平凡社 世界大百科事典

二酸化硫黄

化学式SO2。俗に亜硫酸ガス,無水亜硫酸と呼ばれる。硫黄あるいは硫黄化合物を燃焼させると生ずるが,実験室では亜硫酸ナトリウムまたは亜硫酸水素ナトリウム水溶液に強酸を加えて発生させる。

 Na2SO3+H2SO4─→Na2SO4+SO2+H2O

液化したものをボンベに充てんして市販される。

性質

自燃性も助燃性もない無色,刺激臭のある気体。融点-75.5℃,沸点-10℃。水に対する溶解度22.8g/100ml(0℃),4.5g/100ml(50℃)。水溶液は亜硫酸を生ずるため酸性を呈する。メチルアルコール,エチルアルコール,エーテル,クロロホルム,硫酸,酢酸に溶ける。気体分子の構造は,二等辺三角形の折線形でS-Oの結合間隔1.432Å,結合角∠OSO=119.5°。この分子構造は-180℃における結晶中でも保たれる。共有性の強い無機化合物や多くの有機化合物をよく溶かし,非水溶媒としても重要である。酸化作用と還元作用を示す。

 SO2+2H2S─→3S+2H2O

             (酸化作用)

 2KMnO4+5SO2+2H2O─→K2SO4+2MnSO4+2H2SO4

             (還元作用)

 二酸化硫黄は有毒であり,環境基準の設定されている代表的大気汚染物質である。大気中に排出されたSO2は浮遊粒子と共存すれば表面の水膜中で酸化されて硫酸ミストとなり,SO2単独よりもはるかに大きな毒性をもつことになる。環境基準は1日平均0.04ppm,1時間平均0.1ppm以下とされている。硫黄酸化物は各地域ごとに厳しく規制されており,労働衛生における許容濃度は5ppmである。

 黄鉄鉱,黄銅鉱,セン亜鉛鉱などの硫化物鉱石を焙焼(ばいしよう)して生ずる製錬排ガス中には2~12%の二酸化硫黄が含まれる。たとえば黄鉄鉱の場合,

 FeS2─→FeS1+x+1/2(1-x)S2

で,xは温度によって異なる値をとるが,900℃辺りではx=0となる。遊離した硫黄とFeS1+xが酸素と反応してSO2とFe2O3を生ずる。このときFe2O3が触媒となって,生成したSO2の2~10%は三酸化硫黄に酸化され,硫酸ミスト発生の原因となる。重油には2%程度の硫黄が含まれるので,これを燃料としているボイラーの排煙中にも1000~2000ppmの濃度のSO2が含まれる。環境保全と硫黄の有効利用の立場から,これらの排ガスからSO2の除去,回収が行われている。SO2は大気汚染による人間の呼吸器に対する直接的被害だけでなく,最近大都市周辺地域に降る排ガス処理

用途

硫酸の原料として重要である。種々の方法で得たSO2を触媒により三酸化硫黄SO3とし,これを希硫酸に吸収させて濃硫酸あるいは発煙硫酸が製造されている。また酸化作用を利用して,紙パルプ,木材,繊維,食品,油脂などの漂白に使用される。

漆山 秋雄