TRABAJO PRÁCTICO
ANHÍDRIDO SULFUROSO
Profesor: Damián Conti
Alumno: Esteban Lioy
Asignatura: Química 1
Año: 2016
Anhídrido sulfuroso
El anhídrido sulfuroso es un gas incoloro, de olor fuerte e irritante, que resulta de la combustión del azufre.
«la fórmula del anhídrido sulfuroso es SO2; los gases industriales son ricos en anhídrido sulfuroso»
Este gas es resultado de la combinación del oxígeno con un elemento no metálico.
El dióxido de azufre es un óxido cuya fórmula molecular es SO2. Es un gas incoloro con un característico olor asfixiante. Se trata de una sustancia reductora que, con el tiempo, el contacto con el aire y la humedad, se convierte en trióxido de azufre. La velocidad de esta reacción en condiciones normales es baja.
En agua se disuelve formando una disolución ácida. Puede ser concebido como el anhidruro de un hipotético ácido sulfuroso(H2SO3). Esto —en analogía a lo que pasa con el ácido carbónico— es inestable en disoluciones ácidas pero forma sales, los sulfitos y hidrogenosulfitos
El rf se r t el proceso de combustión del azufre y del Sulfuro de hidrógeno.
También puede obtenerse por el tostado de minerales sulfurados tales como la pirita(FeS), la wurtzita o la blenda (ambos ZnS) la galena (PbS) Calcantita (CuSO4) y el cinabrio (HgS).
La oxidación del dióxido de azufre a trióxido de azufre en presencia de oxígeno es una reacción que ocurre en forma espontánea muy lentamente debido a su alta energía de activación. Para acelerar la reacción se utilizan catalizadores como pentóxido de vanadio (V2O5) o platino que permiten la oxidación del gas a medida que se produce el contacto con el catalizador sólido. Antiguamente se utilizaba como catalizador una mezcla de óxidos de nitrógeno gaseosos. La oxidación mediada por catalizadores es utilizada en la fabricación industrial de ácido sulfúrico.
La oxidación del dióxido de azufre a trióxido de azufre puede producirse también por la reacción con ozono. La reacción ocurre en forma espontánea en las capas altas de la atmósfera. El trióxido de azufre al reaccionar con el agua presente en las nubes produce ácido sulfúrico, el cuál disminuye el pH del agua y precipita en forma de lluvia ácida.
La reacción del dióxido de azufre con hidróxido de sodio produce sulfito de sodio
La reducción del dióxido de azufre puede producirse en presencia de sodio como el ácido sulfhídrico, obteniéndose azufre elemental y agua.
Formas químicas del anhídrido sulfuroso
Cuando se realiza un agregado de anhídrido sulfuroso al mosto o vino se produce una hidratación del mismo que conlleva a la formación de ácido sulfuroso, el cual estará más o menos disociado en función del pH del medio; encontrándose las siguientes especies:
Anhídrido sulfuroso (SO2)
Bisulfito HSO3-
Sulfito SO3=
El anhídrido sulfuroso molecular (SO2): Es el principal responsable de la actividad microbiana. Es 20 veces más efectivo en la inhibición de levaduras y 500 veces más efectivo en la inhibición de bacterias, con respecto al bisulfito. Posee actividad antioxidante. Es el responsable del olor picante del anhídrido sulfuroso el cual es indeseable.
El bisulfito (HSO3-): Al pH del vino, es la forma predominante. Es el responsable de la inactivación de las polifenol oxidasas. Es indispensable para la activación antioxidásica del dióxido de azufre.
El sulfito (SO3-2): se encuentra en mínima presencia al pH del vino. Tiene poca influencia en el pH del mismo. Reacciona con el oxígeno y con el peróxido de hidrógeno. Tiene capacidad antioxidante
Anhídrido sulfuroso en la alimentación
Su uso está limitado en la industria alimentaria, ya que por encima de una cierta dosis de agregado altera las características gustativas del producto. También destruye la tiamina (vitamina B1), que es importante para la nutrición humana, por lo que no es recomendable su uso en alimentos que contengan una cantidad significativa de la misma, como lo es la carne. Su efecto sobre los alimentos es antioxidante, ya que inhibe el oscurecimiento de vegetales y crustáceos que es producido por ciertas enzimas propias de los alimentos. En algunos países se utiliza para conservar el aspecto fresco de vegetales y de carnes, pero esta última práctica se considera fraude ya que el comprador es engañado con la calidad real del producto.
Sin embargo, protege en cierto grado a la vitamina C, por lo cual es utilizado en la conservación de derivados de frutas (zumos); vinagre, sidra, mostos y vinos.
Aplicaciones del anhídrido sulfuroso
El dióxido de azufre tiene propiedades desinfectantes, por ello fue utilizado durante siglos en la desinfección por ejemplo de las cubas de vino quemando azufre en su interior. También se utiliza en la industria alimenticia como conservante y antioxidante (E220) generalmente de zumos, frutos secos, mermeladas, vino etc.
Es un intermedio en la fabricación del ácido sulfúrico. Por reacción con cloro produce cloruro de sulfuril (SO2Cl2), un importante intermedio en la industria química. Si se hace reaccionar con el cloro y compuestos orgánicos se pueden obtener en una reacción de clorosulfonación directa, los como precursores de detergentes y otras sustancias. En estado líquido es un buen disolvente.
Anhídrido sulfuroso en vinos
El anhídrido sulfuroso es uno de los conservantes tradicionalmente más utilizado en la industria alimentaria, si bien tiene más siglos de limitaciones y prohibiciones que otros. En el siglo XV se prohíbe su utilización en Colonia (Alemania) por sus efectos perjudiciales sobre los bebedores, ya que este se emplea en la conservación de sidra desde 1664
Una de las sustancias más importantes para la elaboración de vino, además de la uva, es el anhídrido sulfuroso. Este compuesto ya se utilizaba en la época de los romanos para proteger las plantas de la acción de hongos y arañas, convirtiéndolo en uno de los aditivos alimentarios más antiguos.
El anhídrido sulfuroso es un compuesto químico de azufre y oxígeno. Es el aditivo más ampliamente utilizado en vinificación, y también el más indispensable.
Mezclado con el vino en la cantidad adecuada, realiza funciones antioxidantes, antisépticas, desinfectantes y depuradoras del color, lo que convierte a esta molécula en una herramienta prácticamente imprescindible, no sólo en la elaboración de vinos, sino también en otros productos alimenticios. Sin la utilización del anhídrido sulfuroso los vinos que obtendríamos serían muy probablemente peores en color, aroma y con claras desviaciones microbiológicas
En la industria vitivinícola, durante el proceso de vinificación, se requiere el control de una serie de parámetros los cuales cumplen una función importante en el proceso de fermentación alcohólica y malo láctica, para asegurar que la actividad microbiológica sea desarrollada efectivamente por la población de microorganismos de interés. Por este motivo es que en la industria vinícola se hace uso del anhídrido sulfuroso como agente antioxidante, antioxidásico y antimicrobiano
La utilización de una dosis adecuada de anhídrido sulfuroso en vinos, permite que estos sean menos oxidados, de mejor color y aroma; y con una menor acidez volátil. Por el contrario, la adición de altas concentraciones de este compuesto al vino puede: alterar el aroma y el sabor del mismo; provocar la formación excesiva de sulfuro de hidrógeno y mercaptanos, generando aromas desagradables en el vino; y puede ser nocivo para la salud del consumidor. Es probable que la no utilización de este aditivo en elaboración de vinos produzca peores colores y aromas del mismo, además de alteraciones microbianas afectándolo en su calidad y sensorialmente.
El anhídrido sulfuroso en forma de SO2, HSO3? y SO3=. Constituye la fracción libre, por la baja concentración de ion sulfito en el vino, este anhídrido libre es la suma de la concentración de SO2 y HSO3?. Al SO2 en solución se le llama anhídrido sulfuroso molecular y es realmente activo frente a los microorganismos. La otra fracción del anhídrido sulfuroso se presenta en el vino en forma combinada (Anhídrido sulfuroso combinado) la cual está en equilibrio con el SO2 libre y las sustancias capaces de combinarlo (etanol, ácidos cetónicos, azúcares y antocianos).
Anhídrido sulfuroso libre
Se encuentra en dos estados en el vino que dependen directamente del pH y de su acidez, estos son:
-SO2 activo o molecular: que lleva a cabo la acción antiséptica en concentraciones superiores a 0.8mg/l, controlando el desarrollo de casi todas las especies de microorganismos. Esta forma es la que emite olor a azufre penetrante y picante, característico de este compuesto.
-Bisulfito: proporción de anhídrido capaz de formar sales ácidas disociadas, tiene bajo poder antiséptico sobre levaduras y un poder más elevado sobre ciertos géneros de bacterias.
Propiedades biosidas
Para que sea efectivo el anhídrido sulfuroso como biosida, se tiene que dar gran cantidad de factores como ser composición química del vino, que determinará la proporción existente entre anhídrido sulfuroso libre y anhídrido sulfuroso combinado y a su vez la proporción de anhídrido sulfuroso molecular con respecto al anhídrido sulfuroso libre. Otro factor importante es el tipo y especie de microorganismo a controlar. Las levaduras son sensibles al sulfuroso molecular, y a su vez son menos sensibles al sulfuroso en forma de sulfito. Existen algunas especies de levaduras oxidativas que toleran concentraciones de anhídrido sulfuroso molecular por encima del valor normal que se recomienda para el general de los vinos. Las bacterias son sensibles al sulfuroso molecular, al bisulfito y en menor medida al anhídrido sulfuroso con combinaciones inestables. Es importante que para controlar la gran mayoría de los microorganismos de alteración en los vinos, se mantenga en el vino una concentración de anhídrido sulfuroso molecular entre 0.5 y 0.8 mg/L, la que se alcanzará con los niveles de sulfuroso libre a mantener según el pH del vino. El poder controlador del anhídrido sulfuroso se basa en el gran poder inhibitorio del anhídrido sulfuroso
molecular sobre una serie de enzimas, sobre la coenzima NAD y algunas vitaminas y otros cofactores enzimáticos. Este accionar, opinan algunos autores, depende de una interferencia con el trabajo de las enzimas ATPasa.
El anhídrido sulfuroso como antioxidante
El anhídrido sulfuroso tiene propiedades reductoras porque puede asociarse con el oxígeno del medio formando ácido sulfúrico y evitando la oxidación de los compuestos del vino. Solo el anhídrido sulfuroso libre puede asociarse con el oxígeno mediante la siguiente reacción: SO3?+ O2 ? SO4?, con el anhídrido sulfuroso combinado no ocurre lo mismo. La gran afinidad del anhídrido sulfuroso por el oxígeno puede llegar a ser un problema cuando las adiciones de este compuesto se realizan previamente a la fermentación, pues es capaz de eliminar una parte importante del oxígeno disuelto en el mosto que será empleada luego por las levaduras para la síntesis de esteroles de su pared celular.
Acción Anti oxidasa
El anhídrido sulfuroso se activa disminuyendo la actividad enzimática. La tirosinasa es sensible al anhídrido sulfuroso, por lo que con poco agregado del mismo queda inhibida. La laccasa la vemos en uvas enfermas con Botrytis y necesita mucho más anhídrido sulfuroso para inhibirla.
Acción Solubilizante
El agregado de anhídrido sulfuroso aumenta la extracción de ciertas sustancias de la cáscara como pueden las ser sales minerales, ácidos orgánicos y en especial polifenoles, ya que destruye las células permitiendo que pasen a la solución.
El anhídrido sulfuroso combinado carece de actividad antioxidante y antioxidásica, y sus efectos antimicrobianos son muchísimo menores. Por consiguiente la combinación del dióxido de azufre comporta la práctica pérdida de sus beneficiosos efectos.
Por todo lo dicho se puede deducir que las actividades antioxidante, antioxidásica y antimicrobiana del anhídrido sulfuroso dependen de las dosis que se añada y también del grado de combinación y de las proporciones de anhídrido sulfuroso molecular, bisulfito y sulfito presentes en el vino. La proporción entre anhídrido sulfuroso molecular, el bisulfito y el sulfito está determinada por las constantes de disociación (K1 = 1,7 x 10-2; K2= 5,0 x 10-6) y por el pH del vino