Dioxyde de soufre

Dioxyde de soufre
Général
Synonymes	Oxyde sulfureux Anhydride sulfureux Oxyde de soufre
N CAS	7446-09-5
N EINECS	231-195-2
N E	E220
FEMA	3039
SMILES
InChI
Apparence	gaz incolore ou gaz comprimé liquéfié, d'odeur âcre.
Propriétés chimiques
Formule brute	O2SSO2
Masse molaire	64,064 ± 0,006 g·mol
Moment dipolaire	1,63305 D
Diamètre moléculaire	0,382 nm
Propriétés physiques
T° fusion	-75,5 °C
T° ébullition	-10 °C
Solubilité	dans l'eau à 25 °C : 85 ml·l
Masse volumique	1,354 g·cm à -30 °C 1,434 g·cm à 0 °C 1,25 g·ml à 25 °C 2.26 à 21 °C par rapport à l'air
T° d’auto-inflammation	ininflammable
Point d’éclair	ininflammable
Limites d’explosivité dans l’air	non-explosif
Pression de vapeur saturante	-10 °C : 1,013 bar 20 °C : 3,3 bar 40 °C : 4,4 bar
Point critique	78,9 bar, 157,45 °C
Thermochimie
S	248,21 J/mol·K
ΔH	-296,84 kJ·mol
ΔH°	24,94 kJ·mol (1 atm, -10,05 °C); 22,92 kJ·mol (1 atm, 25 °C)
Cp
Propriétés électroniques
1 énergie d'ionisation	12,349 ± 0,001 eV (gaz)
Propriétés optiques
Indice de réfraction	${\text{n}}_D^{25}$ 1,357
Précautions
Directive 67/548/EEC

T

NFPA 704
0 3 0
SIMDUT
A, D1A, E,
SGH
Danger H314, H331,
Classification du CIRC
Groupe 3 : Inclassable quant à sa cancérogénicité pour l'Homme
Inhalation	Très toxique, mort, produit de l'acide sulfureux dans les poumons.
Peau	Dangereux, corrosif, formation d'acide au contact de surfaces humides.
Yeux	Dangereux, corrosif, formation d'acide au contact de surfaces humides.
Ingestion	Toxicité relativement faible, effets à long terme inconnus.
Écotoxicologie
CL	3 000 ppm pendant 30 minutes (souris, inhalation)
Seuil de l’odorat	bas : 0,33 ppm haut : 5 ppm
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le dioxyde de soufre (ou anhydride sulfureux) est un composé chimique constitué de deux atomes d'oxygène et d'un atome de soufre. Sa formule brute est SO₂. Le SO₂ est un gaz dense, incolore et toxique, son inhalation est fortement irritante. Le dioxyde de soufre est utilisé comme désinfectant, antiseptique et antibactérien ainsi que comme gaz réfrigérant, agent de blanchiment et comme conservateur de produits alimentaires, notamment pour les fruits secs, dans la production de boissons alcoolisées et plus spécialement en œnologie et dans la fabrication du vin.

• Combustion du soufre

S₈ + 8 O₂ → 8 SO₂

• Combustion de sulfure d'hydrogène ou de composés organosulfurés

2 H₂S(g) + 3 O₂(g) → 2 H₂O(g) + 2 SO₂(g)

• Grillage des minéraux sulfurés comme la pyrite, la sphalérite ou le cinabre

4 FeS₂(s) + 11 O₂(g) → 2 Fe₂O₃(s) + 8 SO₂(g)

2 ZnS(s) + 3 O₂(g) → 2 ZnO(s) + 2 SO₂(g)

HgS(s) + O₂(g) → Hg(g) + SO₂(g)

• Produit résiduel de la fabrication du ciment : CaSiO₃ et CaSO₄ sont chauffés avec du coke et du sable

2 CaSO₄(s) + 2SiO₂(s) + C(s) → 2 CaSiO₃(s) + 2 SO₂(g) + CO₂(g)

• Acide sulfurique chaud sur de la limaille de cuivre

Cu(s) + 2H₂SO₄(aq) → CuSO₄(aq) + SO₂(g) + 2H₂O(l)

• Dans le vin , la réaction globale est la suivante :

SO2 total= SO2 libre+ SO2 combiné

Le dioxyde de soufre est un acide bifonctionnel et se divise en 3 fractions selon la réaction suivante :

H₂O+ SO₂ ↔ H+ +HSO ↔ 2H+SO₃

Ces fractions dépendent de constantes thermodynamiques et du pH du vin.

Pression de vapeur saturante :

Dans l'industrie, le dioxyde de soufre sert surtout pour la production d'acide sulfurique. L'acide sulfurique possède d'innombrables applications et est le produit chimique le plus utilisé. Le dioxyde de soufre est obtenu par combustion de soufre ou de pyrites, puis transformé en trioxyde de soufre (SO₃) très pur par oxydation avec de l'air, catalysée par le platine ou du pentoxyde de vanadium. Le SO₃ ainsi obtenu permet la fabrication directe d'acide sulfurique très concentré par simple hydratation.

La pollution atmosphérique en dioxyde de soufre issue de l'industrie provient principalement de la consommation de combustibles fossiles. En effet, du soufre est naturellement contenu dans ces combustibles, et leur combustion génère du SO₂. Il peut aussi provenir de l'industrie métallurgique, des procédés de fabrication d'acide sulfurique, de la conversion de la pulpe de bois en papier, de l'incinération des ordures et de la production de soufre élémentaire.

La combustion du charbon est la source synthétique la plus importante et représente environ 50 % des émissions globales annuelles. Celle du pétrole représente encore 25 à 30 %.

Les rejets industriels de dioxyde de soufre peuvent être réduits grâce à la mise en place de procédés de désulfuration.

Le SO₂ est produit par les volcans et divers procédés industriels. La houille de mauvaise qualité et le pétrole contiennent des composés de soufre et génèrent du dioxyde de soufre lors de leur combustion.

Le dioxyde de soufre peut jouer un rôle refroidissant pour la planète, car il sert de noyau de nucléation à des aérosols dont l'albédo est assez élevé, c’est-à-dire réfléchissant les rayons du soleil sans les absorber. Pour certains scientifiques, une solution pour enrayer le réchauffement climatique global serait de « climatiser » la planète avec du dioxyde de soufre. Mais cela pourrait aussi avoir des conséquences dramatiques, car lorsqu'il se combine avec l'eau et l'oxygène atmosphérique, le dioxyde de soufre et avec le dioxyde d'azote est l'une des principales causes des pluies acides, perturbant, voire détruisant des écosystèmes fragiles. De plus, le SO₂ entraine l'acidification des océans, ce qui met ainsi l'existence des planctons, animaux à coquille calcaires et récifs coralliens en péril. Les planctons produisent la moitié de l'oxygène terrestre, en tuant ces producteurs d'oxygène, on réduit considérablement la quantité d'oxygène sur Terre, un fait alarmant. La Chine est devenue le premier émetteur de dioxyde de soufre dans le monde.

Les vins blancs et rosés qui résultent de la fermentation sans la peau du raisin, contiennent des polyphénols qui réagissent avec l’oxygène et évitent ainsi leur oxydation.

Dans le vin, le dioxyde de soufre est présent sous forme libre hydratée : H₂SO₃ ou acide sulfureux, qui se combine au 2/3 des constituants du vin. Une partie de la portion libre assure le rôle de protecteur du vin. Cette portion est appelée SO₂ actif ou encore SO₂ moléculaire ou peut être sous forme combinée avec les aldéhydes (éthanal), les cétones (acide alpha-cétoglutarique) et certains sucres pour donner un composé stable.On parlera dans ce cas de SO₂ combiné Le corps formé par combinaison entre l’anhydride sulfureux et l’éthanal est l’acide aldéhyde-sulfureux ou acide éthanolsulfonique, qui est un acide fort, selon la réaction suivante :

CH₃CHO + NaH SO₃ → CH₃CHOH-O-SO₂Na

Le dioxyde de soufre inhibe ou arrête le développement des levures et bactéries, arrêtant ainsi la fermentation au moment voulu et assure une stérilisation du vin. En fait lors de la vinification, l'introduction de dioxyde de soufre permet de sélectionner les levures car celles nécessaires à la vinification sont plus résistantes au dioxyde de soufre que les autres levures présentes. c'est ainsi que des techniques seront mises en places pour doser le SO₂ pour assurer le contrôle analytique adéquat

Le dioxyde de soufre ou E220 provoquerait un danger pour la santé dans les cas suivant :

• lors de son inhalation ;
• lors de son ingestion ;
• lors du contact avec la peau et les muqueuses.

Il est largement utilisé dans l'agroalimentaire et l'agro-industrie et est principalement présent dans :

• les vins (presque tous les vins en contiennent)
• les vinaigres
• les fruits secs
• les viandes, les gelées utilisées en charcuterie, les bières et autres boissons fermentées.
• confiserie, confitures, fruits confits, gelées, marmelades...

Au cours de son ingestion, les organes présentant des activités sulfites oxydases les plus élevées sont plus susceptibles de le détoxiquer par voie urinaire. La persistance des dérivés du SO₂ peut être envisagée par un apport excessif. Pour l’utilisateur, les sulfites sont des nucléophiles très puissants qui ne donnent aucune toxicité aiguë mais peut provoquer de fortes ou sévères allergies. Il Détruit la vitamine B1 (ou thiamine) vers ph =6 , peut provoquer des irritations gastriques, à éviter chez les malades des reins. Ainsi, la DJA établie par l'OMS est de 0,7 mg/kg de poids par jour.

Dans la plupart des observations, les symptômes apparaissent quelques minutes après l’ingestion d’aliments contenant des sulfites. La pollution atmosphérique par le SO₂ jouerait aussi un rôle dans l’apparition de ces réactions d’intolérance. De plus, les sujets asthmatiques sont beaucoup plus sensibles que la moyenne des gens.

Il est mutagène quand il est associé avec les E200, E201, E202, E203,à très forte concentration in vitro ce qui est le cas pour certaines marques d'abricots secs par exemple mais par contre, aucun effet tératogène ou cancérigène n’est associé à son ingestion. La réglementation européenne oblige maintenant les producteurs à indiquer la mention « Contiennent des sulfites » s’il est à concentration de plus de 10 mg/l. Au Canada, La SAQ limite la concentration à 50 ppm l’anhydride sulfureux à l’état libre et à 300 ppm l’anhydride sulfureux à l’état combiné .

Dans le contexte actuel où le respect de l’environnement et les aliments à caractère biologiques sont de plus en plus prônés, les viticulteurs et même les consommateurs tendent à se tourner maintenant vers les vins biologiques dont les teneurs en SO₂ sont moindres mais pour lesquels l'utilisation du SO₂ reste autorisée. Il n’existe pas à proprement parler de vins biologiques mais la seule différence réside dans le respect de la terre, des cultures et l’utilisation du minimum d’intrants en œnologie. Notons que, comparativement aux autres pays du monde (le Canada, la Suisse ou les États-Unis), les règles d’incorporation du SO₂ au cours de la vinification sont beaucoup restrictives, voire même plus sévères en Europe.

Le tableau suivant montre les différences notables des concentrations de SO₂ total dans ces différents pays;