概述
二氧化硫(sulfur dioxide,$\text{SO}_2$)是硫的最常见含氧化合物之一,无色、具有强烈刺激性气味的有毒气体。分子为角形结构,键角约 119°,硫原子化合价为 +4,处于中间氧化态,因此 $\text{SO}_2$ 既可作氧化剂,也可作还原剂——这是理解其化学行为的关键。
化学性质
$\text{SO}_2$ 溶于水生成亚硫酸($\text{H}_2\text{SO}_3$),是一种中强酸:
$\text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}_2\text{SO}_3$
作为还原剂时,$\text{SO}_2$ 被氧化为硫酸盐($\text{SO}_4^{2-}$),化合价从 +4 升至 +6。这一[[氧化还原反应]]在大气中由 $\text{O}_3$ 或催化剂促进,是酸雨形成的核心机制。作为氧化剂时,$\text{SO}_2$ 可将 $\text{H}_2\text{S}$ 氧化:
$\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{S} \to 3\text{S} + 2\text{H}_2\text{O}$
生物学影响
$\text{SO}_2$ 对水生生物毒性显著。在酸雨影响下,水体 [[pH]] 下降,溶解态铝离子增加,损伤鱼鳃上皮。此外,亚硫酸根可抑制酶活性,干扰鱼体内的[[0. 氧化磷酸化]]过程。在水族管理中,需关注水源地的大气硫沉降对水质 [[pH]] 和硫酸盐浓度的影响。
参考资料
• 人教版九年级化学(上册)
• Seinfeld & Pandis, *Atmospheric Chemistry and Physics*