亚硫酸

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引言

亚硫酸具有剧毒、腐蚀性和不可燃性，吸入过量会影响人体健康。如果酸接触皮肤，或吸入或摄入大量酸，则可能导致死亡。它会造成严重的皮肤烧伤，如果进入眼睛还会影响视力。亚硫酸还会释放刺激性、腐蚀性和有毒气体。

什么是亚硫酸？

亚硫酸是一种不稳定且弱的酸，它是二氧化硫溶于水后生成的。亚硫酸的化学式为“$\mathrm{H_{2}SO_{3}}$”，分子量约为“82.07 g/mol”。该酸的酸度为中性，因为它的酸性不是很强也不是很弱。“$\mathrm{H_{2}SO_{3}}$”是一种无色液体，具有强烈的刺鼻气味。

图1 - 亚硫酸的结构

该酸通常用作消毒剂、还原剂和造纸产品的生产。从“$\mathrm{SO_{2}}$溶液的拉曼光谱”可以看出，亚硫酸的信号强度与平衡一致。这种现象可以用下面提到的反应来表示。

$$\mathrm{“SO_{2}\:+\:H_{2}O\:\leftrightarrows\:H_{2}SO-_{3}\:+\:H^{+}"\:,\:其中\:"K_{a}\:=\:1.54\times\:10^{-2}"\:和\:"pK_{a}\:=\:1.81"}$$.

亚硫酸是二元酸，因为它倾向于产生“2个质子(H+)/分子”。该酸溶于水并释放一定量的热能，因为它对金属和组织具有腐蚀性。

亚硫酸的性质

亚硫酸的化学和物理性质列在下面。

亚硫酸的性质
“化学式”	$\mathrm{“H_{2}SO_{3}”}$
“氢键供体数”	“2”
“分子量”	“82.07 g/mol”
“沸点”	“-60°C”
“密度”	“1.03 g/cm3 (20°C)”
“熔点”	“10°C”
“氢键受体数”	“4”
“单同位素质量”	“81.97 g/mol”
“蒸汽压”	“约21°C时为1740 kPa”
“溶解度”	“易溶于水”
亚硫酸的用途	该酸广泛用作消毒剂、还原剂和温和的漂白剂。

表1：亚硫酸的性质

$\mathrm{“H_{2}SO_{3}"}$的一些常见化学性质如下所示。

• 亚硫酸的共轭碱包括“亚硫酸氢根（或亚硫酸氢根）和亚硫酸根离子”。亚硫酸常见阴离子的主要例子是“$\mathrm{HSO_{3}}$和$\mathrm{SO_{2}^{-3}}$”。

• 根据“17O核磁共振（核磁共振）波谱”的实验，人们已经了解到，“亚硫酸和质子化亚硫酸盐”的溶液由“异构体的组合”组成。异构体通常彼此处于“动态平衡”状态。

• 该酸在形成时本质上是不稳定的，并分解成各个部分。这种现象可以用反应表示为：

$$\mathrm{“H_{2}SO_{3}(aq)\:\rightarrow\:H_{2}O(I)\:+\:SO_{2}(g)"}$$

• 当该酸以较高的速率吸收氧原子时，它可以转化为“硫酸或硫酸盐”。

亚硫酸的制备

各种方法都突出了亚硫酸的形成，如下所述。

• “二氧化硫的水溶液”可以确定为亚硫酸，其制备方法是将硫溶解在水中。这可以用反应表示为：

$$\mathrm{“SO_{2}\:+\:H_{2}O\:\longleftrightarrow\:H_{2}SO_{3}"}$$

• 另一种制备“H2SO3”的方法是衍生“二氧化硫和亚硫酸氢钠盐”。然后将这些化合物引入“二氧化硫的水溶液”中形成亚硫酸，可以用反应表示为：

$$\mathrm{“Na_{2}SO_{3}\:+\:H_{2}O\:+\:SO_{2}\:\rightarrow\:2NaHSO_{3}"}$$

亚硫酸的用途

“$\mathrm{H_{2}SO_{3}}$”的主要用途或应用如下所示。

• 亚硫酸通常用作漂白剂和还原剂。

• 该酸在世界各地的许多化工行业中被广泛用作中间体。

• “$\mathrm{H_{2}SO_{3}}$”用作住宅和医疗部门的杀虫剂和消毒剂。

• 亚硫酸还有助于造纸产品的生产。

亚硫酸的影响

“$\mathrm{H_{2}SO_{3}}$”具有剧毒和腐蚀性，会以各种形式影响人类健康。该酸会造成严重的皮肤烧伤和眼睛损伤，可能导致“视力丧失”。过量“吸入和摄入”这种酸会导致刺激和疾病，例如“伴有痰的支气管炎、咳嗽、呼吸急促、呼吸道、心脏和肺部疾病”。为了防止危害，“$\mathrm{H_{2}SO_{3}}$”应储存在“+15°C至+25°C”的温度下，否则它会通过释放“有毒、刺激性和腐蚀性气体”来影响人体健康。

结论

亚硫酸还可以用其他名称识别，例如“二氧化硫溶液、二氢三氧化硫或三氧化硫酸”。该酸通常在“二氧化硫$\mathrm{(SO_{2})}$形成酸雨”的过程中作为中间体发挥作用。三氧化硫酸被确定为油状液体，外观清澈，具有“强烈燃烧的硫磺气味”。该酸对“组织和金属”具有很强的腐蚀性，密度为“1.03 g/cm3 (20°C)”。它还可以被称为“硫氧酸、磺酸互变异构体和亚硫酸氢根的共轭酸”。

常见问题

1. 亚硫酸的制备过程是什么？

亚硫酸作为酸雨的中间体形成，可以在实验室中自然和人工地产生。当大气中的“二氧化硫与水分结合”时，它就会形成。

2. 亚硫酸的主要健康危害是什么？

亚硫酸严重影响繁殖过程，如果“吸入或摄入”量较大。该酸还会刺激肺部和呼吸道，导致“伴有痰的支气管炎、咳嗽和呼吸急促”等疾病。

3. 如何判断亚硫酸是“强酸还是弱酸”？

亚硫酸$\mathrm{(H_{2}SO_{3})}$被认为是弱酸，不像“硫酸$\mathrm{H_{2}SO_{4}}$”，因为它在水溶液中不会完全解离成“$\mathrm{H+\:(H_{2}O+)}$和亚硫酸氢根离子”。这种现象意味着，当存在水基时，亚硫酸氢根离子在质子维持方面相当强。