Atomy tworzące cząsteczkę S02

Dwutlenek siarki powstaje z wydzieleniem znacznych ilości ciepła, jest więc związkiem odpornym na działanie wysokich temperatur. Aczkolwiek tlen jest w nim dość mocno związany z siarką, jednakże działaniem substancji o dużym powinowactwie do tlenu SO2 daje się zredukować z powrotem na siarkę, działa więc jako środek utleniający. Utlenia np. wodór in statu nascendi magnez metaliczny, zapalony i wprowadzony do dwutlenku siarki, pali się dalej, węgiel natomiast, wykazujący mniejsze powinowactwo do tlenu — gaśnie. Z siarkowodorem dwutlenek siarki reaguje w ten sposób: że powstaje siarka i woda: – 2HsS + 902 = 2n20 + 3S.

Według Goehringa tworzą się przy tym pośrednio tlenki siarki o wzorze ogólnym S„02 (n = 8—16). Reakcja ta nie zachodzi, gdy działają na siebie gazy zupełnie suche. Dopiero obecność niewielkich ilości wody katalitycznie przyśpiesza reakcję.

Jako pośredni stopień utleniania siarki dwutlenek siarki znacznie częściej przejawia własności redukujące, sam ulegając utlenieniu na trójtlenek lub kwas siarkowy. W tym sensie reaguje on z tlenem z powietrza, jednakże z dostrzegalną szybkością dopiero w wyższej temperaturze i w obecności katalizatorów. Utleniają go również wolne chlorowce, nadmanganian potasowy, kwas chromowy, kwas azotowy i in.

Siarka w dwutlenku występuje w czwartym stopniu utlenienia. Dla przedstawienia jego struktury na podstawie teorii elektronowej konieczne są dwa wzory równorzędne (mezomeria, § 92):

Atomy tworzące cząsteczkę S02 nie leżą na jednej prostej. Odległość S—O wynosi 1,43 A, a proste łączące atom siarki z obu atomami tlenu tworzą ze sobą kąt około 120°. Niesymetrycznej budowie cząsteczki S02 odpowiada moment dipolowy 1,60 D. W związku z tym dwutlenek siarki ma dość znaczną stałą dielektryczną (13,8 w 15°C).

Zastąpienie kwantykuly (e)2 przez trzeci jon O2- prowadzi do wzoru II, odpowiadającego monomerycznej cząsteczce S03 (§ 150). Zarówno kąt O—S—O, jak i odległość S—O nie ulegają przy tym większym zmianom. Natomiast utworzenie anionu SO2-, o symetrii tetraedrycznej, przez przyłączenie czwartego jonu Oz- powoduje powiększenie tej odległości z 1,43 do 1,50 A wskutek silniejszego wzajemnego odpychania się anionów tlenowych (§ 152). Większość wytwarzanego w przemyśle dwutlenku siarki przerabia się natychmiast na kwas siarkawy (§ 150 i 151).