Сернистый газ
Серни́стый газ (окси́д се́ры (IV), диокси́д се́ры, двуокись серы, серни́стый ангидри́д) — соединение серы с кислородом состава SO2. В нормальных условиях представляет собой бесцветный газ с характерным резким запахом (загорающейся спички). Растворяется в воде с образованием нестойкой сернистой кислоты. Растворяется также в этаноле и се́рной кислоте. Под давлением сжижается уже при комнатной температуре.
Сернистый газ — один из главных компонентов вулканических газов. В высоких концентрациях имеет раздражающее действие, токсичен, вызывает насморк, кашель, охриплость, сильное першение в горле и характерный привкус. При вдыхании сернистого газа более высокой концентрации — удушье, расстройство речи, затруднение глотания, рвота, возможен острый отёк лёгких.
Тем не менее, сернистый газ широко используется в пищевой промышленности в качестве консерванта Е220. Он убивает микроорганизмы, поэтому им окуривают овощехранилища и склады, а также используют для отбеливания соломы, шёлка и шерсти, то есть материалов, которые нельзя отбеливать хлором.
Сернистый газ в афоризмах и кратких цитатах править
| — Константин Ушинский, «Детский мир», 1864 |
| — Александр Черкасов, «На Алтае: Записки городского головы», 1884 |
| — Владимир Обручев, «Плутония», 1924 |
…Двугорбая гора лила стеклянный зной, | |
| — Валентин Катаев, «...Ты всем другим местам Неаполь предпочла...» (из цикла «Итальянские этюды»), 1927 |
Известно, что серная кислота получается окислением сернистого ангидрида SO2 в серный ангидрид SO3 с последующим присоединением воды.[5] | |
| — Б. Казаков, Е. Грузинов, «Четырежды открытый». Элемент № 23: ванадий, 1969 |
Слёзы, катившиеся градом по щекам, выжигали на его лице глубокие борозды — не удивительно, ведь воздух был перенасыщен парами хлороводорода и двуокиси серы. | |
| — Джордж Эффинджер, «Среда, 15 ноября 1967 года» 1971 |
...в те дни, когда вдруг просыпалась Этна, <...> обволакивая остров клубами сернистых газов, озарёнными снизу отсветами преисподней…[6] | |
| — Валентин Катаев, «Алмазный мой венец», 1977 |
| — Борис Силкин, «Странный мир Ио», 1982 |
| — Борис Силкин, «Странный мир Ио», 1982 |
| — Борис Силкин, «Странный мир Ио», 1982 |
Общий объем поступлений сернистого газа, или диоксида серы (S02), в атмосферу Земли в разных источниках обычно оценивается от 100 млн. до 150 млн. т. в год.[8] | |
| — Владимир Максаковский. «Географическая картина мира» (Книга I. Общая характеристика мира), 2003 |
| — Владимир Максаковский. «Географическая картина мира» (Книга I. Общая характеристика мира), 2003 |
| — Дмитрий Титов, ««Венера-Экспресс» — первая европейская миссия к планете Венера», 2006 |
Сернистый газ в научной и научно-популярной прозе править
В пестролистных растениях цвет зависит от присутствия в соке клеточек ярких растворов, которые маскируют, скрывают зеленые зерна хлорофилла, но под микроскопом эти зерна нетрудно обнаружить. Еще легче обнаружить их следующим образом: стоит обмакнуть красный или почти чёрный лист какого-нибудь Coleus или другого пестролистного растения в слабый раствор сернистой кислоты, и он тотчас позеленеет. Это зависит от того, что сернистая кислота, обесцвечивая красный раствор, не действует на хлорофилл.[10] | |
| — Климент Тимирязев, «Растение как источник силы», 1875 |
Изучая автоускоряющуюся медленную реакцию окисления сероводорода H2S, Эмануэль, Павлов и я в этом году показали, что продуктами этой давно известной реакции является не только SO2 (сернистый газ) и Н2O, но в весьма значительных количествах появляется и такой «экзотический» продукт, как SO. В первых стадиях реакции SO появляется в очень большом количестве, достигая 7% от исходного вещества и до 40% от превращенного к этому моменту H2S, и лишь в конечных стадиях SO исчезает, переходя в SO2. | |
| — Николай Семёнов, «Теория цепных реакций», 1940 |
Диоксид серы хорошо растворяется в воде (около 40 объемов в 1 объеме воды при 20°С); при этом частично происходит реакция с водой и образуется сернистая кислота: | |
| — Николай Глинка, «Общая химия», 1950-е |
Молекула SO2 построена аналогично молекуле озона. Ядра составляющих ее атомов образуют равнобедренный треугольник. <...> | |
| — Николай Глинка, «Общая химия», 1950-е |
Контактный способ производства серной кислоты применяется в промышленности с 1875 года. В печи сжигается пирит ― самое дешевое пока сырье ― или сера. Образующийся сернистый газ последовательно проходит через несколько очистительных башен 2 и электрофильтров, в которых из него удаляются твердые частицы. Для еще лучшей очистки от пыли газ промывается в башне водой и сушится серной кислотой в следующей башне. От мышьяковистых соединений сернистый газ очищается в камере и затем поступает в подогреватель, где смешивается с воздухом. Температура смеси ― 400-500°C. После подогрева смесь направляется в контактный аппарат. Здесь она проходит через слой так называемой контактной массы, в состав которой входят 4-6% катализатора. SO2 взаимодействует с кислородом и превращается в SO3. Серный ангидрид улавливается концентрированной серной кислотой в поглотительной башне, и насыщенная серным ангидридом «дымящаяся» серная кислота (олеум) стекает в сборники, а оттуда идёт на склад.[13] | |
| — Михайлов Г., Казбек-Казиев В., «Серная кислота», 1967 |
Таким образом, в основе процесса лежат отщепление одного атома кислорода от молекулы NO2, окисление этим кислородом сернистого ангидрида, окисление NO снова до NO2 и его повторное использование. Какой из описанных способов лучше? Безусловно, контактный. Нитрозным способом получают 75-78%-ную кислоту, а контактным ― купоросное масло (92-94% H2SO4) и олеум (100%-ная кислота, насыщенная серным ангидридом). Доля контактной серной кислоты в общем объеме сернокислотного производства непрерывно возрастает.[13] | |
| — Михайлов Г., Казбек-Казиев В., «Серная кислота», 1967 |
...в начале первой мировой войны химикам вновь пришлось обратиться к элементу №23. В эти годы сражающимся странам потребовались громадные количества серной кислоты. Ведь без неё невозможно получить нитроклетчатку ― основу боевых порохов. Известно, что серная кислота получается окислением сернистого ангидрида SO2 в серный ангидрид SO3 с последующим присоединением воды. Однако SO2 непосредственно с кислородом реагирует крайние медленно. Окисление сернистого ангидрида может происходить при восстановлении двуокиси азота (на этой реакции основан нитрозный способ производства серной кислоты), но более чистая и концентрированная кислота получается, если реакцию окисления SO2 в SO3 проводить в присутствии некоторых твёрдых катализаторов (контактный метод производства). Первым катализатором сернокислотного контактного производства была дорогостоящая платина. Её, естественно, не хватало, требовались заменители. Ими оказались пятиокись ванадия V2O5 и некоторые соли ванадиевых кислот, например Ag3VO4. Они почти с таким же успехом, как и платина, ускоряют окисление SO2 в SO3, но обходятся значительно дешевле, да и требуется их меньше. И главное, они не боятся контактных ядов, выводящих из строя платиновые катализаторы.[5] | |
| — Б. Казаков, Е. Грузинов, «Четырежды открытый». Элемент № 23: ванадий, 1969 |
Большой интерес вызвал вопрос, что же «выплевывают» вулканы Ио? Приборы «Вояджера-1» уверенно назвали только двуокись серы. Подозрительно, например, полное отсутствие воды, ведь у нас на Земле вулканы извергают ее столько, что, по некоторым гипотезам, чуть ли не все моря и океаны обязаны им своим существованием. Может быть, Ио так долго и усердно извергала влагу из своих недр, что её запасы просто исчерпались?[7] | |
| — Борис Силкин, «Странный мир Ио», 1982 |
Попробуем представить себе артезианский колодец, в котором вместо воды — сера и её двуокись. Найдя подходящую трещину или расселину, они, конечно, не преминут выбраться на белый свет, так что потоки серы и ее производных из недр здесь вполне в состоянии порождать уступы и ступени, простирающиеся на многие сотни километров.[7] | |
| — Борис Силкин, «Странный мир Ио», 1982 |
А давление атмосферы на Ио, как мы знаем, очень низкое (около 10~2 Па), так что есть чему выбить пробку из этой космической бутылки — скорость выделения газов должна достигать 350 м/с. | |
| — Борис Силкин, «Странный мир Ио», 1982 |
Монооксид серы является вторым по распространенности газом, наблюдаемым в атмосфере Ио, спутника Юпитера. Наземные наблюдения миллиметровых волн в среднем по полушарию дают соотношение SO/SO2 3-10% по объёму. Наблюдаемая численность согласуется с образованием SO в результате фотолиза <разложения воздействием света> SO2. С другой стороны, низкое давление Ио (~10-9 бар), неравномерная атмосфера SO2, по крайней мере частично, обусловлены вулканическим выделением газа <...>. Газообразный SO2 наблюдался в дымовых шлейфах извержений и над вулканически активными регионами <...>. В этой работе мы показываем, что высокотемпературные вулканические газы, выделяющиеся из магм, могут создавать наблюдаемое содержание SO в атмосфере Ио.[14] | |
| — Михаил Золотов, Брюс Фигли, «Вулканическое образование монооксида серы (SO) на Ио», 1998 |
Общий объем поступлений сернистого газа, или диоксида серы (S02), в атмосферу Земли в разных источниках обычно оценивается от 100 млн. до 150 млн. т. в год, оксида азота ― около 100 млн т. С попаданием в атмосферу соединений серы, а также азота непосредственно связана становящаяся все более актуальной проблема так называемых кислотных (кислых) дождей. Механизм их образования очень прост. Диоксид серы и оксиды азота в воздухе соединяются с парами воды, концентрируясь в первую очередь у основания облаков. Затем вместе с дождями (туманами) они выпадают на землю фактически в виде разбавленных серной и азотной кислот. Такие осадки резко нарушают нормы кислотности почвы, ухудшают водообмен растений, способствуя высыханию лесов, особенно хвойных. Попадая в реки и озера, они угнетающе действуют на их фауну и флору, нередко приводя к полному уничтожению биологической жизни ― от рыб до микроорганизмов. Большой вред они наносят и различным конструкционным материалам, ускоряя коррозию металлов, разрушение исторических и архитектурных памятников.[8] | |
| — Владимир Максаковский. «Географическая картина мира» (Книга I. Общая характеристика мира), 2003 |
Одна из главных загадок ― наличие в атмосфере планеты <Венеры> значительных количеств двуокиси серы SO2. Из малых составляющих атмосферы этот газ наиболее обилен, что противоречит результатам химических моделей, которые предсказывают быстрое связывание SO2 минералами поверхности. Его большое содержание может косвенно свидетельствовать о работе активных вулканов, которые постоянно пополняют запасы двуокиси серы в атмосфере, однако пока нет убедительного доказательства их наличия на планете.[9] | |
| — Дмитрий Титов, ««Венера-Экспресс» — первая европейская миссия к планете Венера», 2006 |
Сернистый газ в публицистике и документальной прозе править
Но есть другие газы и пары, которые можно назвать ядовитыми, так как они непосредственно оказывают гибельное, токсическое действие на центральные органы нервной системы (мозг) или на кровь. В числе их следует упомянуть угольную кислоту, окись углерода, сероводород, сернистый углерод, сернистую кислоту, анилин, мышьяковистый водород, ртутные пары и т. д.[15] | |
| — Фёдор Эрисман, «Профессиональная гигиена», 1908 |
Капиталистическая печать скупо и скромно сообщает о несчастных случаях с пешеходами и жильцами квартир, окна которых выходят на уличные магистрали. А ведь случаи отравления угарным газом улицы далеко не редки в таких городах, как Нью-Йорк или Чикаго. Воздух этих городов разрушает даже металл и камень! Из вытяжных труб химических заводов наружу вылетают сернистые и фтористые соединения, мышьяковистый водород и т. д.[16] | |
| — Михаил Калинушкин, «Чистый воздух», 1951 |
Однако даже после обработки сока известью и углекислым газом в нем остается еще немало красящих веществ. Обесцветить сок полностью помогает сернистый ангидрид (SO2). Операция эта называется сульфитацией от латинского названия серы ― Sulfur. Сернистый ангидрид, растворяясь в воде, образует сернистую кислоту. Та окисляется в серную кислоту и выделяет свободный водород. В нем-то всё и дело! Водород связывает хромофоры ― цветообразующие группы окрашенных веществ, и сами вещества становятся бесцветными.[17] | |
| — Израиль Вольпер, «Сахар: сладкий, горький, соленый», 1965 |
У кадмиевых покрытий есть еще одна любопытная особенность: в чистой атмосфере сельских местностей они обладают значительно большей коррозийной устойчивостью, чем в атмосфере промышленных районов. Особенно быстро такое покрытие выходит из строя, если в воздухе повышенное содержание сернистого или серного ангидридов.[18] | |
| — Борис Горзев, «Ещё о кадмии», 1970 |
Чтобы воспрепятствовать проведению занятий, левые студенты прибегли к испытанному средству — химической обструкции. Для этого использовались разнообразные вещества во всех трёх состояних — жидком, твёрдом и газообразном. | |
| — Яна Седова, «Октябрический режим», 2017 |
Сернистый газ в мемуарах, письмах и дневниковой прозе править
Сильный серный запах захватывает дыхание: кругом меня опять темно; резкий ветер, дующий здесь непрерывно, убедил меня, что вершина вулкана ― самое прохладное место в Неаполе. <...> Несколько секунд вулкан дрожал под моими ногами и снова все погрузилось во мрак; но глухое клокотание в жерле не умолкало и тяжело движущаяся лава разливала кругом себя красноватое зарево. Я чувствовал неодолимое влечение к этому грозному деятелю природы; мне хотелось заглянуть в лабораторию, где работают ее таинственные силы, я был от этой мастерской так недалеко… Ни удушливые газы, ни сернистый дым, ни зола, взвеваемая ветром, не могли остановить меня.[1] | |
| — Константин Ушинский, «Детский мир», 1864 |
Надо заметить, что в Сузунском заводе много десятков тысяч сернистых руд обрабатывают в пожогах, так что в это время отделяется большое количество сернистой кислоты и нередко по всему селению пахнет тухлыми яйцами, а возгонная сера тонким желтоватым налетом садится поблизости пожогов, что в особенности заметно на дождевых лужах. От таких сернистых отделений поблизости завода не живут куры и пропадают вместе с некоторыми злаками, растущими в огородах. Вся медная посуда и серебряные вещи чернеют до того, что их трудно отчистить; по этому случаю пожоги по возможности делаются осенью и зимою.[2] | |
| — Александр Черкасов, «На Алтае: Записки городского головы», 1884 |
| — Александр Черкасов, «На Алтае: Записки городского головы», 1884 |
Взобраться на вулкан <Алагёз> можно со стороны так называемого восточного прорыва. Он имеет четыре вершинки, с каждой из которых открывается вид вниз, на кратер. Что же в конце концов происходит с лавой при её извержении? Мы встречаемся прежде всего в кратере с огромным количеством квасцов. Квасцы ― это химическое перерождение лавы, т. е. полевого шпата, под влиянием сернистого газа и воды.[20] | |
| — Мариэтта Шагинян, Дневник, сентябрь 1927 |
Обилие вкраплений серного колчедана в коренных породах района и характер пласта глубоких россыпей позволили мне предложить следующее объяснение золотоносности. Анализы кубиков колчедана как из серного шлиха, собранного на золотопромывальных машинах, так и выбитых прямо из горных пород, показали, что они содержат большее или меньшее количество золота. Очевидно сернистые газы, выделявшиеся из остывавших массивов гранита и отложившие эти кубики в осадочных породах, содержали также золото.[21] | |
| — Владимир Обручев, «Мои путешествия по Сибири», 1948 |
| — Александр Святловский, «Тектоника Камчатки», 1967 |
...в те дни, когда вдруг просыпалась Этна, извергая из своих семи кратеров огонь и дым и швыряя в небо раскалённые каменные бомбы, заставляя трескаться землю, обжигая лавой виноградники и обволакивая остров клубами сернистых газов, озарёнными снизу отсветами преисподней… Кто знает, какая нечеловеческая сила разрушила циклопические постройки древней Сицилии? И почему иные из них остались почти нетронутыми, не поверженными во прах?[6] | |
| — Валентин Катаев, «Алмазный мой венец», 1977 |
Сернистый газ в беллетристике и художественной прозе править
Из этих поясов в изобилии вытекала вода, уже довольно горячая, так как температура на достигнутой глубине дошла до 45°. Работа становилась более трудной и без вентиляции была бы совершенно невозможной. Атмосфера в нижнем отделении шахты уже напоминала хорошую баню и была наполнена парами воды с сернистым запахом. Насосы опять работали непрерывно, компрессор вдувал холодный воздух, и тем не менее температура держалась около 27°.[23] | |
| — Владимир Обручев, «Тепловая шахта», 1920 |
― Вот что я придумал, ― заявил Каштанов: ― нужно отравить или оглушить муравьев ядовитыми газами, чтобы они оставались в оцепенении в течение времени, необходимого нам для поисков наших вещей в муравейнике. Такими газами являются хлор, бром и сернистый газ. Следовательно, нужно прежде всего найти материал для приготовления достаточного количества газов. Хлор можно добыть из поваренной соли, которая имеется в море. Бром, вероятно, имеется в золе водорослей, растущих в этом мире, но добыть его будет еще труднее, чем хлор. Всего легче было бы приготовить сернистый газ, если мы только найдем серу, серный колчедан или другую сернистую руду. Свинцовый блеск мы уже видели в ущелье птеродактилей; может быть, он найдется и здесь, в утёсах возвышенности.[3] | |
| — Владимир Обручев, «Плутония», 1924 |
Спуск продолжался полчаса и привел на дно кратера, которое представляло площадку с засохшей, растрескавшейся чёрной грязью, прежде, очевидно, покрытой водой исчезнувшего озерка. За площадкой круто поднималась противоположная стена, густо покрытая белыми, желтыми и красными налетами и натёками. В желтых налетах нетрудно было узнать самородную серу в виде мелких и крупных кристаллов, сидевших в пустотах лавы или покрывавших ее поверхность нетолстым слоем. Вынув охотничьи ножи, путешественники принялись соскабливать налёты и отделять более крупные кристаллы, складывая добычу в свои заплечные мешки. Когда последние были наполнены, оказалось, что в каждый поместилось около шестнадцати килограммов. | |
| — Владимир Обручев, «Плутония», 1924 |
Я никогда по-настоящему не любил младенцев; от их криков всегда становится неуютно. А Дая всегда мне говорила, что младенцы только для этого и существуют. Я любил её… | |
| — Джордж Эффинджер, «Среда, 15 ноября 1967 года» 1971 |
Сернистый газ в стихах править
| — Валентин Катаев, «...Ты всем другим местам Неаполь предпочла...» (из цикла «Итальянские этюды»), 1927 |
| — Сергей Петров, «В дыму морозном тёплый дом...», 12 августа 1942 |
Источники править
- ↑ 1 2 Ушинский К.Д. Собрание сочинений в одиннадцати томах. Том 4. Детский мир и Хрестоматия. — Москва-Ленинград, «Издательство Академии педагогических наук РСФСР», 1948 г.
- ↑ 1 2 3 А. А. Черкасов На Алтае: Записки городского головы. — Барнаул, 2004 г.
- ↑ 1 2 3 Обручев В.А. «Плутония. Земля Санникова». — М.: Машиностроение, 1982 г.
- ↑ 1 2 Катаев В.П. Избранные стихотворения. Москва, «Астрель», 2009 г.
- ↑ 1 2 Б. Казаков, Е. Грузинов, Элемент № 23: ванадий (Четырежды открытый). ― М.: «Химия и жизнь», № 4, 1966 г.
- ↑ 1 2 Катаев В.П. Трава забвенья. — Москва, «Вагриус», 1997 г.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 Борис Силкин. «Странный мир Ио». — М.: «Химия и жизнь», № 4, 1982 г.
- ↑ 1 2 3 В. П. Максаковский. Географическая картина мира. — М.: Дрофа, 2008
- ↑ 1 2 Д. Титов. «Венера-Экспресс» — первая европейская миссия к планете Венера. — М.: «Наука и жизнь», № 1, 2006 г.
- ↑ К.А.Тимирязев. «Жизнь растения» (по изданию 1919 года). — М.: Сельхозгиз, 1936 г.
- ↑ Семёнов Н. Н. Теория цепных реакций (из статьи «Теория горения»). — М.: «Наука и жизнь» № 8-9, 1940 г.
- ↑ 1 2 Н. Л. Глинка. Общая химия: Учебное пособие для вузов (под. ред. В.А.Рабиновича, издание 16-е, исправленное и дополненное). ― Л.: Химия, 1973 г. ― 720 стр.
- ↑ 1 2 Михайлов Г., Казбек-Казиев В., Серная кислота. ― М.: «Химия и жизнь», № 5, 1967 г.
- ↑ Mikhail Yu. Zolotov and Bruce Fegley, Jr. Volcanic Production of Sulfur Monoxide (SO) on Io. — Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry, Russian Academy of Sciences, Kosygin Str. 19, Moscow 117975, Russia, 1998.
- ↑ Ф.Ф.Эрисман. Избранные произведения: в 2 т. — М.: Медгиз, 1959 г.
- ↑ Михаил Калинушкин. Чистый воздух — М.: «Техника — молодежи», № 1, 1951 г.
- ↑ И. Н. Вольпер. Сахар: сладкий, горький, соленый — М.: «Химия и жизнь», № 10, 1965 г.
- ↑ Борис Горзев. Ещё о кадмии (редакционная колонка). — М.: «Химия и жизнь», № 9, 1970 год
- ↑ Я. А. Седова. Октябрический режим. Том второй. — М.: издательство Алгоритм, 2017 г.
- ↑ Мариэтта Шагинян. Дневники. 1917—1931. — Л.: Издательство писателей в Ленинграде, 1932 г.
- ↑ Обручев В.А., «Мои путешествия по Сибири». — М., Л.: Изд-во АН СССР, 1948 г.
- ↑ Святловский А. Е.. «Очерк истории четвертичного вулканизма и тектоники Камчатки». — М.: «Наука», 1968 г. 218с.
- ↑ Обручев В.А. «Путешествие в прошлое и будущее»: повести и рассказы. ― М.: Наука, 1965 г.
- ↑ С. В. Петров, Собрание стихотворений. В 2 книгах, — М.: Водолей Publishers, 2008 г.
