ثاني أكسيد الكبريت ذو الصيغة الكيميائية التالية (SO2) هو عبارة عن مركب غير عضوي، وهو عبارة عن غاز ثقيل، كما أنه عبارة عن غاز عديم اللون وهو سام، كما ويتم إنتاجه بكميات ضخمة في مراحل وسيطة لتصنيع حامض الكبريتيك.
ثاني أكسيد الكبريت
ثاني أكسيد الكبريت هو عبارة عن مادة تمتلك رائحة قوية ومزعجة، وهي رائحة معروفة مثل رائحة عود الثقاب للتو، وهو يحدث في الطبيعة في كلا من الغازات البركانية في محلول في مياه بعض الينابيع الدافئة، وعادة فإنه يتم تصنيع ثاني أكسيد الكبريت صناعيًا عن طريق عملية حرق الكبريت في الهواء أو الأكسجين أو مركبات الكبريت مثل بيريت الحديد أو بيريت النحاس.
كما وتتشكل كميات كبيرة من مركب ثاني أكسيد الكبريت في عملية احتراق الوقود المحتوي على الكبريت، كما ويمكن أن تتحد في الغلاف الجوي مع بخار الماء من أجل عملية تكوين حامض الكبريتيك، وهو أيضا يعد المكون الأساسي للمطر الحمضي وفي النصف الثاني من القرن العشرين، لقد تم اعتماد تدابير للسيطرة على المطر الحمضي على نطاق واسع.
ثاني أكسيد الكبريت هو يعتبر مقدمة لثلاثي أكسيد الكبريت (SO3) والمستخدم في صنع حامض الكبريتيك، في المختبر يمكن تحضير الغاز عن طريق عملية اختزال حمض الكبريتيك (H2SO4) إلى حمض الكبريتيك (H2SO3) الذي يتحلل إلى ماء وثاني أكسيد الكبريت أو عن طريق معالجة الكبريتات (أملاح حمض الكبريتيك) بأحماض قوية مثل حمض الهيدروكلوريك مرة أخرى تشكيل حامض الكبريتيك.
أكسيد الكبريت أي من عدة مركبات من الكبريت والأكسجين وأهمها ثاني أكسيد الكبريت (SO2) وثالث أكسيد الكبريت (SO3) وكلاهما يتم تصنيعهما بكميات ضخمة في خطوات وسيطة لتصنيع حامض الكبريتيك، ثنائي أكسيد هو حمض أنهيدريد (مركب يتحد مع الماء لتكوين حمض) من حامض الكبريتيك، وثالث أكسيد هو حمض أنهيدريد حامض الكبريتيك.
يمكن تسييل ثاني أكسيد الكبريت تحت ضغوط معتدلة في درجات حرارة الغرفة ؛ يتجمد السائل عند -73 درجة مئوية (-99.4 درجة فهرنهايت) ويغلي عند -10 درجة مئوية (14 درجة فهرنهايت) تحت الضغط الجوي. على الرغم من أن استخداماته الرئيسية هي في تحضير حامض الكبريتيك وثالث أكسيد الكبريت والكبريتات، إلا أن ثاني أكسيد الكبريت يستخدم أيضًا كمطهر ومبرد وعامل اختزال ومبيض ومواد حافظة للأغذية ، خاصة في الفواكه المجففة، ثالث أكسيد الكبريت هو عبارة عن مركب عديم اللون يوجد في درجة حرارة الغرفة إما كسائل متطاير أو في أي من ثلاثة أشكال صلبة متآصلة.
يتكون عن طريق تفاعل كلا من ثاني أكسيد الكبريت والأكسجين في وجود المحفزات والعوامل المساعدة أبخرة ثالث أكسيد الكبريت بقوة عند ملامستها للهواء الرطب وتذوب في الماء وتحرر الكثير من الحرارة وتشكل حامض الكبريتيك، كما وتسمى محاليل ثلاثي أكسيد حمض الكبريتيك بحمض الكبريتيك المدخن أو الزيت، ومثل حامض الكبريتيك فإنه عبارة عن عامل تجفيف قوي جدًا وهو مادة أكالة للغاية كما أنه شديد التفاعل كيميائيًا.
تشمل أكاسيد الكبريت الأخرى أحادي أكسيد (SO) و sesquoxide) (S2O3)) و heptoxide) (S2O7)) و tetroxide) (SO4))، كما ويتشكل أول أكسيد الكبريت كغاز غير مستقر عديم اللون عن طريق عملية التفريغ الكهربائي في خليط من ثاني أكسيد الكبريت وبخار الكبريت عند ضغط منخفض وعند التبريد يتكثف إلى مادة صلبة برتقالية حمراء تتحلل ببطء إلى ثاني أكسيد الكبريت والكبريت.
يتكون ثاني أكسيد السيسكوسايد من إذابة الكبريت في ثالث أكسيد الكبريت السائل، وهو عبارة عن مادة صلبة ذات لون أزرق مخضر أقل من 15 درجة مئوية (59 درجة فهرنهايت)، ويتكون كل من سباعي أكسيد ورباعي أكسيد وهي عبارة عن مركبات غير مستقرة تذوب عند حوالي 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) عن طريق عملية التفريغ الكهربائي في خليط من ثاني أكسيد الكبريت أو ثلاثي أكسيد والأكسجين.
ثاني أكسيد الكبريت هو عبارة عن غاز نفاث سام وذو رائحة كريهة (b.p. 10 ° C)، وبالتالي فإن اعتبارات السلامة المرتبطة بها تؤدي إلى غلبة التطبيقات على نطاق صناعي والطبيعة التي يصعب التعامل معها، والتي تحد من استخداماتها بطريقة أكثر انتشارًا.
على الرغم من ذلك فقد وجد تطبيقات كمتفاعل وكاشف 3 في التخليق العضوي 4 ، 5 مع كيمياء (Sandmeyer) لتشكيل كلوريد السلفونيل من أملاح أريل ديازونيوم 6 ، 7 وكيمياء حلقية غنية ربما تكون أكثر الأمثلة المعروفة على نطاق واسع، وفي الواقع لقد تم تطبيق فائدته في التفاعلات المحيطية على نطاق واسع في تخليق المنتجات الطبيعية ومراجعتها مؤخرًا.
ومع ذلك على الرغم من التكرار المتكرر للمجموعات الوظيفية المشتقة من السلفونيل مثل السلفونات والسلفوناميدات كوسائط أو أهداف اصطناعية، فإنه نادرًا ما يُقترح فصل هذه الجزيئات مرة أخرى إلى غاز ثاني أكسيد الكبريت أثناء التحليل الرجعي. يمكن القول إن هذا يرجع إلى طبيعة الكاشف الغازي الذي يصعب التعامل معه، إلى جانب عدم وجود طرق اصطناعية سهلة الاستخدام وفعالة.
يحتوي ثاني أكسيد الكبريت على كيمياء غنية ومتنوعة من الممكن إرجاعها إلى أوائل القرن العشرين، وعلى الرغم من الفائدة المحتملة للتفاعلات القائمة على ثاني أكسيد الكبريت، والتي تقدم منتجات مثل السلفونات والسلفوناميدات وأحماض السلفينيك، من الممكن القول إن عدد الأمثلة على هذه التفاعلات التي يتم استغلالها في التوليف أقل مما هو متوقع.
إن أحد العوامل الهامة المساهمة في ذلك هو بلا شك الطبيعة السامة والغازية لثاني أكسيد الكبريت، وتتمثل إحدى الاستراتيجيات للتغلب على هذا القيد في استخدام مكافئ أو بديل بحيث لم تعد هناك حاجة إلى الكاشف الغازي، كما وأثبتت هذه الاستراتيجية نجاحها مع وصف عدد من الأساليب، تتضمن التفاعلات التي تم الإبلاغ عنها متغيرات من التفاعلات التقليدية التي تم فيها استبدال الكاشف الغازي بمحلول بديل، وكذلك التحولات الجديدة التي لا يُعرف عنها تفاعل غازي.
ثاني أكسيد الكبريت قابل للذوبان بشكل كبير في الماء وبالتالي فإنه يتم امتصاصه بكفاءة في الجهاز التنفسي العلوي، وهناك عاملان يؤثران على كفاءة الامتصاص هما طريقة التنفس (عن طريق الفم مقابل الفم والأنف) ومعدل التهوية، كما ويقوم الأنف بتصفية معظم ثاني أكسيد الكبريت المستنشق، مما يمنع مروره إلى مستقبلات مهيجة حساسة في وأسفل الحنجرة.
أثناء الراحة يتنفس معظم الناس (حوالي 85٪) من الأنف مما يوفر الحماية من التسمم الرئوي بثاني أكسيد الكبريت، والتنفس الفموي وخاصة عند ارتفاع معدلات تدفق الهواء يزيد بشكل كبير من وصول جزء ثاني أكسيد الكبريت إلى الرئة، وبالتالي فإن فرط التنفس الطوعي أو ممارسة الرياضة على مستوى المجهود الذي يتطلب التنفس عن طريق الفم يقلل من عتبة الأعراض التنفسية التي يسببها ثاني أكسيد الكبريت والاستجابة الحركية القصبية، ويتم تعزيز الاختراق العميق للرئة والسمية عن طريق الأكسدة والامتصاص للجزيئات الحمضية تحت الميكرومتر.
