proprietati, Intrebuintari

Referat Chimie generala – Laborator

Elev: Petrisor Adriana Georgiana

Prof.lab.Cornelia Lalu

Facultatea de Chimie,Fizica si Tehnologia petrolului.

Chimie alimentara, an I

Notiuni generale

Dioxidul de sulf SO2, sau „anhidridă sulfuroasă”.Denumit popular si fumul de pucioasă, este anhidrida acidului sulfuros H2SO3. Este un gaz incolor, iritant al mucoaselor, cu un miros înţepător şi gust acrişor, utilizat drept conservant. Gazul este toxic, se dizolvă bine în apă, formând acizi sulfuroşi. Dioxidul de sulf ia naştere prin arderea materialelor fosile ce conţin cca. 4% sulf, ca şi cărbuni sau petrol. Este ineficient la pH neutru. Previne degradările enzimatice şi de natură bacteriană ale produselor.El nu arde, nu întreţine arderea şi are proprietăţi reducătoare(fixează oxigenul).Cu apă dă acidul sulfuros, care, prin oxidare,trece în acid sulfuric. În condiţii normale de temperatură şi presiune,dioxidul de sulf este de cca. 2,26ori mai greu decât aerul. Dioxidul de sulf  în concentraţie ridicată este sufocant şi toxic;în concentraţie mică este considerant printre poluanţii cei mai nocivi ai aerului. Încălzirea elimină dioxidul de sulf din produs sub formă de gaz. 

Obtinere

Dioxidul de sulf este obţinut prin arderea sulfului:

S(s) + O2(g) → SO2(g)

Prin prăjirea piritei (sulfura de fier) sau a altor sulfuri metalice

4 FeS(s) + 7 O2(g) → 2 Fe2O3(s) + 4 SO2(g)

Sau prin arderea hidrogenului sulfurat,

2 H2S(g) + 3 O2(g) → 2 SO2(g) + 2 H2O(g)

Bioxidul de sulf este oxidat catalitic la trioxid de sulf

2SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g)

În absenţa catalizatorului, oxidarea SO2 este lentă. În procesul vechi cu

camera de plumb, catalizatorul este dioxidul de azot. În procedeul contact,

catalizatorul este oxidul de vanadiu, V2O5. Trioxidul de sulf produs este dizolvat în

acid sulfuric 98%, în care reacţionează cu cele 2% apă, formand H2SO4.

SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(l)

Ca si reactie de identificare, a ionilor sulfat, avem reactia cu

solutia de clorura de bariu, rezultand ca si precipitat alb, sulfatul de bariu:

Ba 2+ +SO4 2- BaSO4 care se depune

Proprietati

Facând un salt rapid în timp, merită totuşi menţionat anul 1487 , care reprezintă un moment de cotitură în tehnologia vinicolă: în acest an, un decret al regelui Prusiei permite pentru prima dată oficial, folosirea dioxidului de sulf în vinificaţie; comercianţii olandezi şi englezi afumau de mult butoaiele cu fum de pucioasă înainte de a le umple, deoarece observaseră că, astfel, vinurile se păstrau mai bine în timpul transportului . Deşi cunoscut de atâta timp, dioxidul de sulf începe să fie utilizat pe scară largă în practica vinicolă abia pe la sfârşitul secolului al XVIII-lea (Ribereau-Gayon, 2004).

Evident, şi astăzi există vinuri care se obţin şi se păstrează fără aplicarea dioxidului de sulf , însă pentru ca aceasta să prezinte şi o bună calitate necesită îngrijiri speciale şi condiţii stricte de conservare.Nici în aceste cazuri însă nu se poate spune că vinurile respective sunt complet lipsite de SO2, deoarece o parte din drojdiile implicate în fermentaţia alcoolică au ele însele capacitatea de a produce unele cantitaţi de SO2 (Dott et al., 1977; Wurding, 1985). Este posibil ca toate suşele de drojdii să fie capabile să formeze dioxid de sulf , însă unele doar in cantităţi foarte reduse. Cercetările au arătat că producţia de SO2 de către drojdii în timpul fermentaţiei este de obicei sub 30mg/l , dar în unele cazuri speciale se pot atinge concentraţii de 100 mg/l . Unele suşe produc chiar mai mult , până la 150 mg/l (Popa et al.,2004) Grecii antici cunoşteau acţiunea antiseptică a sulfului, cu toate că il foloseau pentru dezinfectarea localurilor şi nu pentru tratarea vinurilor, în timp ce romanii ardeau în vase sulful cu cărbuni de lemn amestecat cu mirodenii şi seminţe de plante, pentru a imprima vinului atât aromă cât şi stabilitate(Robinson, 1994). Rolul acestuia în vinificaţie este unul complex, bazânduse pe anumite proprietăţi ale sale.Iniţial , SO2 s-a folosit la dezinfectarea vaselor,ulterior la tratarea vinurilor bolnave şi la conservarea lor, iar mult mai târziu în tehnologia de prelucrare a strugurilor şi mustului.Generalizarea lui în vinificaţie s-a făcut din momentul în care s-a constantat că prin sulfitare calitatea vinurilor, mai ales a celor provenite din recolte mucegăite, este mult mai îmbunătăţită,iar casarea evitată.

Formele sub care se poate administra SO2 în industria vinicolă sunt:gazoasă,lichefiată,soluţie apoasă sau în stare solidă,sub formă de săruri.

Dioxidul de sulf liber in vin (Metoda Ripper modificata)

Dioxidul de sulf se intalneste in vin atat sub forma libera , SO2 cat si legat de acetaldehida. Prin insumarea celor doua forme rezulta cantitatea ”totala” de dioxid de sulf. SO2 legat este eliberat prin tratarea probei de vin cu o solutie NaOH 1M.Acesta aplicatie este dedicata determinarii dioxidului de sulf liber.Ca regula, determinarea SO2 din vin prin metoda Ripper modificata foloseste un indicator colorat pentru detectia punctului de echivalenta, dar este posibila si determinarea punctului final, prestabilit, al titrarii cu ajutorul unei metode potentiometrice.Aplicand acesta metoda de detectie a punctului final multe functiuni chimice, prezente in vin, pot modifica comportamentul electrodului si cinetica reactiilor.Aplicand acesta procedura modificata se pot analiza multe vinuri (alb , rosu, rosé  Principiu

SO2 este determinat prin titrare cu o solutie de iod conform reactiei:

HSO3- +I2 + H2O SO4

-- +2I- +3H+

SO2 liber este masurat direct in mediu acid.Titrarea se deruleaza conform unei titrari cu punct final prestabilit, printr-o metoda potentiometrica utilizand curent impus si un electrod dublu de platina.Rezultatele sunt exprimate in mg/L SO2.

 Setarea Titrarii cu Punct Final.

Volumul biuretei: 10mL

Viteza de amestecare: 400 rpm

Modul de lucru: mV cu i= 1 mA (DC=c.c)

Numar de puncte finale: 1

Punctul final: 100 mV

Intarzierea amestecarii: 10 secunde

Viteza minima 0.2 mL/min

Viteza maxima: 5.0 mL/min

Banda proportionala: 500 mV

Intarzierea punctului final: 5 secunde

Unitatea de proba : mL

Cantitatea de proba: 50 mL pentru SO2 liber

Titrarea: cu scaderea potentialului

Rezultat: mg/L

 Procedura

.Se pipeteaza 5 mL de solutie H2SO4 25% v/v intr-un pahar cu diametrul mic, se adauga 10 mL solutie 5 % de KI si 50 mL vin si se titreaza rapid cu o solutie de iod 0.01 M. Adaugarea de NaHCO3, indicata in unele metode locale, poate fi evitata daca titrarea este rapida.

 Rezultate

Exprimate in mg/L SO2 (masa moleculara = 64g/mol), folosind unitatea de titrant mol/L (M)

In acest caz 1 mol de titrant reactioneaza cu 1 mol de SO2 (sau HSO3-) din proba:

R= V(titr)* C(titr)*64*1000/V(smp)

V(titr)= Volumul total de titrant folosit pentru atingerea punctului final al titrarii (in mL)

C(titr) = Concentratia de titrant in mol/L

64= Masa moleculara a SO2 in g/mol

V(smp)= volumul probei in mL

 Calcul Statistic

Pentru 5 determinari pe probe de vin alb.SO2 liber.Valoarea medie: 35mg/L SO2.Deviatia standard: 0.7mg/L SO2.Deviatia standard relativa: 2%

 Procedura pentru vinurile rosii si rosé

La vinurile rosii are loc o reactie secundara lenta a iodului cu taninul si pot apare alti produsi. Desi adaugarea de KI nu este necesara in cazul vinurilor albe, in cazul vinurilor rosii si rosé este obligatorie. Adaugarea de KI (iodura de potasiu) elimina sau reduce reactiile secundare lente dintre iod si tanin si astfel reduce aparitia unor produsi nedoriti.

 Observatii

Acesta metoda, denumita metoda Ripper, este mai putin precisa deoarece o parte din iod poate fi consumat de catre alte substante reducatoare in afara de SO2.Folosind metoda aspiratiei SO2-ul este indepartat din proba cu ajutorul unui curent de aer trecut prin proba acidulata si apoi oxidat in H2SO4. Apoi H2SO4 este

titrat cu NaOH.In unele cazuri, cum ar fi cel al vinurilor ce contin o cantitate semnificativa de acid ascorbic, metoda Ripper modificata poate conduce la rezultate mai mari decat cele asteptate deoarece acest acid (si alti cativa) reactioneaza cantitativ cu iodul.Adaugand NaHCO3 se formeaza un strat de CO2 deasupra probei care impiedica interferenta cu oxigenul in timpul titrarii. Adaugarea de NaHCO3 trebuie evitata daca titrarea are loc rapid, intr-un pahar acoperit.Deoarece este usor sa se piarda SO2 in timpul prepararii probei se titreaza proba imediat dupa preparare.

În atmosferă, combinat cu alţi compuşi chimici, produce ploaia acidă,Ploaia

acida este o forma de poluare atat a aerului cat si a apei in care acizii din aer, cad

sub forma de precipitatii care au un pH mai mic decat 5.6, in diferite

regiuni.Precipitaţiile acide apar de obicei, atunci cand emisiile de bioxid de sulf sau

de oxid de azot emise in atmosfera, fac obiectul unor transformari chimice, si apoi

sunt absorbite de picaturile de apa din nori. 

Destul de interesant este faptul ca pH-ul de 5,6 este valoarea pH-ului dioxidului de

carbon in echilibru cu apa distilata. Din acest motiv, ploaia acida poate fi definită ca

orice ploaie care are nivelul aciditatii peste cel al ploii nepoluate. 

Intrebuintari

Este utilizat ca agent oxidant, cu efect de albire în cazul făinii; în orice caz

el oxidează culoarea (naturală) alimentelor, fapt care îi restrânge utilizarea. 

El stabilizează vitamina C în produse şi previne decolorarea vinului. Acesta produce

asimilarea lenta a vitaminei B12, produce dureri de cap, ameteli, afectiuni intestinale

de la 25 mg pe litru de vin. Doza zilnica recomandata este de 50 mg/zilnic, fiind

atinsa prin consumul a 300-400 ml de vin. Persoanele care sufera de bronsita,

afectiuni renale, emfizem, conjunctivita, adectiuni cardiovasculare trebuie sa evite

consumul de sulf. Acest conservant se gaseste in bauturi nealcoolice, alimente,

sucuri de fructe, fructe conservate si preparate din acestea, vinuri, otet, bere,

produse din cartofi. Nu se recomanda consumul frecvent persoanelor sensibile.

Este unul dintre aditivii admişi (E 220) ( E220 sau dioxidul de sulf este

un conservant artificial, fiind toxic) pentru conservarea calităţii alimentelor, constituind

un mijloc sigur şi imediat de conservare a vinurilor şi musturilor.

DioxidDioxidul de sulf in stare gazoasa, se foloseste ca materie

prima la fabricarea acidului sulfuric, ca decolorant pentru fibre textile, ca dezinfectant.

In stare lichefiata, SO2 se intrebuinteaza ca solvent selectiv la rafinarea petrolului si

ca substanta criogena (producatoare de frig), deoarece, prin trecerea sa din stare

lichida in stare gazoasa, se produce o accentuata scadere de temperatura. 

Carbunii, petrolul si gazele naturale contin si compusi ai sulfului. Prin arderea

acestora se formeaza dioxid de sulf. Acest gaz ataca plamanii, producand astm.Prin

dizolvarea dioxidului de sulf in apa de ploaie, se formeaza ploile acide, care

afecteaza constructiile, plantele si omoara pestii si alte organisme acvatice.Dioxidul

de siliciu - sub forma de nisip, este utilizat la obtinerea materialelor de constructie

(mortar, ciment, beton etc.) a sticlei de cuart (caracterizata printr-o mare rezistenta la

variatii de temperatura), la obtinerea diferitilor compusi ai siliciului, in industria optica,

in metalurgie.re textile, ca dezinfectant. In stare lichefiata, SO2 se intrebuinteaza ca solvent selectiv la rafinarea

petrolului si

beton etc.) printr-o mare rezistenta la variatii de temperatura), la obtinerea diferitilor compusi ai siliciului, in

Simptome de intoxicaţie

La om, intoxicaţia cu dioxid de sulf produce:

dureri de cap

stare de voma

ameţeală

În concentraţii mai mari gazul produce leziuni a mucoaselor căilor respiratorii, iar la nivel celular

produce schimbări a acizilor nucleici, care sunt factori ereditari.

industria optica, in metalurgie.

 Bibliografie

- Tehinici de monitorizare a analizelor chimice si de calitate in timpul fabricarii

vinului publicate de Patrick ILAND- promovarea vinurilor Campbelltown- AUSTRALIA

- „Compendiu de chimie”- Klaus Sommer, Karl-Heinz Wunsch si Manfred Zettler ,Berlin 1996

- „Tratat de chimie generala”” – Dumitru Negoiu- „Chimie anorganica” – Gheorghe Constantinescu , Maria Negoiu

-