Lưu huỳnh đioxit (SO2) là chất khí không màu, mùi hắc và có nhiều trong hỗn hợp khí gây ô nhiễm môi trường. Trong tự nhiên, khí SO2 được sinh ra do các nhiên liệu hóa thạch (than khí đốt) bị đốt cháy. Tuy là một chất gây hại nhưng các nhà hóa học cũng tìm ra được một số ứng dụng có ích cho cuộc sống con người. Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu chi tiết về khí trong bài viết này.
Khí SO2 hay khí sunfurơ là loại khí gì
Lưu huỳnh đioxit có công thức hóa học SO2 hay còn có tên gọi anhidrit sunfurơ. Sản phẩm chính có được khi đốt cháy lưu huỳnh. Trong tự nhiên, khí sinh ra khi các nhiên liệu hóa thạch như dầu, than,… bị đốt cháy. Hay trong công nghiệp, các quặng nhôm, đồng, chì, kẽm, sắt,… bị đốt nóng cũng sinh ra SO2.
Con người cũng thở ra khí SO2 nhưng với lượng rất nhỏ. Ở những nơi ô nhiễm có lượng khí này lớn, sức khỏe con người bị ảnh hưởng bởi đây là một loại khí độc. Nếu cần thiết, bình oxy kèm theo tránh ngạt thở và gây nguy hiểm đến tính mạng.
Nguồn gốc hình thành khí Lưu huỳnh đioxit
Khí SO2 có nhiều trong không khí ô nhiễm nên việc hình thành cũng đặc biệt hơn. Khí thải công nghiệp hay các hoạt động tự nhiên đều sản xuất nhiều khí SO2. Dưới đây, người đọc sẽ tham khảo hai nguồn lưu huỳnh đioxit lớn nhất hiện nay.
Hoạt động tự nhiên
Khi núi lửa phun nham thạch và khói bụi rất giàu sunfua. Hoặc các quá trình phân hủy xác động vật chết trong thiên nhiên cũng thải nhiều chất khí, các phản ứng hóa học tự nhiên giúp khí nitrit, sunfua,… hình thành. Từ đó, môi trường bị ô nhiễm thải ra hỗn hợp khí có chứa nhiều khí sunfurơ.
Hoạt động sản xuất công nghiệp
Trong sản xuất công nghiệp thải nhiều khí độc hại gây ô nhiễm môi trường và có khí SO2. Nguồn khí thải này chủ yếu từ các:
- Trung tâm nhiệt điện
- Lò nung
- Lò hơi khí đốt khí dầu, than
- Khí đốt chứa lưu huỳnh hay hợp chất chứa lưu huỳnh
Ngoài ra, các công đoạn sản xuất hóa chất , luyện kim cũng thải vào bầu khí quyển một lượng khí SO2 đáng kể. Tổng số than tiêu thụ trên toàn thế giới là 2 tỷ tấn đá các loại và 1 tỷ tấn dầu mỏ. Thành phần lưu huỳnh trong nhiên liệu chiếm 1% thì lượng Lưu huỳnh đioxit thải vào khí quyển lên đến 60 triệu tấn/năm.
Tính chất vật lý sunfurơ và chất có mùi gì?
Khí sunfurơ – SO2 là chất khí không màu, mùi hắc và nặng hơn không khí. Đây là khí độc có nhiều ở những nơi bị ô nhiễm môi trường. Khí khi tan trong nước tạo thành dung dịch axit yếu H2SO3 không hoạt động nhiều và ít phản ứng.
Những tính chất vật lý đặc trưng khác của loại khí này như sau:
- Điểm nóng chảy ở – 72.4 độ C
- Điểm sôi là – 10 độ C
- Khí SO2 có tính khử mạnh
Ngoài ra chất này khi thổi vào nước vôi trong sẽ bị vẩn đục và có khả năng làm mất màu dung dịch brom, cánh hoa màu hồng. Một số tính chất đặc trưng có thể dùng để nhận biết loại khí độc này thay vì ngửi mùi hắc độc hại của nó.
Tính chất hoá học của khí SO2 – sunfurơ
SO2 cũng có một số tính chất hoá học đặc trưng bao gồm:
- Lưu huỳnh đioxit bị oxi hóa chậm trong không khí tạo thành SO3 trong khí quyển do quá trình quang hợp hay có một chất làm xúc tác.
- Khi tan trong nước tạo axit yếu H2SO3:
SO2 + H2O -> H2SO3
- Tác dụng với dung dịch kiềm tạo muối sunfit hoặc hidrosunfit hay cả hai loại muối tuỳ thuộc vào tỉ lệ hai chất tham gia phản ứng:
SO2 + NaOH -> NaHSO3
SO2 + 2NaOH -> Na2SO3 + H2O
- Sunfurơ đóng vai trò vừa là chất khử vừa là chất oxi hóa.
Chất khử
SO2 phản ứng được với chất oxi hóa mạnh:
2SO2 + O2 -> 2SO3 (450 độ C, V2O5)
Cl2 + SO2 + 2H2O -> H2SO4 + 2HCl
Dung dịch nước Brom bị mất màu
SO2 + Br2 + 2H2O -> 2HBr + H2SO4
Dung dịch thuốc tím bị mất màu
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O -> K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
Chất oxy hóa mạnh
Thể hiện tính oxi hóa mạnh khi tác dụng với chất khử mạnh
SO2 + 2H2S -> 3S + 2H2O
SO2 + 2Mg -> S + 2MgO
Một số tính chất hóa học phổ biến của SO2 được nêu trên. Các nhà hóa học sẽ dựa vào đây để nghiên cứu và áp dụng ứng dụng trong thực tiễn. Khí độc hại đôi khi cần phải có sự hướng dẫn, thầy cô thì học sinh mới được phép làm thí nghiệm.
Điều chế lưu huỳnh đioxit cụ thể ra sao?
Khí SO2 là khí độc nên chủ yếu được điều chế trong phòng thí nghiệm. Phương trình điều chế như sau:
SO2 + H2O -> H2SO3
Khi tan trong nước, SO2 tạo axit yếu H2SO3 nhưng vẫn mạnh hơn axit sunfuhidric. Axit này không bền và thường bị phân hủy trong dung dịch thành SO2 và H2O. Mặc khác Lưu huỳnh đioxit tác dụng với dung dịch kiềm tạo ra hai muối:
- Muối trung hòa Na2SO3 chứa ion SO3
- Muối axit NaHSO3 chứa ion HSO3
Trong hợp chất SO2, lưu huỳnh có số oxi hoá là +4 và là số oxi hoá trung gian giữa -2 với +6. Chính vì vậy, khí tham gia phản ứng oxi hóa khử lưu huỳnh đioxit sẽ bị khử hay bị oxi hóa tùy theo chất tham gia phản ứng.
Tác hại của SO2 – lưu huỳnh đioxit ra sao?
Như đã nói, SO2 là khí độc gây hại đến sức khỏe con người và môi trường. Chúng ta sẽ cùng điểm qua chi tiết để có ý thức hơn trong việc bảo vệ mình nhé!
Sức khỏe con người sẽ nguy hiểm khi hít phải khí SO2
Khí SO2 xâm nhập vào cơ thể người theo từng công đoạn: Hít thở và hòa tan trong nước bọt, axit yếu H2SO3 hình thành xâm nhập qua đường tiêu hóa và ngấm vào máu. Ngoài ra, SO2 còn có khả năng kết hợp với bụi bẩn và các hạt nước nhỏ tạo thành axit mạnh H2SO4 nhỏ li ti, xâm nhập qua phổi vào bạch huyết.
Trong máu, SO2 thuận lợi tham gia nhiều phản ứng hóa học để làm giảm lượng kiềm trong cơ thể dẫn đến:
- Chuyển hoá protein và đường bị rối loạn
- Gây thiếu vitamin B, C
- Gây tắc nghẽn mạch máu
- Khả năng vận chuyển oxy hồng cầu bị giảm sút và từ đó gây co hẹp dây thanh quản dẫn đến ngạt thở.
Thực tế, khí SO2 tồn tại rất nhiều trong môi trường. Dù bạn tự tin mình sống trong môi trường sạch sẽ, không khí trong lành cũng đang hít một lượng nhỏ khí độc. Lâu dần, sức khỏe sẽ có vấn đề và cần thăm khám y tế.
Nghiêm trọng hơn, những lao động trong các khu chế xuất. Họ phải mưu sinh vì vấn đề tài chính mà quên bảo vệ bản thân. Do đó, những người chủ doanh nghiệp đừng quá chú trọng lợi nhuận mà hãy tìm cách tạo môi trường làm việc lành mạnh cho mọi người. Có như vậy, doanh nghiệp mới tồn tại vững mạnh.
Tác hại của khí SO2 đến môi trường sống
SO2 xâm nhập bầu khí quyển là nguyên nhân chính tạo nên những cơn mưa axit. Mưa axit làm chết nhiều cây cối, bào mòn kiến trúc được xây dựng bằng kim loại và đá, đất đai trồng trọt biến thành những vùng hoang mạc.
Trong các khu công nghiệp, khí độc mùi hắc khá dày đặc. Những người làm việc trong môi trường khí độc lâu ngày sẽ bị suy kiệt sức khỏe. Vì vậy, doanh nghiệp cần tìm hiểu và áp dụng cách giảm tải khí thải bảo vệ sức khỏe người lao động.
Mỗi nơi sản xuất cần có một khâu xử lý khí trước khi thải ra ngoài môi trường. Không khí trong lành, con người luôn khỏe mạnh thì làm việc cũng năng suất hơn. Hơn nửa, doanh nghiệp sẽ tránh được những đợt thanh tra kiểm soát khí thải.
Tìm hiểu ứng dụng của khí SO2 (lưu huỳnh đioxit) là gì?
Khí SO2 là khí độc nhưng con người vẫn có thể nghiên cứu và ứng dụng. Một số ứng dụng phổ biến của khí lưu huỳnh đioxit trong đời sống như:
- Sản xuất được axit sunfuric (H2SO4)
- Làm nguyên liệu tẩy trắng: Dung dịch đường, giấy, bột giấy,…
- Mứt quả sấy khô được bảo quản khi dùng khí sunfurơ
- Trong sản xuất rượu vang, lưu huỳnh đioxit có tác dụng chống oxy hóa và kháng khuẩn.
Một số lưu ý khi sử dụng lưu huỳnh đioxit (SO2)
Nhiều nhà máy, xí nghiệp trong quá trình sản xuất thải nhiều khí SO2 ra môi trường bên ngoài. Và gợi ý cách hấp thụ khí SO2 như sau:
Hấp thụ bằng dung dịch sữa vôi
Sữa vôi là một chất quen thuộc có công thức Ca(OH)2 rất hiệu quả khi dùng hấp thụ khí thải độc hại chứa lưu huỳnh đioxit. Các công đoạn làm như sau: Trộn và phun Ca(OH)2 lên tháp sấy khô và dùng khí thải thoát ra từ lò đốt làm chất cấp nhiệt. Hạt dung dịch sẽ khô dần trong khí thải, khí SO2 sẽ được hấp thụ và thu lại trong một thiết bị chuyên dụng.
Hấp thụ khí độc bằng dung dịch xút
Hiện nay, một số ứng dụng trong nước có thể dùng tháp phun kết hợp với đệm lọc khí lưu huỳnh đioxit bằng dung dịch xút (NaOH) thay vì sử dụng vôi (Ca(OH)2). Với dung dịch hấp thụ khí độc này, bạn có thể tránh được nhược điểm làm nghẹt hệ thống phun dung dịch và chỉ hấp thụ khí SO2. Tuy nhiên, nhược điểm của cách này lại tốn nhiều Xút và đòi hỏi khí thải phải làm nguội.
Hấp thụ khí độc bằng dung dịch soda
Soda cũng là dung dịch hấp thụ khí lưu huỳnh đioxit khá hiệu quả. Tùy từng trường hợp phù hợp sử dụng dung dịch nào, bạn có thể hấp thụ khí độc không mong muốn tránh gây hại cho bản thân và môi trường. Ngoài những cách trên cũng còn nhiều cách xử lý loại khí độc mùi hắc này do các nhà khoa học cung cấp.
Họ dựa trên các phương pháp hóa học, tính chất của khí độc cần loại bỏ. Bạn thấy cách nào phù hợp nhất để thải khí thì cần áp dụng ngay. Dù loại khí này trong một vài trường hợp có lợi nhưng phải do các nhà chuyên môn thực hiện mới hiệu quả.
Kết bài
Chúng ta đã được tìm hiểu khá chi tiết về khí SO2. Loại khí độc tồn tại rất nhiều trong môi trường. Nhât là thời đại công nghiệp hóa, các nhà máy và xí nghiệp mọc lên như nấm. Lượng khí độc thải ra môi trường ngày càng nhiều. Mỗi người cần chủ động tìm biện pháp phòng tránh giảm thiểu rủi ro đến thấp nhất khi hít phải khí độc. Bảo vệ mình và gia đình luôn khỏe mạnh là trách nhiệm của mỗi người!
