SULFUR DIOKSIDA (SO2): STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN, RISIKO - KIMIA - 2025

The sulfur dioksida adalah senyawa anorganik gas yang terdiri dari sulfur (S) dan oksigen (O), dan formula kimia SO ₂ . Ini adalah gas tidak berwarna dengan bau yang menjengkelkan dan mencekik. Selain itu, larut dalam air, membentuk larutan asam. Gunung berapi mengeluarkannya ke atmosfer selama letusan.

Ini adalah bagian dari siklus biologis dan geokimia belerang, tetapi diproduksi dalam jumlah besar oleh aktivitas manusia tertentu seperti penyulingan minyak dan pembakaran bahan bakar fosil (batu bara atau solar misalnya).

Sulfur dioksida SO ₂ diemisikan oleh gunung berapi selama letusan. Brocken Inaglory. Sumber: Wikimedia Commons.

SO ₂ adalah zat pereduksi yang memungkinkan bubur kertas tetap putih setelah pemutihan dengan senyawa lain. Ini juga berfungsi untuk menghilangkan jejak klorin dalam air yang telah diolah dengan bahan kimia ini.

Ini digunakan untuk mengawetkan beberapa jenis makanan, untuk mendisinfeksi wadah tempat fermentasi jus anggur diproduksi untuk menghasilkan anggur atau barley untuk membuat bir.

Ini juga digunakan sebagai fungisida di bidang pertanian, untuk mendapatkan asam sulfat, sebagai pelarut dan sebagai perantara dalam reaksi kimia.

SO _{2 yang} ada di atmosfer berbahaya bagi banyak tumbuhan, di air mempengaruhi ikan dan juga salah satu yang bertanggung jawab atas "hujan asam" yang merusak bahan yang dibuat oleh manusia.

Struktur

Molekul sulfur dioksida simetris dan membentuk sudut. Sudut tersebut disebabkan oleh fakta bahwa SO ₂ memiliki pasangan elektron bebas, yaitu elektron yang tidak membentuk ikatan dengan atom mana pun tetapi bebas.

Struktur Lewis sulfur dioksida di mana bentuk sudutnya dan pasangan elektron bebasnya teramati. WhittleMario. Sumber: Wikimedia Commons.

Tata nama

- Sulfur dioksida

- Belerang anhidrida

- Sulfur oksida.

Properti

Keadaan fisik

Gas tak berwarna.

Berat molekul

64,07 g / mol

Titik lebur

-75,5 ºC

Titik didih

-10,05 ºC

Massa jenis

Gas: 2,26 pada 0 ° C (relatif terhadap udara, yaitu kepadatan udara = 1). Ini berarti lebih berat dari pada udara.

Cairan: 1,4 hingga -10 ° C (relatif terhadap air, yaitu massa jenis air = 1).

Kelarutan

Larut dalam air: 17,7% pada 0 ° C; 11,9% pada 15 ° C; 8,5% pada 25 ° C; 6,4% pada 35 ° C.

Larut dalam etanol, dietil eter, aseton, dan kloroform. Ini kurang larut dalam pelarut non-polar.

pH

Berair SO ₂ solusi bersifat asam.

Sifat kimiawi

SO ₂ adalah agen pereduksi dan pengoksidasi yang kuat. Dengan adanya udara dan katalis, ia teroksidasi menjadi SO ₃ .

SO ₂ + O ₂ → SO ₃

Pasangan elektron bebas membuatnya terkadang berperilaku seperti basa Lewis, dengan kata lain dapat bereaksi dengan senyawa dimana ada atom yang kehilangan elektron.

Jika SO ₂ berbentuk gas dan kering, maka tidak akan merusak besi, baja, paduan tembaga-nikel, atau besi-nikel-kromium. Namun, jika dalam keadaan cair atau basah akan menyebabkan korosi pada logam tersebut.

Liquid SO ₂ dengan 0,2% air atau lebih menghasilkan korosi yang kuat pada besi, kuningan dan tembaga. Ini korosif terhadap aluminium.

Saat cair, ia juga dapat menyerang beberapa plastik, karet, dan pelapis.

Larutan SO berair

SO ₂ sangat larut dalam air. Di dalam air dianggap sejak lama bahwa ia membentuk asam sulfat H ₂ SO ₃ , tetapi keberadaan asam ini belum dibuktikan.

Dalam larutan SO ₂ dalam air terjadi kesetimbangan berikut:

SO ₂ + H ₂ O ⇔ SO ₂ .H ₂ O

SO ₂ .H ₂ O ⇔ HSO ₃ ^- + H ₃ O ⁺

HSO ₃ ^- + H ₂ O ⇔ SO ₃ ^2- + H ₃ O ⁺

Dimana HSO ₃ ^- adalah ion bisulfit dan SO ₃ ^2- adalah ion sulfit. Ion sulfit SO ₃ ^2- dihasilkan terutama jika alkali ditambahkan ke larutan SO ₂ .

Larutan air dari SO ₂ telah mengurangi sifat, terutama jika mereka basa.

Sifat lainnya

- Sangat stabil terhadap panas, bahkan hingga 2000 ° C.

- Ini tidak mudah terbakar.

Memperoleh

SO ₂ diperoleh dengan pembakaran belerang (S) di udara, meskipun sejumlah kecil SO ₃ juga terbentuk .

S + O ₂ → SO ₂

Itu juga dapat diproduksi dengan memanaskan berbagai sulfida di udara, membakar mineral pirit dan mineral yang mengandung sulfida, antara lain.

Dalam kasus pirit besi, ketika teroksidasi, oksida besi (iii) dan SO _{2 diperoleh} :

4 FeS ₂ + 11 O ₂ → 2 Fe ₂ O ₃ + 8 SO ₂ ↑

Kehadiran di alam

SO ₂ dilepaskan ke atmosfer oleh aktivitas gunung berapi (9%) tetapi juga disebabkan oleh aktivitas alam lainnya (15%) dan oleh tindakan manusia (76%).

Letusan gunung berapi yang eksplosif menyebabkan fluktuasi tahunan yang signifikan atau variasi SO ₂ di atmosfer. Diperkirakan 25% dari SO _{2 yang} diemisikan oleh gunung berapi tersapu oleh hujan sebelum mencapai stratosfer.

Sumber alam adalah yang paling melimpah dan disebabkan oleh siklus biologis belerang.

Di kawasan perkotaan dan industri, sumber daya manusia mendominasi. Aktivitas utama manusia yang memproduksinya adalah pembakaran bahan bakar fosil, seperti batu bara, bensin, dan solar. Sumber manusia lainnya adalah kilang minyak, pabrik kimia, dan produksi gas.

Aktivitas manusia seperti membakar batu bara untuk listrik merupakan salah satu sumber pencemaran SO ₂ . Adrem68. Sumber: Wikimedia Commons.

Pada mamalia, itu dihasilkan secara endogen, yaitu di dalam tubuh hewan dan manusia karena metabolisme asam amino (S) yang mengandung sulfur, terutama L-sistein.

Aplikasi

Dalam produksi asam sulfat

Salah satu aplikasi terpenting dari SO ₂ adalah untuk mendapatkan asam sulfat H ₂ SO ₄ .

2 SO ₂ + 2 H ₂ O + O ₂ → 2 H ₂ SO ₄

Dalam industri makanan olahan

Sulfur dioksida digunakan sebagai pengawet dan penstabil makanan, sebagai agen pengontrol kelembapan, dan sebagai pengubah rasa dan tekstur pada produk makanan tertentu.

Ini juga digunakan untuk mendisinfeksi peralatan yang bersentuhan dengan bahan makanan, peralatan fermentasi, seperti yang ada di tempat pembuatan bir dan kilang anggur, wadah makanan, dll.

Hal ini memungkinkan Anda untuk mengawetkan buah dan sayuran, meningkatkan umurnya di rak supermarket, mencegah hilangnya warna dan rasa dan membantu dalam retensi vitamin C (asam askorbat) dan karoten (prekursor vitamin A).

Buah kering terbebas dari jamur dan bakteri berkat SO ₂ . Penulis: Isabel Ródenas. Sumber: Pixabay.com

Ini digunakan untuk mengawetkan anggur, karena menghancurkan bakteri, jamur dan ragi yang tidak diinginkan. Ini juga digunakan untuk mensterilkan dan mencegah pembentukan nitrosamin dalam bir.

Peralatan fermentasi barley untuk mendapatkan bir disterilkan dengan SO ₂ . Penulis: Cerdadebbie. Sumber: Pixabay.

Ini juga digunakan untuk merendam biji jagung, memutihkan gula bit, dan sebagai antimikroba dalam pembuatan sirup jagung fruktosa tinggi.

Sebagai pelarut dan reagen

Ini telah banyak digunakan sebagai pelarut non-air. Meskipun bukan pelarut pengion, ini berguna sebagai pelarut bebas proton untuk aplikasi analitik dan reaksi kimia tertentu.

Ini digunakan sebagai pelarut dan reagen dalam sintesis organik, perantara dalam produksi senyawa lain seperti klorin dioksida, asetil klorida, dan sulfonasi minyak.

Sebagai agen pereduksi

Ini digunakan sebagai agen pereduksi meskipun tidak terlalu kuat, dan dalam larutan alkali terbentuk ion sulfit, yang merupakan zat pereduksi yang lebih energik.

Dalam berbagai aplikasi

SO ₂ juga digunakan:

- Di bidang pertanian sebagai fungisida dan pengawet untuk buah anggur setelah panen.

- Untuk pembuatan hidrosulfit.

- Untuk memutihkan bubur kayu dan kertas, karena memungkinkan untuk menstabilkan pulp setelah pemutihan dengan hidrogen peroksida H ₂ O ₂ ; SO ₂ bekerja dengan menghancurkan H ₂ O _{2 yang} tersisa dan dengan demikian menjaga kecerahan pulp, karena H ₂ O ₂ dapat menyebabkan pembalikan kecerahan.

- Untuk memutihkan serat tekstil dan barang anyaman.

- Untuk mengolah air karena menghilangkan sisa klorin yang tersisa setelah klorinasi air minum, air limbah atau air industri.

- Dalam pemurnian mineral dan logam, sebagai agen pereduksi besi selama pemrosesan mineral.

- Dalam penyulingan minyak untuk memerangkap oksigen dan memperlambat korosi, dan sebagai pelarut ekstraksi.

- Sebagai antioksidan.

- Sebagai penetral alkali dalam pembuatan kaca.

- Dalam baterai lithium sebagai oksidator.

Efek OS

Penelitian telah menunjukkan bahwa SO _{2 yang} diproduksi oleh tubuh atau endogen memiliki efek menguntungkan pada sistem kardiovaskular, termasuk mengatur fungsi jantung dan merelaksasi pembuluh darah.

Ketika SO ₂ diproduksi di dalam tubuh, ia diubah menjadi turunannya bisulfit HSO ₃ ^- dan sulfit SO ₃ ^2- , yang memberikan efek vaso-relaksan pada arteri.

SO ₂ endogen mengurangi hipertensi, mencegah perkembangan aterosklerosis, dan melindungi jantung dari kerusakan miokard. Ia juga memiliki aksi antioksidan, menghambat peradangan dan apoptosis (kematian sel terprogram).

Untuk alasan ini, diperkirakan ini mungkin terapi baru untuk penyakit kardiovaskular.

Jantung bisa mendapatkan keuntungan dari SO _{2 yang} diproduksi oleh tubuh. Penulis: OpenClipart-Vectors. Sumber: Pixabay.

Resiko

- Paparan gas SO ₂ dapat menyebabkan luka bakar pada mata, kulit, tenggorokan dan selaput lendir, kerusakan saluran bronkial dan paru-paru.

- Beberapa penelitian melaporkan bahwa ia memiliki potensi risiko kerusakan materi genetik sel mamalia dan manusia.

- Ini korosif. Itu tidak mudah terbakar.

Ekotoksisitas

Sulfur dioksida adalah gas polutan yang paling umum di atmosfer, terutama di kawasan perkotaan dan industri.

Keberadaannya di atmosfer berkontribusi pada apa yang disebut “hujan asam” yang berbahaya bagi organisme air, ikan, vegetasi darat, dan korosi pada bahan buatan manusia.

Monumen rusak karena hujan asam. Nino Barbieri. Sumber: Wikimedia Commons.

SO ₂ beracun bagi ikan. Tanaman hijau sangat sensitif terhadap SO _{2 di} atmosfer. Alfalfa, kapas, barley, dan gandum rusak pada tingkat lingkungan yang rendah, sedangkan kentang, bawang merah, dan jagung jauh lebih tahan.

Efek menelannya dengan makanan

Meskipun tidak berbahaya bagi orang sehat, bila digunakan dalam konsentrasi yang direkomendasikan oleh badan kesehatan resmi, SO ₂ dapat menyebabkan asma pada orang sensitif yang menelannya dengan makanan.

Orang sensitif dapat menderita asma dengan mengonsumsi makanan dengan jumlah kecil dari SO ₂ . Suraj di Wikipedia bahasa Melayu. Sumber: Wikimedia Commons.

Makanan yang biasanya mengandungnya adalah buah-buahan kering, minuman bersoda buatan, dan minuman beralkohol.

Referensi

1. Perpustakaan Kedokteran Nasional AS. (2019). Sulfur dioksida. Dipulihkan dari pubchem.ncbi.nlm.nih.gov.
2. Huang, Y. dkk. (2016). Sulfur Dioksida Endogen: Anggota Baru Keluarga Pemancar Gas dalam Sistem Kardiovaskular. Oksid Med Sel Panjang Umur. 2016; 2016: 8961951. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
3. Cotton, F. Albert dan Wilkinson, Geoffrey. (1980). Kimia Anorganik Lanjut. Edisi keempat. John Wiley & Sons.
4. Windholz, M. dkk. (editor) (1983). Indeks Merck. Ensiklopedia Bahan Kimia, Obat-obatan, dan Biologi. Edisi Kesepuluh. Merck & CO., Inc.
5. Pan, X. (2011). Sulfur Oksida: Sumber, Paparan dan Efek Kesehatan. Efek Kesehatan dari Sulfur Oksida. Dalam Ensiklopedia Kesehatan Lingkungan. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
6. Tricker, R. dan Tricker, S. (1999). Polutan dan kontaminan. Sulfur dioksida. Dalam Persyaratan Lingkungan untuk Peralatan Elektromekanis dan Elektronik. Dipulihkan dari sciencedirect.com.
7. Bleam, W. (2017). Kimia Asam-Basa. Sulfur Oksida. Dalam Kimia Tanah dan Lingkungan (Edisi Kedua). Dipulihkan dari sciencedirect.com.
8. Freedman, BJ (1980). Sulfur dioksida dalam makanan dan minuman: penggunaannya sebagai pengawet dan pengaruhnya terhadap asma. Br J Dis Dada. 1980; 14 (2): 128-34. Dipulihkan dari ncbi.nlm.nih.gov.
9. Craig, K. (2018). Tinjauan Kimia, Penggunaan Pestisida, dan Nasib Lingkungan Sulfur Dioksida, seperti yang Digunakan di California. Dalam Tinjauan tentang Kontaminasi Lingkungan dan Toksikologi. Volume 246. Dipulihkan dari link.springer.com.