સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ [સલ્ફર (IV) ઑક્સાઇડ] : ગંધક(sulphur)નું ઑક્સિજન સાથેનું વાયુરૂપ સંયોજન. સૂત્ર SO2. વ્યાપારી દૃષ્ટિએ તેનું મોટા પાયા પર ઉત્પાદન ગંધકને હવામાં બાળીને અથવા પાયરાઇટ (FeS2) જેવા અયસ્કોના ભૂંજન (roasting) દ્વારા કરવામાં આવે છે.
S + O2 → SO2
4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2
સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના ઉત્પાદન માટે જોઈતો સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ આ રીતે મેળવવામાં આવે છે. પ્રયોગશાળામાં તે સલ્ફાઇટ અથવા બાઇસલ્ફાઇટની બિનઉપચાયક (non-oxidizing) ઍસિડ સાથેની પ્રક્રિયાથી મેળવવામાં આવે છે :
Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + SO2
NaHSO3 + HCl → NaCl + H2O + SO2
એન્હાઇડ્રાઇટ(CaSO4) ખનિજને કાર્બન સાથે 1200° સે. તાપમાને ગરમ કરીને પણ તે મેળવી શકાય છે :
2CaSO4 + C → 2CaO + CO2 + 2SO2
ગુણધર્મો : સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ રંગવિહીન, તીવ્ર વાસવાળો, ગૂંગળામણ ઉપજાવે તેવો ઝેરી, ભારે વાયુ છે. તેનું સરળતાથી પ્રવાહીકરણ થઈ શકે છે. તેનું ઘન સ્વરૂપ શ્વેત હોય છે. તે દહનશીલ કે દહનપોષક નથી. પાણી, આલ્કોહૉલ અને ઇથરમાં દ્રાવ્ય છે. તેના કેટલાક ભૌતિક અને આણ્વિક ગુણધર્મો સારણી 1માં આપ્યા છે.
સારણી 1 : સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડના આણ્વિક અને ભૌતિક ગુણધર્મો
| ગુણધર્મ | મૂલ્ય |
| ગલનબિંદુ (0° સે.) | –75.5 |
| ઉત્કલનબિંદુ (0° સે.) | –10.0 |
| ક્રાંતિક (critical) તાપમાન (0° સે.) | 152.5 |
| ક્રાંતિક દબાણ (વાતાવરણ) | 72.7 |
| ઘનતા (-10° સે.) (ગ્રા. ઘ.સેમી.–1) | 1.46 |
| શ્યાનતા (0° સે.) (સેન્ટિપોઇઝ) | 0.403 |
| પરાવૈદ્યુતાંક (0° સે.) | 15.4 |
| કોણ, 0-S-0 | 110° |
| બંધ-લંબાઈ (S-0), (નેમી.) | 0.143 |
વાયુરૂપ SO2 પાણીમાં સહેલાઈથી દ્રાવ્ય થઈ સલ્ફ્યુરસ ઍસિડ (H2SO3) ઉત્પન્ન કરે છે.
SO2 + H2O ↔ H2SO3
પાણી સાથે તે થોડા પ્રમાણમાં નીચે પ્રમાણે પ્રક્રિયા કરી હાઇડ્રોજન ઉત્પન્ન કરતો હોવાથી તે અપચાયક તરીકે વર્તે છે :
SO2 + 2H2O ↔ H2SO4 + 2H
આ ગુણને લીધે તે વિરંજક (bleaching agent) તરીકે કામ આપે છે. જોકે આ રીતે વિરંજિત કરેલી વસ્તુઓ હવાના સંપર્કમાં આવતાં ફરીથી રંગ ધારણ કરે છે. આમ SO2 દ્વારા થતું વિરંજન કાયમી હોતું નથી.
SO2ની સૌથી વધુ અગત્યની રાસાયણિક પ્રક્રિયા એ તેના ઉપચયનની છે, જેના દ્વારા સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ મેળવી શકાય છે.
SO2 + ½ O2 ↔ SO3, ΔH° = –95.6 કિ.જૂ. /મોલ
સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન માટે SO2 અને હવાના મિશ્રણને પ્લૅટિનમ ગૉઝ (gauze), અથવા કિસલગુર (kiesalguhr) ઉપર ટેકવેલા V2O5 / K2O સંસ્પર્શ-ઉદ્દીપક (contact calalyst)નો ઉપયોગ થાય છે.
તેના ઘણા ગુણધર્મો પાણીના જેવા છે. નીચા તાપમાને SO2 ધાતુઓના ફ્લોરાઇડ, આયોડાઇડ અને થાયૉસાયનેટ સાથે દ્રાવક-યોજિતો (solvates) બનાવે છે. (દા.ત., NaI·4SO2). પ્રવાહી SO2 પાણી સાથે અંશત: મિશ્ર થાય છે અને સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટ (દા.ત., SO2·H2O) બનાવે છે; જ્યારે બેન્ઝિનમાં તે સંપૂર્ણપણે મિશ્ર થાય છે. પ્રવાહી SO2 અપચાયક નહિ હોવાથી હેલોજનીકરણ જેવી ઉપચયન-પ્રક્રિયાઓ તેમાં થઈ શકે છે, જે ધાતુ-આયનોના હાઇડ્રૉક્સાઇડ પાણીમાં ઉભયધર્મી ગુણ દર્શાવે છે તેમના સલ્ફાઇટ પ્રવાહી SO2માં ઉભયધર્મી ગુણધર્મ દર્શાવે છે.
સામાન્ય રીતે સલ્ફર ડાયૉક્સાઇડ અપચાયક તરીકે વર્તે છે. પોટૅશિયમ પરમૅન્ગેનેટ કે પોટૅશિયમ ડાઇક્રોમેટના ઍસિડી દ્રાવણમાં તથા ફેરિક ક્ષારના દ્રાવણમાં SO2 પસાર કરવાથી નીચે પ્રમાણેની અપચયન-પ્રક્રિયાઓ થાય છે :
2KMnO4 + 5 SO2 + 2H2O → K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4
K2Cr2O7 + H2SO4 + 3SO2 → K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O
FeCl3 + 2H2O + SO2 → 2FeCl2 + 2HCl + H2SO4
હૅલોજન તત્ત્વોના જલીય દ્રાવણમાં આ વાયુ પસાર કરવાથી હાઇડ્રોહેલોજન ઍસિડ બને છે :
SO2 + 2H2O + X2 → 2HX + H2SO4
(X = Cl, Br, I)
SO2 કેટલીક વાર ઉપચાયક તરીકે પણ વર્તે છે; દા.ત., હાઇડ્રોજન સલ્ફાઇડ (H2S)માંથી તે ગંધક (S) છૂટો પાડે છે :
SO2 + 2H2S → 2H2O + 3S
1000° સે. તાપમાને તે હાઇડ્રોજન અને કાર્બન મૉનૉક્સાઇડનું ઉપચયન કરી શકે છે :
SO2 + 2H2 → S + 2H2O
SO2 + 2CO → S + 2CO2
છેલ્લા બે-ત્રણ દાયકાઓ દરમિયાન SO2ના સવર્ગ રસાયણ (coordination chemistry)નો વિસ્તૃત અભ્યાસ થયેલો છે અને લગભગ 9 (નવ) જેટલી વિભિન્ન આબંધક (bonding) રીતો (modes) જોવા મળી છે.
ઉપયોગો : SO2નો સૌથી વધુ ઉપયોગ સલ્ફ્યુરિક ઍસિડના ઉત્પાદનમાં થાય છે. આ ઉપરાંત સલ્ફાઇટ અને બાઇસલ્ફાઇટ ક્ષારોની બનાવટમાં તથા રેશમ, ઊન, કાગળ, તેલ ને સ્ટાર્ચ વગેરેના વિરંજન માટે પણ તે વપરાય છે. તેનું સહેલાઈથી પ્રવાહીકરણ થઈ શકતું હોવાથી તે પ્રશીતક (refrigerant) તરીકે ઉપયોગી છે. તેના રોગાણુનાશક ગુણને કારણે તે જંતુનાશક તરીકે વપરાય છે. આમ તે ધૂમક (fumigant) તરીકે તેમજ ખાદ્યચીજોના પરિરક્ષણ (preservation) માટે ઉપયોગી છે.
પેટ્રોલિયમ નીપજોના પરિષ્કરણ(શોધન, refining)માં પણ તે ઉપયોગમાં લેવાય છે. પદાર્થને ક્લોરિનની માવજત આપ્યા બાદ રહી ગયેલા ક્લોરિનને દૂર કરવા તે પ્રતિક્લોર (antichlor) તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. કેટલીક વાર દ્રાવક તરીકે પણ તે વપરાય છે.
પ્ર. બે. પટેલ