Lưu huỳnh đioxit SO2 là gì? Tính chất, điều chế, ứng dụng khí SO2

Lưu huỳnh đioxit SO₂ là gì?

Thông tin cơ bản về SO₂ là gì?

Lưu huỳnh đioxit hay thường được gọi là sulfur đioxit, lưu huỳnh oxit, khí SO₂. Đây là sản phẩm chính khi đốt nóng lưu huỳnh ở môi trường, nhiệt độ và chất xúc tác lý tưởng. Ngoài ra SO₂ cũng được sinh ra từ việc đốt nóng các nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu mỏ, hoặc nung chảy các mỏ quặng đồng, niken, kẽm, chì.

Theo các nhà môi trường học, SO₂ là một trong các chất gây ô nhiễm không khí thứ cấp phổ rộng. Bởi nó có khả năng phản ứng cao khi chúng kết hợp với các chất ô nhiễm khác. Từ đó xảy ra các phản ứng sinh ra chất mới có hại đối với không khí, đặc biệt là hạt bụi mịn (PM). Ngoài ra, khi SO₂ kết hợp với các oxit nitơ gây ra mưa axit.

Tính chất đặc trưng của khí SO₂ là gì?

Tìm hiểu tính chất đặc trưng của khí SO₂ là gì?

SO₂ là một trong các dạng oxit lưu huỳnh với độ nguy hại cao nhất nhóm. Ở khía cạnh sinh học, chất khí này được cấu tạo từ 1 nguyên tử lưu huỳnh và 2 nguyên tử oxy. Với những tính chất vật lý, tính chất hóa học đa dạng như:

• Tìm hiểu tính chất vật lý của SO₂: Khí SO₂ là chất khí, không màu, nặng hơn không khí, hơi có mùi hôi, là khí độc và hoà tan trong nước. SO2 có điểm sôi – 10 độ C, điểm nóng là -72 độ C. Đặc biệt, khí này cũng có tác dụng làm loãng nước sôi và làm đổi màu dung dịch brom và màu cánh hoa hồng.

• Tìm hiểu tính chất hoá học của SO₂

  • SO₂ được đánh giá là có các tính chất hoá học, đặc trưng của các hợp chất oxit axit, điển hình như:

  • SO₂ tác dụng với axit, tác dụng với dung dịch bazơ sẽ tạo nên 2 loại muối sunfit và hiđrosunfit

  • Lưu huỳnh đioxit tác dụng với dung dịch bazơ có thể tạo nên 2 loại muối sunfit và hiđrosunfit

  • Lưu huỳnh đioxit tác dụng với oxit bazơ tạo nên muối

  • SO₂ cũng vừa là chất khử, vừa là tác nhân oxi ......

Phương pháp điều chế lưu huỳnh đioxit SO₂ là gì?

Như đã đề cập, SO₂ là sản phẩm của những phản ứng cơ bản với nguồn nguyên liệu đa dạng, có sẵn trong tự nhiên. Vậy nên khí SO2 được tạo ra nhiều nhất ở miệng núi lửa khi phun trào vì nó có thể giải phóng vài triệu tấn SO₂.

Còn trong phòng thí nghiệm, SO₂ được điều chế thông qua nhiều phương pháp khác nhau. Tùy thuộc vào những hợp chất đầu vào và điều kiện phản ứng xảy ra.

• Điều chế SO₂ từ phản ứng giữa muối và axit: Na₂SO₃ + H₂SO₄ - -> Na₂SO₄ + H₂O + SO₂

• Phương pháp khử khí: S + O₂ (t^o) - -> SO₂

• Đốt quặng pirit sắt: FeS₂ + 11O2 - -> 2Fe₂O₃ + 8SO₂

Ứng dụng cơ bản của khí SO₂ trong thực tế

Mặc dù có hại với sức khỏe con người, nhưng SO₂ lại đóng vai trò quan trọng, là chất xúc tác của nhiều phản ứng khác. Cụ thể một số ứng dụng thực tế mà SO₂ mang lại trong đời sống, ví dụ như:

• Làm chất trung gian để điều chế axit sunfuric

• Sử dụng làm chất tẩy trắng giấy, tinh bột, dung dịch đường, . ..

• Người ta dùng SO₂ làm chất bảo quản trong các loại hoa quả sấy khô, mứt hoa quả sấy khô vì tính chất chống lại vi khuẩn. Chúng là chất bảo quản giúp giữ màu và ngăn chặn quá trình thối rữa của trái cây.

• Trong xử lý nước thải y tế và nước thải sinh hoạt gia đình, Lưu huỳnh đioxit được sử dụng trong xử lý nước thải có chứa Clo.

• Bên cạnh đó khí SO₂ cũng là một chất làm đặc rất dễ cô dẻo ở nhiệt độ bay hơi cao.

• Sử dụng SO₂ trong sản xuất H₂SO₄

• Nguyên liệu tẩy trắng cho vải, giấy, dung dịch sơn. ..

• Dùng như chất bảo quản đối với những sản phẩm từ hoa quả sấy khô

• Kháng khuẩn và chống oxy hóa trong sản xuất thực phẩm

Tác hại của khí SO₂

Tác hại của khí SO₂

Khí SO₂ là một mối hiểm hoạ nghiêm trọng với con người, chúng có trong khói thuốc. Đặc biệt là có trong khí thải của các nhà máy, phương tiện giao thông, thiết bị sưởi, máy sấy. Đây là loại khí thải sản sinh ra khi đốt cháy các nhiên liệu như than đá, dầu mỏ và nung chảy kim loại. Gây ảnh hưởng đến thị giác, gây mất tầm nhìn vì SO₂ và các oxit lưu huỳnh khác sẽ phản ứng hoá học với các chất khác trong khí quyển. 

Để hình thành nên những hạt nhỏ gây giảm tầm nhìn. SO₂ gây ô nhiễm không khí cũng là một trong các nguyên nhân gây ra mưa axit làm xói mòn đất, phá huỷ cây trồng, hoa màu, … Ở nồng độ quá cao, sẽ gây hại cây trồng do khả năng làm hư lá, cản trở quá trình quang hợp bình thường của cây trồng. Là một oxit axit có khả năng tạo ra mưa axit gây hại cho cây trồng. 

Lưu huỳnh đioxit cũng có thể gây khó thở, đau rát trong miệng và họng, đây là dấu hiệu của bệnh viêm phổi, viêm phế quản hô hấp, viêm xoang. Không chỉ thế, SO₂ còn có thể kết hợp những hạt muối nhỏ khác tạo nên những hạt H₂SO₄ nhỏ li ti, thâm nhập từ phổi vào hệ bạch huyết. Còn trong máu, khí SO2 sẽ gây ra rất nhiều phản ứng như làm giảm dự trữ kiềm, gây rối loạn chuyển hóa lipid và protein. 

Dẫn đến thiếu vitamin B và C, tạo ra methemoglobin để chuyển hóa Fe2+ thành Fe3+ gây tắc nghẽn mạch máu cũng như làm giảm chức năng vận chuyển oxy của hồng cầu. Những khu vực bị ảnh hưởng của lò, nhà máy sản xuất này là những khu vực sinh sống cực kỳ nguy hiểm nên phải di dời đến nơi khác.

Cách xử lý khí thải lưu huỳnh đioxit SO₂ hiệu quả, an toàn

Bên cạnh các doanh nghiệp cần mua sử dụng khí SO₂ còn có những khu công nghiệp, nhà xưởng liên tục xả thải khí SO₂ ra bên ngoài môi trường. Hiện nay có 3 phương pháp để xử lý cũng như hấp thụ khí SO₂ hiệu quả nhất, đó là:

Cách xử lý khí thải SO₂ hiệu quả, an toàn

Hấp thụ lưu huỳnh đioxit SO2 bằng dung dịch có tính kiềm

Hiện nay có một số ứng dụng trong việc lọc nước khoáng dung tháp phun kết hợp với tháp đệm lọc SO₂. Sữa vôi khi được đưa vào tháp sấy khô sẽ dùng khí thải từ lò đốt như là chất tiếp nhiệt. Hạt dung dịch khô dần trong khí thải, hấp thụ khí SO₂ và được thu lại trong lớp bụi sau buồng đốt.

Ngoài ra cũng có thể sử dụng dung dịch NaOH thay thế cho dung dịch vôi. Dung dịch này, sẽ giúp khắc phục tình trạng tắc nghẽn hệ thống phun do vôi gây ra làm khó hấp thụ SO₂.

Tuy nhiên cách này sẽ gây lãng phí vì tiêu hao quá nhiều NaOH, lại thêm yêu cầu là khí thải cần được đốt nguội trước khi được xử lý.

Xử lý khí SO₂ bằng dung dịch nước

Nước là tài nguyên dễ kiếm tìm và có ở khắp mọi nơi, vậy nên là phương pháp hữu hiệu để xử lý khí thải SO₂. Chúng ta có thể phun nước trực tiếp vào dòng khí thải trên bề mặt vật liệu vừa sản xuất ra. Phản ứng đơn giản giữa nước và SO₂ sẽ dễ dàng hấp thụ lượng So2 thải ra.

Tuy nhiên phương pháp này thường sử dụng khi nồng độ SO₂ tương đối cao. Nếu thế sẽ mang lại hiệu quả hơn trong việc thu hồi khí thải độc hại, tránh thải ra môi trường xung quanh.

Trước tình trạng ô nhiễm không khí ngày một trầm trọng, các nước trên thế giới đã đưa ra các biện pháp để giảm thiểu tối đa tình trạng khí thải SO₂. Hiện nay, các quy định về hạn chế mức phát thải khí của phương tiện giao thông, xử lý khí thải nhà máy trước khi xả ra môi trường. 

Trên đây là một vài thông tin về khí SO₂ mà Hóa Chất Đông Á muốn gửi đến các bạn. Hy vọng đây sẽ là bài viết bổ ích để mọi người hiểu sâu thêm về SO₂ là gì? Bên cạnh đó là biết cách bảo vệ môi trường sống của mình trong sạch, an toàn hơn.